DE4230416A1

DE4230416A1 - Zoom-linsensystem

Info

Publication number: DE4230416A1
Application number: DE4230416A
Authority: DE
Inventors: Ito Takayuki
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2012-09-12
Also published as: GB2259789B; JPH0572476A; US5315439A; GB2259789A; JP3149227B2; FR2681439B1; GB9219246D0; FR2681439A1; DE4230416B4

Description

Die vorliegende Erfindung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 3-3 10 288, die am 13. September 1991 eingereicht wurde, und deren Offenbarung durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zoom-Linsensystem, welches zum Einsatz bei Kompaktkameras geeignet ist, welche eine kleine Beschränkung bezüglich des rückwärtigen Brennpunkts aufweisen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Zoom-Linsensystem, welches ein hohes Zoom-Verhältnis von 2,5 und mehr hat.

Zur Verwendung bei Kompaktkameras sind bislang unterschiedliche Arten von Zoom-Linsensystemen bekannt. Zoom-Linsen, die aus drei Linsengruppen oder mehr bestehen, mit einem Zoom-Verhältnis von mehr als 2, lassen sich, wie nachstehend angegeben, klassifizieren:

i) Vier-Gruppen-Zoom-Linsensysteme, die eine positive erste Linsengruppe aufweisen, eine negative zweite Linsengruppe, eine hinter der zweiten Linsengruppe angeordnete Blende, sowie eine positive dritte Linsengruppe und eine negative vierte Linsengruppe, wobei sämtliche Linsengruppen unabhängig voneinander in Richtung auf das Objekt bewegt werden (dieser Typ schließt ein System ein, bei welchem einige der vier Linsengruppen zusammen bewegt werden). Beispiele für derartige Linsensysteme sind in den japanischen offengelegten Patentveröffentlichungen Nr. SHO 63-43 115, SHO 63-1 59 818 und SHO 63-1 57 120 beschrieben.
ii) Drei-Gruppen-Zoom-Linsensystem mit einer positiven ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe (welche eine Blende aufweist sowie eine negative Untergruppe 2a, die näher an dem Objekt liegt als die Blende, und eine positive Untergruppe 2b, die näher an der Bildebene liegt als die Blende, und welche äquivalent der zweiten und dritten Linsengruppe des Vier-Gruppen-Zoom-Linsensystems (i) ist, und mit einer negativen dritten Linsengruppe (welche der vierten Gruppe des Vier-Gruppen-Zoom-Linsensystems (i) äquivalent ist), wobei sämtliche Linsengruppen unabhängig voneinander in Richtung auf das Objekt bewegt werden. Beispiele für dieses Zoom-Linsensystem sind in den japanischen offengelegten Patentveröffentlichungen Nr. SHO 63-1 53 511 und SHO 63-1 61 423 beschrieben.
iii) Drei-Gruppen-Zoom-Linsensysteme mit einer positiven ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe (wie bei dem System (ii) weist diese positive Linsengruppe in der Richtung von der Objektseite aus eine negative Untergruppe 2a und eine positive Untergruppe 2b auf, jedoch ist keine Blende vorgesehen), mit einer Blende, die hinter der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, und mit einer negativen dritten Linsengruppe, wobei sämtliche Linsengruppen in Richtung auf das Objekt bewegt werden (siehe beispielsweise die gemeinsam übertragene japanische Offenlegungsschrift HEI 2-7321).
iv) Ein in der Praxis als Vier-Gruppen-Zoom-Linsensystem arbeitendes System, welches dasselbe ist wie das System (iii), mit der Ausnahme, daß die Untergruppen 2a und 2b unabhängig voneinander bewegt werden (siehe Beispiel 3 in der Beschreibung der gemeinsam übertragenen Patentanmeldung Nr. SHO 63-2 25 294, oben).

Die voranstehend beschriebenen konventionellen Zoom-Linsensysteme weisen jeweils eigene Probleme auf. In dem System (i) müssen sämtliche vier Linsengruppen unabhängig voneinander bewegt werden, so daß in einem begrenzten, kleinen Raum eine große Anzahl von Nocken verwendet werden muß, und dies führt zu Schwierigkeiten beim Entwurf eines wirksamen mechanischen Aufbaus.

In den Systemen (i) und (ii) befindet sich die Blende zwischen den Untergruppen 2a und 2b (im Falle des Typs mit vier Gruppen liegt die Blende zwischen der zweiten und dritten Linsengruppe); allerdings muß der Verschlußblock, der ebenfalls als Blende dient, zwischen den beiden Linsengruppen angeordnet werden, deren Leistungen sich bei jeglichen Herstellungsfehlern wesentlich verschlechtern, so daß die gesamte Linsenanordnung kompliziert wird, und es schwierig wird, eine hohe mechanische Präzision sicherzustellen. Zusätzlich hat es die hohe optische Empfindlichkeit jedes dieser Systeme erschwert, eine Stabilisierung der optischen Leistungen zu erreichen.

Darüber hinaus weisen sämtliche Systeme (i), (ii), (iii) und (iv) ein gemeinsames Problem auf; die Gesamt-Kompaktheit dieser Systeme ist unzureichend, sie bei einer Kompaktkamera einzusetzen, und dies ist deswegen so, da das negative erste Linsenelement eine konkave Oberfläche mit einer so großen Krümmung auf der Seite der Bildebene aufweist daß die Gesamtlänge der ersten Linsengruppe vergrößert wird, und dies ist nicht wünschenswert in bezug auf die Verringerung des Linsendurchmessers und der Gesamtlänge des gesamten Linsensystems.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Tatsachen entwickelt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zoom-Linsensystem zum Einsatz bei einer Kompaktkamera zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere in der ersten Linsengruppe verbessert ist, um ein hohes Zoom-Verhältnis von 2,5 oder mehr zu erzielen. Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Zoom-Linsensystems, welches zum Einsatz bei einer Kompaktkamera geeignet ist, und welches erfolgreich in bezug auf den Linsendurchmesser und die Gesamtlinsenlänge verkleinert ist.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung lassen sich durch ein Zoom-Linsensystem erreichen, welches zumindest drei Linsengruppen aufweist, die in der Reihenfolge von der Objektseite aus folgendermaßen angeordnet sind: als eine erste Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, und eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brennlänge, wobei dann, wenn ein Zoomen vom Weitwinkelende zum Teleende ausgeführt wird, die erste, zweite und dritte Linsengruppe sämtlich in Richtung auf das Objekt hin bewegt werden, so daß die Entfernung zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe sich vergrößert, wogegen die Entfernung zwischen der zweiten und dritten Linsengruppe abnimmt, wobei sich die Erfindung dadurch auszeichnet, daß die erste Linsengruppe ein erstes Linsenelement mit einer konkaven Linsenoberfläche auf der Seite aufweist, die am nächsten am Objekt liegt, und die nachstehende Bedingung (a) erfüllt:

(a) -3y(r11+r12)/(r11-r12)<0

wobei
r11 der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist; und
r12 der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildebenenseite des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems entsprechend Beispiel 1 am Weitwinkelende;

Fig. 2 einen Satz von Graphen, bei welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Zoom-Linsensystem des Beispiels 1 erhalten werden;

Fig. 3 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems gemäß Beipsiel 2 an dem Weitwinkelende;

Fig. 4 einen Satz von Graphen, bei welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Zoom-Linsensystem des Beispiels 2 erhalten werden;

Fig. 5 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 3 an dem Weitwinkelende;

Fig. 6 einen Satz von Graphen, bei welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Zoom-Linsensystem des Beispiels 3 erhalten werden;

Fig. 7 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems gemäß Beispiel 4 an dem Weitwinkelende;

Fig. 8 einen Satz von Graphen, bei welchen die Aberrationskurven aufgetragen sind, die mit dem Zoom-Linsensystem des Beispiels 4 erhalten werden;

Fig. 9 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 5 an dem Weitwinkelende; und

Fig. 10 einen Satz von Graphen, bei welchen die Aberrationskurven aufgezeichnet sind, die mit dem Zoom-Linsensystem des Beispiels 5 erhalten werden.

Beispiele für die vorliegende Erfindung werden nachstehend beschrieben.

Die Zoom-Linsensysteme entsprechend den Beispielen für die vorliegende Erfindung, die nachstehend beschrieben werden, weisen in der Reihenfolge von der Objektseite aus folgende Teile auf: eine erste Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, und eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brennlänge, und jedes der Systeme ist ein Zoom-Linsensystem des Tele-Typs zur Verwendung mit einer Kompaktkamera, welches aus insgesamt drei Linsen besteht, ein hohes Zoom-Verhältnis von 2,5 und mehr aufweist, und welches erfolgreich den Linsendurchmesser verringert, sowie die Gesamtlinsenlänge und das erforderliche Ausmaß der Linsenbewegung, und zwar durch Einführung spezieller Merkmale bei der Anordnung der Linsenelemente in der ersten Linsengruppe, und bei ihrer Form. Jedes Zoom-Linsensystem erfüllt die nachstehend angegebene Bedingung (a):

(a) -3<(r11+r12)/(r11-r12)<0

wobei
r11 der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist; und
wobei
r12 der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildebenenseite des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist.

Durch Einsetzen dieser Linsenanordnung und insbesondere durch Einführung eines speziellen Merkmals bezüglich der Form des negativen ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe wird ein Aufbau vom Retrofokus-Typ realisiert, und dies führt zu einer wirksamen Verringerung der Gesamtlänge der ersten Linsengruppe, wodurch das Gesamtlinsensystem kompakt wird.

Das negative erste Linsenelement in der ersten Linsengruppe des Zoom-Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich in seiner Form von der bei dem System nach dem Stand der Technik, und weist eine konkave Oberfläche starker Krümmung auf der Objektseite auf, die negativ ist, und die eine größere Brechkraft aufweist als die Oberfläche auf der Bildebenenseite. Da das Zoom-Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung vom Tele-Typ ist, welcher aus drei Gruppen besteht, positiv, positiv und negativ, neigt der rückwärtige Brennpunkt des Gesamtsystems zu einer Verringerung. Allerdings erfordert selbst ein Linsensystem zur Verwendung bei Kompaktkameras einen rückwärtigen Brennpunkt (eine rückwärtige Brennlänge) meßbarer Länge; anderenfalls steigt der Linsendurchmesser der letzten Linsengruppe an, und es treten andere Schwierigkeiten auf, beispielsweise innere Reflexion. Zur Lösung dieser Probleme wird vorzugsweise eine Oberfläche, die eine starke negative Brechkraft hat, in der ersten Linsengruppe auf der Seite angeordnet, die weiter vorn liegt, also mehr auf der Objektseite.

Zur Erfüllung anderer Bedingungen, abgesehen von der Bedingung bezüglich der rückwärtigen Brennlänge des Gesamtsystems, und um die erste Linsengruppe als Retrofokus-Gruppe auszubilden, so daß ein größerer Betrachtungswinkel sichergestellt werden kann, wogegen die Gesamtlänge und der Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe verringert werden können, ist das erste Linsenelement in der ersten Linsengruppe vorzugsweise so ausgelegt, daß es eine Negativlinse mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite ist.

Die Bedingung (a) legt den Formfaktor des ersten Linsenelements fest. Wird die Obergrenze dieser Bedingung Überschritten, so weist die Oberfläche dieses Linsenelements auf der Bildebenenseite eine größere Krümmung auf als die Oberfläche auf der Objektseite, wie beim Stand der Technik, und die Gesamtlänge der ersten Linsengruppe neigt zu einer Zunahme. Wird die Untergrenze der Bedingung (a) nicht erreicht, so wird die Krümmung der konkaven Oberfläche auf der Objektseite so groß, daß Schwierigkeiten bei der Korrektur von Aberrationen auftreten.

Die erste Linsengruppe weist vorzugsweise in der Reihenfolge von der Objektseite aus ein negatives erstes Linsenelement und ein positives zweites Linsenelement auf, wobei die nachstehend angegebenen Bedingungen (b), (c) und (d) erfüllt sind:

(b) 1,7<N1
(c) 1,6<N2
(d) -0,5y(r21+r22)/(r21-r22)<15,

wobei
N1: der Brechungsindex an der d-Linie des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist;
N2: der Brechungsindex an der d-Linie des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist;
r21: der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist; und
r22: der Krümmungsradius auf der Oberfläche auf der Bildebenenseite des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist.

Die Bedingungen (b) und (c) beziehen sich auf die Brechungsindizes der beiden Linsenelemente der ersten Linsengruppe. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann der Krümmungsradius der Linse vergrößert werden, der zur Bereitstellung einer vorbestimmten Brechzahl erforderlich ist. Daher lassen sich die Kantendicke des ersten Linsenelements und die zentrale Dicke des zweiten Linsenelements der ersten Linsengruppe ausreichend verringern, um die Bemühungen des Herstellers zu erleichtern, die Größe der ersten Linsengruppe zu reduzieren.

Die Bedingung (d) bezieht sich auf die Form des positiven zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe, und diese Bedingung muß deswegen erfüllt sein, damit die Aberrationen korrigiert werden können, die an der konkaven Oberfläche auf der Objektseite des negativen ersten Linsenelements auftreten. Wird die Untergrenze dieser Bedingung nicht erreicht, so nimmt der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche auf der Bildebenenseite des zweiten Linsenelementes zu, was zu einer Unterkorrektur der Aberrationen führt; und falls die Entfernung zwischen dem ersten und zweiten Linsenelement verringert wird, um eine Kompaktheit zu erreichen, so treten Schwierigkeiten bezüglich der Korrektur von Aberrationen auf. Wenn andererseits die Obergrenze der Bedingung (d) überschritten wird, so nimmt der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche auf der Bildebenenseite so stark ab, daß eine Überkorrektur der Aberrationen hervorgerufen wird, die innerhalb der ersten Linsengruppe auftreten; zusätzlich treten Aberrationen höherer Ordnung auf, und dies stellt einen weiteren Faktor dar, der Schwierigkeiten bei der Korrektur von Aberrationen macht.

Wie im Falle der ersten Linsengruppe, weist auch die positive zweite Linsengruppe vorzugsweise in der Reihenfolge von der Objektseite aus eine negative Untergruppe 2a und eine positive Untergruppe 2b auf, um sicherzustellen, daß das Gesamtlinsensystem eine meßbare rückwärtige Brennlänge aufweist.

Wenn der Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe verringert wird, so besteht eine Tendenz, daß die sich entwickelnde sphärische Aberration unterkorrigiert wird. Andererseits weist die zweite Linsengruppe eine sehr hohe positive Brechkraft auf, so daß es schwierig ist, einen Ausgleich zwischen sphärischen und anderen Aberrationen zu erzielen, die in der zweiten Linsengruppe auftreten. Daher wird vorzugsweise die sphärische Aberration, die in der zweiten Linsengruppe auftritt, durch die divergente asphärische Oberfläche korrigiert, wodurch sämtliche anderen Aberrationen durch die sphärische Oberfläche korrigiert werden, wodurch ein Ausgleich zwischen sämtlichen Aberrationen erzielt wird, die in der zweiten Linsengruppe auftreten.

Die asphärische Oberfläche ist vorteilhafterweise in der Untergruppe 2b der zweiten Linsengruppe angeordnet. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, so ist der Linsendurchmesser ausreichend verringert, so daß die Linsenherstellung erleichtert ist; zusätzlich befindet sich die asphärische Oberfläche nahe genug an der Blende, so daß die sphärische Aberration leicht kontrolliert werden kann, die in der zweiten Linsengruppe auftritt.

Es ist wünschenswert, daß die Untergruppe 2b der zweiten Linsengruppe mit einer divergenten asphärischen Oberfläche versehen ist, welche die nachfolgende Bedingung (e) erfüllt:

(e) -30<ΔI2b<0,

wobei
I2b: das Ausmaß der Variation des Koeffizienten einer sphärischen Aberration infolge der asphärischen Oberfläche in der Untergruppe 2b ist (wobei der Aberrationskoeffizient derjenige ist, der berechnet wird, wenn die Brennlänge des Gesamtsystems am Weitwinkelende zu 1,0 gewählt wird).

Die Bedingung (e) sollte deswegen erfüllt sein, um eine divergente asphärische Oberfläche zu erhalten. Wird die Obergrenze dieser Bedingung überschritten, so ist die asphärische Oberfläche nicht mehr divergent, und es tritt eine Unterkorrektur der sphärischen Aberration auf. Wird die Untergrenze der Bedingung (e) nicht erreicht, so tritt eine Unterkorrektur der sich ergebenden sphärischen Aberration auf, und darüber hinaus steigt auf nicht wünschenswerte Weise die Wahrscheinlichkeit an, daß Aberrationen höherer Ordnung auftreten.

Nachstehend erfolgt eine ergänzende Diskussion des Ausmaßes der Variation des Koeffizienten der Aberration dritter Ordnung infolge einer asphärischen Oberfläche. Die Form einer asphärischen Oberfläche läßt sich allgemein durch die Gleichung (1) ausdrücken:

wobei x die Entfernung ist, um welche die Koordinaten an dem Punkt auf der asphärischen Oberfläche, an welchem die Höhe von der optischen Achse y beträgt, von der Ebene beabstandet sind, die tangential zur Spitze der asphärischen Oberfläche verläuft; c ist die Krümmung (l/r) der Spitze (des Scheitelpunkts) der asphärischen Oberfläche; K ist die konische Konstante; und α4, α6, α8 und α10 sind der asphärische Koeffizient der vierten, sechsten, achten bzw. zehnten Ordnung.

Durch Berechnung der Brennlänge als f = 1,0, nämlich durch Ersetzen von x=x/f, y=y/f, c=fc, A4=f³α4, A6=f⁵α6, A8=f⁷α8, und A10=f⁹α10 in Gleichung (1) wird die nachstehende Gleichung (2) erhalten:

Der zweite Term und nachfolgende Terme der Gleichung (2) definieren das Ausmaß der Sphärizität, und die Beziehung zwischen dem Koeffizienten A4 des zweiten Terms und dem asphärischen Koeffizienten Φ dritter Ordnung wird ausgedrückt durch:

Φ = 8(N′-N)A4

wobei N der Brechungsindex des Mediums vor der asphärischen Oberfläche und N′ der Brechungsindex des Mediums hinter der asphärischen Oberfläche ist.

Der asphärische Koeffizient Φ stellt die nachstehenden Variationsbeträge der Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung zur Verfügung, wie aus der Theorie der Aberrationen bekannt ist:

ΔI
= h⁴Φ
ΔII	= h³HΦ
ΔIII	= h²H²Φ
ΔIV	= h²H²Φ
ΔV	= hH³Φ

wobei
I der sphärische Aberrationskoeffizient ist,
II der Coma-Koeffizient,
III der Astigmatismus-Koeffizient,
IV der Sagittalfeld-Krümmungskoeffizient,
V der Verzerrungskoeffizient,
h die Höhe paraxialer Strahlen auf der Achse, in welcher sie durch jede Linsenoberfläche gelangen, und
H die Höhe paraxialer, nicht auf der Achse verlaufender Strahlen, die durch das Zentrum der Pupille gelangen, wobei sie bei dieser Höhe durch jede Linsenoberfläche gelangen.

Die Form einer asphärischen Oberfläche läßt sich durch verschiedene andere Gleichungen ausdrücken, aber wenn y kleiner als der paraxiale Krümmungsradius ist, so läßt sich eine zufriedenstellende Approximation nur durch Glieder gerader Ordnung erzielen. Es wird daher darauf hingewiesen, daß die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung in keiner Weise dadurch beeinflußt wird, wenn nur die Gleichungen geändert werden, welche die Form der asphärischen Oberfläche ausdrücken.

Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, daß sich die Einsetzbarkeit der vorliegenden Erfindung sowohl auf das Vier-Gruppen-Zoom-Linsensystem erstreckt, welches voranstehend bei der Schilderung des Stands der Technik beschrieben worden ist, als auch auf ein Drei-Gruppen-Zoom-Linsensystem, bei welchem auf die letzte Linsengruppe eine hintere Linsengruppe folgt, die eine geringere Brechkraft aufweist.

Die Blende kann entweder innerhalb der zweiten Linsengruppe oder hinter dieser angeordnet sein. Im ersten Fall läßt sich der Linsendurchmesser der vorderen Gruppe verringern, jedoch entstehen andererseits Schwierigkeiten bei der Konstruktion einer wirksamen Linsenzusammenstellung. Im letztgenannten Fall (in welchem sich die Blende zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe befindet) kann der Linsenblock von dem Verschlußblock getrennt werden, und dies trägt dazu bei, daß ein einfacher mechanischer Aufbau realisiert werden kann.

Die Beispiele 1 bis 5 des Zoom-Linsensystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf Datenblätter beschrieben, bei welchen f die Brennlänge bezeichnet, fB den rückwärtigen Brennpunkt, r den Krümmungsradius einer einzelnen Linsenoberfläche, d die Linsendicke oder den Luftraum zwischen Linsen (die voranstehenden Parameter sind in Millimetern angegeben), FNO die Blendenzahl (F)-Zahl, Omega den halben Blickwinkel (in Grad), n den Brechungsindex einer einzelnen Linse an der d-Linie, und ν die Abb-Zahl einer einzelnen Linse, wobei α4, α6 und α8 den asphärischen Koeffizienten der vierten, sechsten bzw. achten Ordnung bezeichnen.

Beispiel 1

Fig. 1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 1 am Weitwinkelende. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 1 angegeben. Die mit diesem Linsensystem erhaltenen Aberrationskurven sind in den Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) aufgezeichnet.

Tabelle 1

Zwölfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.63680758×10^-4
α6 = -0.53551756×10^-7
α8 = 0.11152752×10^-8

Die Werte der Blendenzahl F-Nr., von f, fB, ω, d4 und d12 ändern sich während des Zoomens, wie in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben ist.

Tabelle 2

Beispiel 2

Fig. 3 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 2 am Weitwinkelende. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 3 angegeben. Die mit diesem Linsensystem erhaltenen Aberrationskurven sind in den Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) aufgezeichnet.

Tabelle 3

Zwölfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.6518794×10^-4
α6 = -0.50080477×10^-7
α8 = 0.10270326×10^-8

Die Werte von F-Nr., f, fB, ω, d4 und d12 ändern sich beim Zoomen, wie nachstehend in Tabelle 4 angegeben ist.

Tabelle 4

Beispiel 3

Fig. 5 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 3 am Weitwinkelende. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 5 angegeben. Die mit diesem Linsensystem erhaltenen Aberrationskurven sind in den Fig. 6(a), 6(b) und 6(c) aufgezeichnet.

Tabelle 5

Zwölfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.65631000×10^-4
α6 = -0.48837800×10^-7
α8 = 0.73950100×10^-9

Die Werte von F-Nr, f, fB, ω, d4 und d12 variieren beim Zoomen, wie in der nachstehenden Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 6

Beispiel 4

Fig. 7 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 4 am Weitwinkelende. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 7 angegeben. Die mit diesem Linsensystem erhaltenen Aberrationskurven sind in den Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) aufgezeichnet.

Tabelle 7

Fünfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = -0.40328626×10^-4
α6 = -0.30242012×10^-6
α8 = 0.14154205×10^-8

Zehnte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.76751422×10^-4
α6 = 0.92777629×10^-7
α8 = 0.14241736×10^-8

Elfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.44758114×10^-4
α6 = 0.22807597×10^-6
α8 = 0.64325486×10^-9

Die Werte von F-Nr., f, fB, ω, d4 und d10 variieren beim Zoomen, wie in der nachstehenden Tabelle 8 gezeigt ist.

Tabelle 8

Beispiel 5

Fig. 9 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Zoom-Linsensystems nach Beispiel 5 am Weitwinkelende. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 9 angegeben. Die mit diesem Linsensystem erhaltenen Aberrationskurven sind in den Fig. 10(a), 10(b) und 10(c) aufgezeichnet.

Tabelle 9

Fünfte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = -0.33845769×10^-4
α6 = 0.29857214×10^-6
α8 = 0.97450605×10^-9

Neunte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 =   0.82760916×10^-4
α6 =   0.18424225×10^-6
α8 =   0.39884961×10^-9

Zehnte Oberfläche: asphärisch
K = 0

α4 = 0.44248919×10^-4
α6 = 0.37472218×10^-6
α8 = -0.97513187×10^-9

Die Werte von F-Nr., f, fB, ω, d4 und d9 variieren beim Zoomen, wie in der nachstehenden Tabelle 10 angegeben.

Tabelle 10

Tabelle 11 zeigt Werte, welche die Bedingungen (a) bis (e) in den Beispielen 1 bis 5 erfüllen.

Wie auf den voranstehenden Seiten beschrieben wurde, setzt das Zoom-Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine so einfache Anordnung wie eine Drei-Gruppen-Zusammensetzung ein, und stellt dennoch durch Verbesserung der ersten Linsengruppe einen weiteren Betrachtungswinkel zur Verfügung, während der Linsendurchmesser und die Gesamtlinsenlänge verringert sind. Gleichzeitig treten beim erfindungsgemäßen System geringer Variationen der Aberrationen während des Zoomens vom Weitwinkelende zum Kleinwinkelende auf, oder von Unendlich bis zum Nahbereich, und dennoch wird ein hohes Zoom-Verhältnis von 2,5 und mehr sichergestellt. Daher läßt sich das Zoom-Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise bei einer Kompaktkamera einsetzen.

Claims

1. Zoom-Linsensystem mit zumindest drei Linsengruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Linsengruppen in der Reihenfolge von der Objektseite aus als eine erste Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brennlänge, und eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brennlänge angeordnet sind, wobei dann, wenn das Zoomen vom Weitwinkelende zum Tele-Ende durchgeführt wird, die erste, zweite und dritte Linsengruppe sämtlich in Richtung auf das Objekt hin bewegt werden, so daß die Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zunimmt, wogegen die Entfernung zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe abnimmt, und daß die erste Linsengruppe ein erstes Linsenelement mit einer konkaven Linsenoberfläche auf der Seite aufweist, die am nächsten am Objekt liegt, und das erste Linsenelement die nachfolgende Bedingung (a) erfüllt: (a) -3<(r11+r12)/(r11-r12)<0wobei
r11: der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist, und
r12: der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildebenenseite des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe ist.

2. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse in der Reihenfolge von der Objektseite aus ein negatives erstes Linsenelement und ein positives zweites Linsenelement aufweist und die nachfolgenden Bedingungen (b), (c) und (d) erfüllt: (b) 1,7<N1
(c) 1,6<N2
(d) -0,5<(r21+r22)/(r21-r22)<1,5wobei
N1: den Brechungsindex an der d-Linie des ersten Linsenelements in der ersten Linsengruppe bezeichnet,
N2: den Brechungsindex an der d-Linie des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe,
r21: den Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe, und
r22: den Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildebenenseite des zweiten Linsenelements in der ersten Linsengruppe.

3. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe in der Reihenfolge von der Objektseite aus eine Untergruppe (2a) mit einer negativen Brennlänge und eine Untergruppe (2b) mit einer positiven Brennlänge aufweist, und daß die Untergruppe (2b) eine divergente asphärische Oberfläche aufweist, welche die nachstehende Bedingung (e) erfüllt: (e) -30<ΔI2b<0wobei
ΔI2b: das Ausmaß der Variation des Koeffizienten einer sphärischen Aberration infolge der asphärischen Oberfläche in der Untergruppe (2b) bezeichnet (wobei der Aberrationskoeffizient so berechnet ist, daß die Brennlänge des Gesamtsystems am Weitwinkelende als 1,0 angenommen wird.