DE602005003263T2

DE602005003263T2 - Retrofokus Zoomobjektiv

Info

Publication number: DE602005003263T2
Application number: DE602005003263T
Authority: DE
Inventors: Motoyuki Shinagawa-ku Otake
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: CN101241227A; US20050275951A1; CN100381856C; EP1605291B1; JP4210935B2; EP1605291A2; DE602005003263D1; CN1715986A; JP2005352182A; EP1605291A3; US7133215B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zoomobjektiv und ein Kamerasystem. Noch genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Zoomobjektiv, welches eine Vielzahl von bewegbaren Linsengruppen zum Ändern der Brennweite enthält, insbesondere ein Zoomobjektiv, welches zur Verwendung in einem Kamerasystem geeignet ist, welches mit einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung versehen ist, wie beispielsweise eine Videokamera oder eine digitale Standbildkamera, und ein Kamerasystem, welches mit dem Zoomobjektiv versehen ist.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Ein bekanntes Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen eines Bildes eines Objekts zeichnet das Bild des Objekts auf durch Umwandeln der Lichtmenge, welche das Bild bildet, welches auf einer Oberfläche eines Kamerasystems gebildet wird, wobei als Aufzeichnungsmittel für eine Kamera ein fotoelektrischer Wandler, wie beispielsweise eine CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder ein CMOS (komplementärer Metalloxidhalbleiter) verwendet wird, in elektrische Signale durch den fotoelektrischen Wandler.
Die Betriebsgeschwindigkeit der zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs) ist erhöht worden und der Grad der Integration des Speichermediums ist hinsichtlich des Fortschritts von Feinverarbeitungstechniken erhöht worden. Demzufolge ist eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von Bilddaten einer großen Kapazität, was schwierig gewesen ist, realisiert worden. Das Maß der Integration der lichtaufnehmenden Vorrichtungen ist erhöht worden und die Miniaturisierung von lichtaufnehmenden Vorrichtungen ist fortgeschritten. Eine Erhöhung des Maßes der Integration machte ein Aufzeichnen mit höheren Ortsfrequenzen möglich, und die Miniaturisierung der lichtaufnehmenden Vorrichtung brachte die Miniaturisierung von Kameras mit sich.
Die Erhöhung im Maß der Integration und Miniaturisierung der lichtaufnehmenden Vorrichtung reduzierte den lichtaufnehmenden Bereich von jedem fotoelektrischen Umwandlungselement. Demzufolge wird die Größenordnung einer elektrischen Ausgabe, welche durch das fotoelektrische Umwandlungselement vorgesehen wird, reduziert und somit wird der Effekt des Rauschens gravierend. Ein Versuch, welcher unternommen wurde, um den nachteiligen Effekt des Rauschens zu vermeiden, platzierte eine kleine Linseneinheit, nämlich ein Mikrolinsenanordnung direkt vor den fotoelektrischen Umwandlungselementen, um die Menge von Licht, welche auf die lichtaufnehmenden Elemente fällt, durch Erhöhen des Aperturverhältnisses des optischen Systems zu erhöhen. Die Mikrolinsenanordnung stellt Einschränkungen bezüglich der Position der Austrittspupille des Linsensystems dar, statt Lichtstrahlen zu führen, welche auf Grenzen zwischen den angrenzenden Elementen auf die Elemente fallen. Wenn die Austrittspupille des Linsensystems sich den lichtaufnehmenden Elementen nähert, das heißt, wenn ein Winkel zwischen dem Hauptstrahl, welcher auf das lichtaufnehmende Element fällt und der optischen Achse größer wird, werden Lichtstrahlen jenseits der Achse, welche auf einen peripheren Teil einer Bildoberfläche fallen, in großen Winkeln zu der optischen Achse geneigt und demzufolge sind die Lichtstrahlen jenseits der Achse nicht in der Lage, auf die lichtaufnehmenden Elemente zu fallen, und eine nicht ausreichende Menge von Licht fällt auf die lichtaufnehmenden Elemente.
Während eine Kamera, welche mit einem fotoelektrischen Wandler als eine lichtaufnehmende Vorrichtung versehen ist, nämlich eine digitale Standbildkamera, keine Entwicklungsoperation benötigt, und Datenbearbeitung erleichtert, wie beispielsweise die Bestätigung eines Bildes, welches durch die Kamera gebildet wird, ist die Bildqualität des Bildes minderwertig zu derjenigen eines Bildes, welches auf einer 35-mm-Filmformat-Kamera gebildet wird, welche einen 35 mm Film als Aufzeichnungsmedium verwendet, und es ist erforderlich, dass die Kamera mit Geräten wie beispielsweise einem Computer verbunden wird. Somit hat die Anzahl der digitalen Standbildkameras nicht in der Verwendung zugenommen. Digitale Standbildkameras wurden in den vergangenen Jahren allgemein verwendet, infolge der Verbesserung der Bildqualität und der Verbreitung von Geräten.
Sowohl die Erhöhung im Maß der Integration der lichtaufnehmenden Vorrichtung und die Verbesserung der Leistung des optischen Systems sind wichtig zur Verbesserung der Bildqualität.
Ein erhöhtes Zoomverhältnis erhöht den Freiheitsgrad des Aufnehmens eines Fotos des Benutzers. Zum Beispiel ermöglicht ein erhöhtes Zoomverhältnis ein Aufnehmen eines Bildes in einem kurzen Objektabstand und ein Aufnehmen eines Bildes einer Szenerie in einem weiten Bereich in einem Raum in einem kurzen Objektzustand.
Ein bekanntes praktisches Zoomobjektiv ist das sogenannte negativ-positiv-positiv-Dreiergruppenobjektiv, welches zum Beispiel eine erste Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, enthält, welche von der Seite des Objekts in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Zoomobjektive sind in Patentdokumenten 1, 2, 3 und 4 erwähnt.
Das Zoomobjektiv, welches in Patentdokument 1 erwähnt ist, setzt eine Linse des Ernostartyps ein, welche durch Kombinieren von vier Linsen gebildet wird, nämlich konvexe, konvexe, konkave und konvexe Linsen, als eine zweite Linsengruppe. Das Zoomobjektiv, welches in Patentdokument 2 erwähnt ist, setzt eine Linse des Ernostartyps ein, welche durch Kombinieren einer zweiten Linsengruppe gebildet wird, welche drei Linsen enthält, nämlich konvexe, konvexe und konkave Linsen, und eine dritte Linsengruppe. Das Zoomobjektiv, welches in Patentdokument 3 erwähnt ist, setzt eine Linse eines Dreiergruppentyps ein, welche durch Kombinieren von drei Linsen gebildet wird, nämlich konvexe, konkave und konvexe Linsen, als eine zweite Linsengruppe. Ein weiteres Zoomobjektiv ist in Patentdokument 4 offenbart, welches eine zweite Linsengruppe aufweist, welche eine konvex/konkav verklebte Linse und eine konvexe Linse enthält.
Die lichtaufnehmende Vorrichtung ist durch die Erhöhung des Maßes der Integration in den vergangenen Jahren miniaturisiert worden und es wurde gewünscht, sowohl die Miniaturisierung des Linsensystems als auch die Verbesserung der Leistung des Linsensystems zu erreichen. Es wurde gewünscht, die Verschlechterung der Leistung des Linsensystems aufgrund der Dezentrierung der Komponentenlinsen zu unterdrücken, was durch den Herstellungsprozess verursacht wird.

Patentdokument 1: JP-A 2003-66332
Patentdokument 2: JP-A 2003-140041
Patentdokument 3: JP-A 2003-140047
Patentdokument 4: JP-A 2003-149555

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Verwendung von Linsen, welche jeweils kleine Durchmesser aufweisen, um das Linsensystem zu miniaturisieren, erhöhen die Grade der Dezentrierung der Linsen. Die hohen Brechungskräfte der Linsen verbessern die Empfindlichkeit gegenüber der Dezentrierung, was die Leistung des Linsensystems verschlechtert.
Die erste Linsengruppe expandiert axiale Lichtstrahlen und die expandierten axialen Lichtstrahlen fallen auf die zweite Linsengruppe. Daher ist es wünschenswert, dass die zweite Linsengruppe ein großes Blendenverhältnis aufweist. Da die Einfallshöhe (Höhe an der objektseitigen Linsenoberfläche) der Lichtstrahlen außerhalb der Achse sich nicht ändert und sich der Einfallswinkel der Lichtstrahlen außerhalb der Achse mit dem Linsenzustand ändert, ist es wünschenswert, die Variation der außeraxialen Aberration zu unterdrücken, welche von der Änderung des Linsenzustands resultiert, und die Verschlechterung der Leistung so effektiv wie möglich zu unterdrücken, welche der zweiten Linsengruppe zuzuschreiben ist.
Die zweite Linsengruppe von jedem der Zoomobjektive, welche in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart ist, weist eine konvexe Linse und eine verklebte Linse auf, welche durch Kombinieren einer konvexen Linse und einer konkaven Linse gebildet ist. In einer Linsenkammer kann ein Abstandshalter zwischen der konvexen Linse und der verklebten Linse zwischengeschaltet sein. Wenn Abstandshalter für große Linsen und diejenigen für kleine Linsen mit der gleichen Bearbeitungsgenauigkeit gebildet werden, werden kleinere Linsen stärker durch den gleichen Bearbeitungsfehler in der Dicke des Abstandshalters geneigt.
Die drei Linsen der zweiten Linsengruppe des Zoomobjektivs, welches in Patentdokument 3 offenbart ist, berühren sich einander. Daher ist es schwierig, die Leistungsverschlechterung aufgrund der Akkumulation der jeweiligen Grade der Dezentrierung der Linsen zu stabilisieren, welche während der Herstellung verursacht wird.
Das Zoomobjektiv von Patentdokument 4 ist nicht ausreichend miniaturisiert, da die zweite Linsengruppe dieses Zoomobjektivs zwei Blöcke aufweist.
Dementsprechend ist es wünschenswert, die vorhergehenden Probleme zu lösen, und ein Zoomobjektiv vorzusehen, welches nicht sehr empfindlich gegenüber Zusammenbaufehlern ist, welche während der Herstellung auftreten, und welches eine stabile optische Qualität aufweist, und ein Kamerasystem, welches mit dem Zoomobjektiv versehen ist.
Die vorliegende Erfindung liegt in einem Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in einem Kamerasystem, welches enthält: ein Zoomobjektiv, umfassend: eine erste Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist; eine zweite Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, welche eine verklebte Linsenkomponente enthält, welche durch Kombinieren einer positiven Linse, welche eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist, und einer negativen Linse, welche eine konkave Oberfläche auf einer Bildseite aufweist, gebildet wird, und eine positive Linsenkomponente, welche auf der Bildseite hinsichtlich der verklebten Linsenkomponente angeordnet ist, welche von der verklebten Linsenkomponente durch ein Luftraum beabstandet ist, und welche eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist und hinter der ersten Linsengruppe hinsichtlich einer Objektseite angeordnet ist; und eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist und hinter der zweiten Linsengruppe hinsichtlich der Objektseite angeordnet ist; und eine Bildaufnahmevorrichtung; wobei zumindest die erste und die zweite Linsengruppe bewegt werden und die zweite Linsengruppe in Richtung der Objektseite bewegt wird, um so ein Intervall zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zu verringern, wenn der Linsenzustand von einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand für den größten Bildfeldwinkel zu einem längsten Brennweitenlinsenzustand für den kleinsten Bildfeldwinkel geändert wird, wobei eine Aperturblende zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, und wobei die zweite Linsengruppe die Bedingungen enthält und erfüllt, welche ausgedrückt werden durch: 0,02 < DS/(R22a – R21b) < 0,1 (1) 0,6 < Da/R21b < 0,8 (2)wobei D_S die Länge des Luftraumes zwischen der verklebten Linsenkomponente und der positiven Linsenkomponente ist, R22_a der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente ist, R21_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist, und D_a der Abstand zwischen der Aperturblende und der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist.
Somit korrigiert die vorliegende Erfindung Aberrationen zufrieden stellend, und die verklebte Linsenkomponente und die positive Linsenkomponente können in Kontakt miteinander außerhalb des effektiven Durchmessers der Linse gebracht werden.
Ein Zoomobjektiv in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: eine erste Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist; eine zweite Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und hinter der ersten Linsengruppe hinsichtlich einer Objektseite angeordnet ist; und eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist und hinter der zweiten Linsengruppe hinsichtlich der Objektseite angeordnet ist; wobei zumindest die erste und die zweite Linsengruppe bewegt werden, um den Linsenzustand von dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand für den größten Bildfeldwinkel zu einem längsten Brennweitenlinsenzustand für den kleinsten Bildfeldwinkel zu ändern, wobei die zweite Linsengruppe in Richtung der Objektseite bewegt wird, um so ein Intervall zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zu verringern, wobei eine Aperturblende zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, wobei die zweite Linsengruppe eine verklebte Linsenkomponente enthält, welche durch Kombinieren einer positiven Linse, welche eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist, und einer negativen Linse, welche eine konkave Oberfläche auf einer Bildseite aufweist, gebildet wird, und eine positive Linsenkomponente, welche auf einer Bildseite hinsichtlich der verklebten Linsenkomponente angeordnet ist, welche von der verklebten Linsenkomponente beabstandet ist, und welche eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist und die Bedingungen erfüllt, welche ausgedrückt werden durch: 0,02 < DS/(R22a – R21b) < 0,1 (1) 0,6 < Da/R21b < 0,8 (2)wobei D_S die Länge des Luftraumes zwischen der verklebten Linsenkomponente und der positiven Linsenkomponente ist, R22_a der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente ist, R21_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist, und D_a der Abstand zwischen der Aperturblende und der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist.
Ein Kamerasystem in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Zoomobjektiv, welches eine erste Linsengruppe enthält, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist und hinter der ersten Linsengruppe hinsichtlich einer Objektseite angeordnet ist; und eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist und hinter der zweiten Linsengruppe hinsichtlich der Objektseite angeordnet ist; wobei zumindest die erste und die zweite Linsengruppe bewegt werden, um den Linsenzustand von einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand für den größten Bildfeldwinkel zu einem längsten Brennweitenlinsenzustand für den kleinsten Bildfeldwinkel zu verändern, wobei die zweite Linsengruppe in Richtung der Objektseite bewegt wird, um so ein Intervall zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zu verringern; und eine Bildaufnahmevorrichtung enthält; wobei eine Aperturblende zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, und die zweite Linsengruppe eine verklebte Linsenkomponente enthält, welche durch Kombinieren einer positiven Linse, welche eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist, und einer negativen Linse, welche eine konkave Oberfläche auf einer Bildseite aufweist, gebildet wird, und eine positive Linsenkomponente, welche auf einer Bildseite hinsichtlich der verklebten Linsenkomponente angeordnet ist, welche von der verklebten Linsenkomponente beabstandet ist, und eine konvexe Oberfläche auf der Objektseite aufweist und die Bedingungen erfüllt, welche ausgedrückt werden durch: 0,02 < DS/(R22a – R21b) < 0,1 (1) 0,6 < Da/R21b < 0,8 (2)wobei D_S die Länge des Luftraumes zwischen der verklebten Linsenkomponente und der positiven Linsenkomponente ist, R22_a der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente ist, R21_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist, und D_a der Abstand zwischen der Aperturblende und der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente ist.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verschlechterung der Leistung des Zoomobjektivs aufgrund der Dezentrierung der Linsen, welche während der Herstellung verursacht wird, unterdrückt werden, und das Zoomobjektiv kann in einer kleinen Größe gebildet werden, und weist eine verbesserte Leistung auf.
Vorzugsweise erfüllt das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bedingung, welche ausgedrückt wird durch: 1,8 < |f1|/{/fW < 2,3 (3) wobei f₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe ist und f_W die Brennweite des Zoomobjektivs in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand ist.
Das Zoomobjektiv, welches den Ausdruck (3) erfüllt, weist eine kurze Gesamtlänge auf, kann axiale Aberrationen und außeraxiale Aberrationen richtig korrigieren, und kann die Variation des Komas mit dem Bildfeldwinkel zufrieden stellend korrigieren.
Vorzugsweise erfüllt das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bedingung, welche durch jeden der Ausdrücke ausgedrückt wird: –0,3 < (R22a + R22b)/(R22a – R22b) < 0,2 (4) 1,6 < f2/fW < 2,1 (5)wobei R22_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der positiven Linsenkomponente ist und f₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.
Somit kann das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zufrieden stellend die Variation des Komas mit dem Blickfeldwinkel in dem kürzesten Brennweitenobjektivzustand und die Variation der axialen Aberration mit der Variation des Bildfeldwinkels durch Erfüllen der Bedingung, welche durch Ausdruck (4) ausgedrückt wird, korrigieren und kann die Erhöhung des Objektivdurchmessers verhindern und kann zufrieden stellend die Variation der axialen Aberration mit der Variation des Bildfeldwinkels durch Erfüllen der Bedingung, welche durch Ausdruck (5) ausgedrückt wird, korrigieren.
Die Variation des Komas und diejenige der axialen Variation mit der Variation des Bildfeldwinkels in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand kann noch zufrieden stellender korrigiert werden, und eine Erhöhung im Objektivdurchmesser kann vermieden werden, wenn das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowohl die Ausdrücke (4) und (5) erfüllt.
Vorzugsweise erfüllt das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest entweder die Bedingungen, welche durch die Ausdrücke ausgedrückt werden: Σ2/fW < 0,85 (6) TLW/fW < 6,5 (7)wobei das Σ2 die Dicke der zweiten Linsengruppe ist und TL_W die Länge des Zoomobjektivs in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand ist.
Die Dickenzunahme der zweiten Linsengruppe kann vermieden werden, wenn eine der Bedingungen, welche durch Ausdrücke (6) und (7) ausgedrückt werden, erfüllt wird. Eine Längenzunahme in der Gesamtlänge des Zoomobjektivs kann vermieden werden, wenn die Bedingung, welche durch den Ausdruck (7) ausgedrückt wird, erfüllt wird. Somit kann das Zoomobjektiv weiter miniaturisiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, welche in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen vorgenommen wird, in welchen:
1 eine schematische Ansicht zur Unterstützung im Erläutern der Verteilung der Brechungskraft von jeder der Linsengruppen, welche in einem Zoomobjektiv gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sind, ist;
2 eine schematische Ansicht eines Zoomobjektivs in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in einem numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
4 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
5 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform in einem längsten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
6 eine schematische Ansicht eines Zoomobjektivs in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
7 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in einem numerischen Beispiel 2 der zweiten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
8 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 2 der zweiten Ausführungsform in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
9 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in einem numerischen Beispiel 2 der zweiten Ausführungsform in einem längsten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
10 eine schematische Ansicht eines Zoomobjektivs in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
11 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in einem numerischen Beispiel 3 des Zoomobjektivs in der dritten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
12 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 3 der dritten Ausführungsform in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
13 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 3 der dritten Ausführungsform in einem längsten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
14 eine schematische Ansicht eines Zoomobjektivs in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
15 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in einem numerischen Beispiel 4 der vierten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
16 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 4 der vierten Ausführungsform in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
17 Diagramme sind, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrung und Koma zeigen, was durch das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 4 der vierten Ausführungsform in einem längsten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird;
18 ein Blockdiagramm eines Kamerasystems, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, ist;
19a und 19b schematische Ansichten zur Unterstützung im Erläutern eines nach außen gerichteten Komas sind; und
20a und 20b schematische Ansichten zur Unterstützung im Erläutern eines nach innen gerichteten Komas sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Zoomobjektiv in bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Kamerasystem, welches die vorliegende Erfindung enthält, werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
Ein Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche ein positive Brechungskraft aufweist, und hinter der ersten Linsengruppe hinsichtlich einer Objektseite angeordnet ist, und eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und hinter der zweiten Linsengruppe hinsichtlich der Objektseite angeordnet ist. Zumindest die erste und die zweite Linsengruppe werden bewegt, um den Linsenzustand von einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand für den größten Bildfeldwinkel zu einem längsten Brennweitenlinsenzustand für den kleinsten Bildfeldwinkel zu ändern, und die zweite Linsengruppe wird in Richtung einer Objektseite bewegt, um ein Intervall zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zu verringern. Eine Aperturblende ist zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe angeordnet.
Wenn sich der Linsenzustand von dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand zu dem längsten Brennweitenlinsenzustand ändert, wird die Variation der außeraxialen Aberration, welche aus der Aberration des Linsenzustands resultiert, ausreichend unterdrückt durch Nutzen der Annäherung von Lichtstrahlen außerhalb der Achse zu der optischen Achse des Zoomobjektivs.
Die zweite Linsengruppe des Zoomobjektivs enthält eine verklebte Linse L21 und eine positive Linse L22, welche auf einer Bildseite hinsichtlich der verklebten Linse L21 angeordnet ist und von der verklebten Linse L21 beabstandet ist. Die zweite Linsengruppe ist in der sogenannten peripheren Kontaktstruktur gebildet, in welcher die verklebte Linse L21 und die positive Linse L22 sich gegenseitig außerhalb des effektiven Objektdurchmessers berühren. Somit kann eine Dezentrierung der Komponentenlinsen der zweiten Linsengruppe unterdrückt werden, eine Dezentrierung, welche durch die Herstellungsarbeit verursacht wird, kann unterdrückt werden, und somit weist das Zoomobjektiv eine stabile optische Eigenschaft auf.
Die Form der verklebten Linse L21 der zweiten Linsengruppe ist derartig konstruiert, um das Zoomobjektivsystem in einer kleinen Größe zu bilden.
Der Einsatz von Linsengruppen, welche jeweils hohe Brechungskraft aufweisen, ist beim Miniaturisieren eines Linsensystems effektiv. Jedoch, wenn Linsengruppen, welche jeweils hohe Brechungskraft aufweisen, eingesetzt werden, übt die Dezentrierung der Linsen, welche während der Herstellung verursacht wird, einen deutlichen signifikanten Effekt auf die Verschlechterung der Leistung des Linsensystems aus.
Da die vordere konvexe Oberfläche auf der Objektseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe der Aperturblende gegenüber liegt, wird bewirkt, dass Lichtstrahlen außerhalb der Achse stark divergieren und dafür verantwortlich sind, außeraxiale Aberrationen zu verursachen. Der Krümmungsradius der vorderen konvexen Oberfläche der verklebten Linsenkomponente L21 wird richtig bestimmt, um die Verschlechterung der Leistung aufgrund der Dezentrierung der Linsen zu unterdrücken, und um die Miniaturisierung des Linsensystems zu erreichen.
Das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung erfüllt Bedingungen, welche ausgedrückt werden durch: 0,02 < DS/(R22a – R21b) < 0,1 (1) 0,6 < Da/R21b < 0,8 (2)wobei D_S die Länge des Luftraumes zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22 ist, R22_a der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente L22 ist, R21_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 ist, und D_a der Abstand zwischen der Aperturblende und der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 ist.
Die Bedingungen, welche durch die Ausdrücke (1) und (2) ausgedrückt werden, spezifizieren die Form des Luftraums in der zweiten Linsengruppe.
Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, die Länge des Luftraums der zweiten Linsengruppe und die jeweiligen Radien der Krümmung der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 und der Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linse L22 richtig zu bestimmen, so dass die verklebte Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe und die positive Linsenkomponente L22 der zweiten Linsengruppe, welche hinter der verklebten Linsenkomponente L21 angeordnet ist und von der verklebten Linsenkomponente L21 beabstandet ist, in direktem Kontakt miteinander auf der Außenseite des effektiven Objektivdurchmessers sind, wenn die verklebte Linsenkomponente L21 und das positive Linsenelement L22 in einer Linsenkammer ohne Anordnen irgendeines Abstandhalters zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22 angeordnet sind.
Wenn D_S/(R22_a – R21_b) in Ausdruck (1) nicht kleiner als 0,1 ist, ist es schwierig, den Versatz der positiven Linsenkomponente L22 in eine Richtung senkrecht zu der optischen Achse relativ zu der verklebten Linsenkomponente L21 zu beschränken, da der Zentrumsabstand zwischen Kugeln, welche jeweils die Oberfläche auf der Objektseite der positiven Linse L22 und die Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L22 enthalten, lang ist. Dementsprechend ist es schwierig, eine Dezentrierung mit Zuverlässigkeit zu unterdrücken, welche während der Herstellung verursacht wird.
Wenn die Länge des Luftraums zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22 lang ist, sind die verklebte Linsenkomponente L21 und die positive Linsenkomponente L22 in der Lage, sich gegenseitig nur an einer Position zu berühren, welche stark von der optischen Achse beabstandet ist, und der Objektivdurchmesser nimmt unwünschenswerter Weise zu.
Das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung bewirkt eine höhere sphärische Aberration durch Verwenden des Luftraums zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22, welche auf der Bildseite hinsichtlich der verklebten Linsenkomponente L21 angeordnet ist, und welche durch den Luftraum von der verklebten Linsenkomponente L21 getrennt ist. Wenn die obere Grenze, welche durch den Ausdruck (1) spezifiziert wird, 0,07 oder darunter beträgt, kann eine höhere sphärische Aberration für die weitere Verbesserung der Leistung des Zoomobjektivs zufrieden stellend bewirkt werden.
Ein Wert von D_S/(R22_a – R21_b) unterhalb der unteren Grenze, welche durch den Ausdruck (1) spezifiziert wird, ist nicht wünschenswert, da eine negative Verzerrung in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand extrem groß ist und es schwierig für das Zoomobjektivsystem ist, eine vorbestimmte optische Leistung auszuüben, aufgrund einer gering höheren sphärischen Aberration, welche durch den Luftspalt zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22 verursacht wird, wenn D_S/(R22_a – R21_b) unter der unteren Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (1) spezifiziert wird.
Der Ausdruck (2) spezifiziert die Krümmungsradien der Oberflächen der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe.
Eine Brechungskraftanordnung in dem Zoomobjektivsystem ist extrem asymmetrisch in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand, wenn die erste und die zweite Linsengruppe in einem großen Abstand voneinander beabstandet sind. Daher benötigt die zweite Linsengruppe eine Linse, welche eine konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, um eine positive Verzerrung durch die zweite Linsengruppe zu verursachen.
Daher ist es wünschenswert, dass die verklebte Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe des Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung eine konkave Oberfläche von einem kleinen Krümmungsradius auf der Bildseite aufweist.
Der Einfallswinkel der Lichtstrahlen außerhalb der Achse, welche auf die Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linse L21 einfallen, steht mit einer positiven Verzerrung in Bezug. Daher spezifiziert der Ausdruck (2) einen numerischen Bereich für einen Wert, nämlich das Verhältnis des Abstands zwischen der Aperturblende und der Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 zu dem Krümmungsradius der gleichen Oberfläche, nämlich D_a/R21_b um die negative Verzerrung zufrieden stellend zu korrigieren.
Wenn das Verhältnis D_a/R21_b unterhalb der unteren Grenze ist, welche durch den Ausdruck (2) spezifiziert wird, kann eine negative Verzerrung, welche in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht wird, nicht zufrieden stellend korrigiert werden. Wenn das Verhältnis D_a/R21_b oberhalb der oberen Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (2) spezifiziert wird, wird ein intensives Koma aufgrund der Dezentrierung durch eine leichte Dezentrierung in einem peripheren Teil einer Bildoberfläche in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand verursacht. Somit macht es eine Dezentrierung, welche während der Herstellung verursacht wird, kaum möglich, eine vorbestimmte optische Leistung zu stabilisieren.
Die zweite Linsengruppe des Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung, welche die Bedingungen erfüllt, welche durch die Ausdrücke (1) und (2) ausgedrückt werden, weist eine einfache Konstruktion auf und das Zoomobjektiv kann ausreichend miniaturisiert werden.
Vorzugsweise erfüllt das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bedingung, welche ausgedrückt wird durch: 1,8 < |f1|/fw < 2,3 (3)wobei f₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe ist und f_w die Brennweite des Zoomobjektivs in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand ist. Der Ausdruck (3) spezifiziert die Brennweite der ersten Linsengruppe.
Wenn das Verhältnis |f₁|/f_w oberhalb der oberen Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (3) spezifiziert wird, weist das Zoomobjektiv eine lange Länge in dem längsten Brennweitenlinsenzustand auf. Wenn das Verhältnis |f₁|/f_w unterhalb der unteren Grenze ist, welche durch den Ausdruck (3) spezifiziert wird, sind Lichtstrahlen außerhalb der Achse, welche auf die erste Linsengruppe in dem längsten Brennweitenlinsenzustand einfallen, dicht an der optischen Achse.
Demzufolge ist die individuelle Korrektur von axialer Aberration und außeraxialer Aberration schwierig, und die Variation von Koma mit der Variation des Bildfeldwinkels kann nicht zufrieden stellend korrigiert werden.
Vorzugsweise erfüllt das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um sowohl eine Miniaturisierung als auch eine Leistungsverbesserung in einer gut ausgeglichenen Weise zu erreichen, eine Bedingung, welche durch jeden der Ausdrücke ausgedrückt wird: –0,3 < (R22a + R22b)/(R22a – R22b) < 0,2 (4) 1,6 < f2/fw < 2,1 (5)wobei R22_b der Krümmungsradius der Oberfläche auf der Bildseite der positiven Linsenkomponente L22 ist, und f₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.
Der Ausdruck (4) spezifiziert die Form der positiven Linse, welche in der zweiten Linsengruppe enthalten ist. Wenn das Verhältnis (R22_a + R22_b)/(R22_a – R22_b) oberhalb der oberen Grenze ist, welche durch den Ausdruck (4) spezifiziert wird, besteht die Tendenz, dass ein nach außen gerichtetes Koma entsteht, und die Variation von Koma mit der Variation des Bildfeldwinkels in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand kann nicht zufrieden stellend korrigiert werden. Nach außen gerichtetes Koma ist ein Bilddefekt, welcher ein verschwommenes Bild bildet, welches dem verschwommenen Schweif eines Kometen ähnelt, und welches sich von einem Punkt nach außen erstreckt. Nach außen gerichtetes Koma ist zum Beispiel eine Aberration, die ein verschwommenes Bild x' bildet, welche sich nach außen von einem Punkt x erstreckt, und dem Punkt x wie einen Kometen aussehen lässt, wie in 19a gezeigt ist. Ein nach innen gerichtetes Koma ist zum Beispiel eine Aberration, welche ein verschwommenes Bild x' bildet, welche sich nach innen von einem Punkt x erstreckt, und welche den Punkt x wie einen Kometen aussehen lässt, wie in 20a gezeigt ist. 20b ist ein Komadiagramm, welches das nach innen gerichtete Koma zeigt. Wenn das Verhältnis (R22_a + R22_b)/(R22_a – R22_b) unterhalb der unteren Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (4) spezifiziert wird, verengt sich der Luftraum zwischen der verklebten Linsenkomponente L21 und der positiven Linsenkomponente L22 der zweiten Linsengruppe, wenn die verklebte Linse L21 und die positive Linse L22 sich einander außerhalb des effektiven Objektivdurchmessers berühren. Demzufolge ist es schwierig, negative sphärische Aberrationen zufrieden stellend zu korrigieren, welche durch die zweite Linsengruppe verursacht werden, und die Variation von axialer Aberration mit der Variation des Linsenzustands (Bildfeldwinkel) können nicht ausreichend korrigiert werden.
Der Ausdruck (5) spezifiziert die Brennweite der zweiten Linsengruppe. Wenn das Verhältnis f₂/f_w oberhalb der oberen Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (5) spezifiziert wird, nimmt der axiale Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand zu. Demzufolge weichen außeraxiale Lichtstrahlen, welche durch die erste Linsengruppe passieren, von der optischen Achse ab und der Objektivdurchmesser nimmt zu. Wenn das Verhältnis f₂/f_w unterhalb der unteren Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (5) spezifiziert wird, ist ein Korrektur einer negativen sphärischen Aberration, welche durch die zweite Linsengruppe verursacht wird, schwierig. Wenn das Zoomobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beide Ausdrücke (4) und (5) erfüllt, übt das Zoomobjektiv eine hohe Leistung aus.
Das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung kann weiter miniaturisiert werden, wenn das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung Bedingungen erfüllt, welche durch die Ausdrücke ausgedrückt werden: Σ2/fw < 0,85 (6) TLw/fw < 6,5 (7)wobei das Σ2 die Dicke der zweiten Linsengruppe ist und TL_w die Länge des Zoomobjektivs in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand ist.
Der Ausdruck (6) spezifiziert die Linsendicke der zweiten Linsengruppe. Im Allgemeinen nimmt die Dicke des Körpers einer Kamera des zusammenschiebbaren Gehäusetyps, welcher einen Objektivtubus zusammenschiebt, und welcher den zusammen geschobenen Objektivtubus in dem Körper aufnimmt, unerwünschterweise mit der Zunahme der jeweiligen Dicke der Linsengruppen zu.
Wenn f_w oberhalb der oberen Grenze liegt, welche durch den Ausdruck (6) spezifiziert wird, weist die zweite Linsengruppe eine große Dicke auf, und der Körper der Kamera ist unwünschenswerter Weise dick.
Der Ausdruck (7) spezifiziert die Gesamtlänge des Zoomobjektivs in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand. Die Gesamtlänge des Zoomobjektivsystems der vorliegenden Erfindung in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand neigt dazu, zuzunehmen. Wenn die Gesamtlänge des Zoomobjektivs, welches zusammen geschoben ist, um das Zoomobjektiv in dem Körper der Kamera zum Tragen unterzubringen, lang ist, wird der Körper der Kamera unweigerlich groß. Wenn TL_w/f_w oberhalb der oberen Grenze ist, welche durch den Ausdruck (7) spezifiziert wird, ist die Gesamtlänge in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand lang, und der Körper der Kamera wird unwünschenswerter Weise dick.
Wenn der Linsenzustand in dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung von dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand zu dem längsten Brennweitenlinsenzustand geändert wird, ist die Position eines Bildes auf einem Objekt in einem unendlichen Abstand, welches durch das Zoomobjektiv gebildet wird, nicht kontinuierlich fixiert.
Das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung kann mit einem Detektiersystem zum Detektieren einer Änderung in der Position eines Bildes, einem Fokussierungssystem, welches ein Objektivbewegungssystem zum Bewegen einiger der Objektivkomponenten des Zoomobjektivs entlang der optischen Achse, und einem Steuersystem, welches Werte von manipulierten Variablen des Antriebssystems bestimmt, welche zum Kompensieren der Position eines Bildes auf der Basis der Ausgabe notwendig sind, welche durch das Detektionssystem vorgesehen werden, um ein Linsensystem zu bilden, kombiniert sein.
Natürlich kann das Zoomobjektiv ein Zoomobjektiv sein, bei welchem dessen Linsenkomponenten hinsichtlich zueinander bewegt werden, um eine kontinuierlich variable Brennweite zu erhalten, während das Bild in der gleichen Bildebene gehalten wird.
Wenn das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung auf einem Objekt in einem kurzen Abstand fokussiert wird, ist es wünschenswert, dass eine der Linsengruppen bewegt wird, oder dass eine der Linsenkomponenten von einer der Linsengruppen bewegt wird. Es ist bevorzugt, die dritte Linsengruppe zu bewegen, weil die Variation der außeraxialen Aberration aufgrund der Variation der Position des Objektes klein ist, wenn die dritte Linsengruppe bewegt wird. Die Position der dritten Linsengruppe ist hinsichtlich einer Bildebene ungeachtet des Linsenzustands in den bevorzugten Ausführungsformen fixiert, welche unten beschrieben werden, wobei die dritte Linsengruppe an unterschiedlichen Positionen jeweils für den kürzesten Brennweitenlinsenzustand und den mittleren Brennweitenlinsenzustand angeordnet sein kann.
Das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung kann eine asphärische Linse einsetzen, um eine höhere optische Leistung zu erreichen. Eine weitere Verbesserung von zentraler Leistung, das heißt bessere Korrektur der sphärischen Aberration kann durch Verwenden einer Linse erreicht werden, welche eine asphärische Oberfläche aufweist, welche dem Objekt als die Linse gegenüberliegt, welche am nächsten zu dem Objekt der zweiten Linsengruppe ist. Die Variation von Koma, welches von der Variation des Bildfeldwinkels in dem kürzesten Brennweitenlinsenzustand resultiert, kann ausreichend durch Verwenden einer asphärischen Linse als eine der ersten Linsengruppe korrigiert werden.
Es ist selbstverständlich, dass die optische Leistung eines optischen Systems durch Vorsehen des optischen Systems mit einer Vielzahl von asphärischen Oberflächen verbessert werden kann.
Ein Bild kann durch Verschieben einer der Linsengruppen oder einer der Linsenkomponenten von einer der Linsengruppen von dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschoben werden. Ein optisches Antivibrationssystem kann gebildet werden durch Kombinieren des Zoomobjektivs mit einem Kameraerschütterungsdetektionssystem, einem Antriebssystem zum Verschieben der Linsengruppen und einem Steuersystem, welches Werte von manipulierten Variablen des Antriebssystems bestimmt, welche zum Kompensieren der Position eines Bildes auf der Basis der Ausgabe notwendig sind, welche durch das Detektionssystem vorgesehen wird.
Ein Bild kann mit einer kleinen Variation der Aberration durch Verschieben der zweiten Linsengruppe oder der Linsenkomponente der zweiten Linsengruppe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschoben werden. Da die zweite Linsengruppe nahe der Aperturblende angeordnet ist, ist die Variation von Koma aufgrund des Versatzes der zweiten Linsengruppe oder der Linsenkomponente der zweiten Linsengruppe klein, da außeraxiale Lichtstrahlen nahe der optischen Achse verlaufen.
Natürlich kann ein Tiefpassfilter auf der Bildseite des Linsensystems angeordnet sein, um die Moirébildung zu verhindern, oder kann ein Infrarot abtrennender Filter auf der Bildseite des Linsensystems angeordnet sein, wenn es die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik der lichtaufnehmenden Vorrichtung erfordert.
Zoomobjektive in bevorzugten Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben werden. Asphärische Oberflächen in den bevorzugten Ausführungsformen werden definiert durch: x = cy2/[1 + {1 – (1 + κ)c2y2}1/2] + C4y4 + c6y6 + ... wobei y die Höhe von der optischen Achse ist, x eine Biegung ist, c eine Krümmung ist, κ ein konischer Koeffizient ist, und C₄, C₆ asphärische Koeffizienten sind.
1 zeigt die Verteilung der Brechungskraft eines Zoomobjektivs in jeder der bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine erste Linsengruppe G1, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe G2, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine dritte Linsengruppe G3, welche eine positive Brechungskraft aufweist, sind in derjenigen Reihenfolge von der Objektseite angeordnet, nämlich von der Vorderseite, in Richtung zu der Bildseite, nämlich zu der Rückseite. Wenn der Linsenzustand des Zoomobjektivs von einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand zu einem längsten Brennweitenlinsenzustand verändert wird, wird die zweite Linsengruppe G2 in Richtung zu der Objektseite bewegt, die erste Linsengruppe G1 wird in Richtung zu der Objektseite bewegt, nachdem die erste Linsengruppe G1 temporär in Richtung zu der Bildseite bewegt wird, und die dritte Linsengruppe G3 wird stationär hinsichtlich der optischen Achse gehalten, so dass die Länge eines Luftraums zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 zunimmt, und die Länge eines Luftraums zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 sich ändert. Das Zoomobjektiv in jeder der bevorzugten Ausführungsform ist mit einer Schutzglasplatte vor der ersten Linsengruppe versehen.
2 zeigt ein Zoomobjektiv 1 in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Eine erste Linsengruppe G1 enthält eine negative Linsenkomponente L11, welche eine konkave Oberfläche aufweist, welcher der Bildseite gegenüberliegt, und eine positive Linsenkomponente L12, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt. Eine zweite Linsengruppe G2 enthält eine verklebte Linsenkomponente L21, welche eine positive Linse aufweist, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt, und eine negative Linse, welche ein konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine bikonvexe positive Linsenkomponente L22. Eine dritte Linsengruppe G3 weist eine positive Linsenkomponente L3 auf. Ein Kontaktrand Lm ist in einer Oberfläche der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21, der zweiten Linsengruppe G2 in einem kreisförmigen Bereich nahe und außerhalb eines Kreises des effektiven Durchmessers der verklebten Linsenkomponente L21 gebildet. Eine Oberfläche s₉ auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente L22 steht in Kontakt mit der Kontaktkante Lm. Somit weist die zweite Linsengruppe G2 die so genannte periphere Kontaktkonstruktion auf.
Bei dem Zoomobjektiv 1 in der ersten Ausführungsform ist eine Aperturblende S vor der zweiten Linsengruppe G2 angeordnet. Die Aperturblende S bewegt sich zusammen mit der zweiten Linsengruppe G2, wenn der Linsenzustand des Zoomobjektivs 1 verändert wird.

Tabelle 1 zeigt numerische Werte von Dimensionen eines Zoomobjektivs in einem numerischen Beispiel 1 des Zoomobjektivs in der ersten Ausführungsform. In Tabelle 1 gekennzeichnet "s_i" die i-te Oberfläche von der Vorderseite, "r_i" kennzeichnet den Krümmungsradius der i-ten Oberfläche, "b_i" kennzeichnet den Abstand zwischen der i-ten Oberfläche und der i + 1-ten Oberfläche, "n_i" kennzeichnet den Brechungsindex des i-ten Materials zu der D-Linie (λ = 587,6 nm) und "v_i" kennzeichnet die Abbé'sche Zahl des i-ten Materials zu der D-Linie (λ = 587,6 nm). In Tabelle 1 kennzeichnet "INFINITY", dass die relevante Oberfläche plan ist, und "ASP" kennzeichnet, dass die relevante Oberfläche eine asphärische Oberfläche ist. Tabelle 1

si	ri	di	ni	vi
1.	r1 = 23,9432	d1 = 0,124	n1 = 1,74432	v1 = 49,2
2.	r2 = 0,8326 (ASP)	d2 = 0,358
3.	r3 = 1,6598	d3 = 0,173	n2 = 1,84666	v2 = 23,8
4.	r4 = 4,4809	d4 = variabel
5.	r5 = INFINITY	d5 = 0,012		Aperturblende
6.	r6 = 0,8025 (ASP)	d6 = 0,427	n3 = 1,80610	v3 = 40,7
7.	r7 = 1,7051	d7 = 0,100	n4 = 1,92286	v4 = 20,9
8.	r8 = 0,7035	d8 = 0,075
9.	r9 = 2,0012	d9 = 0,194	n5 = 1,65160	v5 = 58,4
10.	r10 = –2,5854	d10 = variabel
11.	r11 = 2,0719	d11 = 0,212	n6 = 1,49700	v6 = 80,2
12.	r12 = 82,9807	d12 = variabel
13.	r13 = INFINITY	d13 = 0,406	n7 = 1,51633	v7 = 64,2 Schutzglasplatte
14.	r14 = INFINITY	hinterer Brennpunkt

Bei dem Zoomobjektiv 1 sind die Oberflächentrennung d₄ zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der Aperturblende S, die Oberflächentrennung d₁₀ zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und die Oberflächentrennung d₁₂ zwischen der dritten Linsengruppe G3 und einer Schutzglasplatte GL variabel, wenn sich der Linsenzustand ändert. Tabelle 2 zeigt Werte der Oberflächentrennungen d₄, D₁₀ und d₁₂ in dem Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand, einem mittleren Brennweitenlinsenzustand bzw. einem längsten Brennweitenlinsenzustand, Blendenzahlen und Bildfeldwinkel 2ω° für Brennweiten. Tabelle 2

Brennweite	1,000	1,581	3,296
Blendenzahl	2,88	3,75	5,69
2ω(°)	63,02	41,34	20,12
d4	2,454	1,326	0,315
d10	1,363	2,606	4,118
d12	0,279	0,279	0,279
hinterer Brennpunkt	0,183	0,183	0,183

Die Oberfläche s₂ auf der Bildseite der negativen Linsenkomponente L11 der ersten Linsengruppe G1 und die Oberfläche s₆ auf der Objektseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 sind asphärisch. Werte von asphärischen Koeffizienten C₄ der vierten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₆ der sechsten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₈ der achten Ordnung und asphärische Koeffizienten C₁₀ der zehnten Ordnung und die konischen Koeffizienten κ der Oberflächen s₂ und s₆ sind in Tabelle 3 tabellarisiert. Tabelle 3

si κ c₄ c₆ c₈ c₁₀

2 –1,8675 +0,22999 × 10^–0 –0,71376 × 10^–1 +0,00000 +0,00000

6 –0,6823 +0,67478 × 10^–1 +0,12900 × 10^–0 –0,14122 × 10^–0 +0,33428 × 10^–0

Werte der Terme der Ausdrücke (1) bis (7) für das numerische Beispiel 1 sind in Tabelle 4 tabellarisiert. Tabelle 4

f1	–2,011
f2	+1,919
(1) Ds/(R22a – R21b)	0,058
(2) Da/R21b	0,766
(3) \|f1\|/fw	–2,011
(4) (R22a + R22b)/(R22a – R22b)	–0,127
(5) f2/fw	1,919
(6) Σ2/fw	0,796
(7) TLw/fw	6,360

3, 4 und 5 sind Diagramme, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrungen und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand (f = 1,000), in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand (f = 1,581) bzw. einem längsten Brennweitenlinsenzustand (f = 3,296) verursacht wird. In den Diagrammen von Astigmatismus kennzeichnen durchgehende Linien und unterbrochene Linien sagittale Bildoberflächen bzw. meridionale Bildoberflächen, wenn das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 auf einem Objekt auf unendlich fokussiert wird. In den Diagrammen des Komas kennzeichnet "A" den Bildfeldwinkel.
Es ist aus den Aberrationsdiagrammen, welche in 3 bis 5 gezeigt sind, offensichtlich, dass das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 1 in der Lage ist, Aberrationen zufrieden stellend zu korrigieren.
6 zeigt ein Zoomobjektiv 2 in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine erste Linsengruppe G1 enthält eine negative Linsenkomponente L11, welche eine konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine positive Linsenkomponente L12, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt. Eine zweite Linsengruppe G2 enthält eine verklebte Linsenkomponente L21, welche ein positive Linse aufweist, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt, und eine negative Linse, welche ein konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine bikonvexe positive Linsenkomponente L22. Eine dritte Linsengruppe G3 weist eine positive Linsenkomponente L3 auf. Ein Kontaktrand Lm ist in einer Oberfläche der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 in einem kreisförmigen Bereich nahe und außerhalb eines Kreises des effektiven Durchmessers der verklebten Linsenkomponente L21 gebildet. Eine Oberfläche s₉ auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente L22 steht in Kontakt mit dem Kontaktrand Lm. Somit weist die zweite Linsengruppe G2 die so genannte periphere Kontaktkonstruktion auf.
Bei dem Zoomobjektiv 2 in der zweiten Ausführungsform ist eine Aperturblende S vor der zweiten Gruppe G2 angeordnet. Die Aperturblende S bewegt sich zusammen mit der zweiten Linsengruppe G2, wenn der Linsenzustand des Zoomobjektivs 2 verändert wird.

Tabelle 5 zeigt numerische Werte von Dimensionen eines Zoomobjektivs in einem numerischen Beispiel 2 des Zoomobjektivs 2 in der zweiten Ausführungsform. Symbole, welche in Tabelle 5 gezeigt sind, bedeuten das Gleiche wie diejenigen, welche in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 5

si	ri	di	ni	vi
1.	r1 = 15,3786	d1 = 0,134	n1 = 1,77250	v1 = 49,6
2.	r2 = 0,8810 (ASP)	d2 = 0,449
3.	r3 = 1,8130	d3 = 0,170	n2 = 1,84666	v2 = 23,8
4.	r4 = 3,9849	d4 = variabel
5.	r5 = INFINITY	d5 = 0,013		Aperturblende
6.	r6 = 0,7917 (ASP)	d6 = 0,429	n3 = 1,80610	v3 = 40,7
7.	r7 = 1,7990	d7 = 0,107	n4 = 1,92286	v4 = 20,9
8.	r8 = 0,6948	d8 = 0,077
9.	r9 = 2,2859	d9 = 0,186	n5 = 1,72916	v5 = 54,7
10.	r10 = –2,9293	d10 = variabel
11.	r11 = 2,0847	d11 = 0,229	n6 = 1,49700	v6 = 80,2
12.	r12 = 87,2758	d12 = variabel
13.	r13 = INFINITY	d13 = 0,437	n7 = 1,51633	v7 = 64,2 Schutzglasplatte
14.	r14 = INFINITY	hinterer Brennpunkt

In dem Zoomobjektiv 2 sind die Oberflächentrennung d₄ zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der Aperturblende S, die Oberflächentrennung d₁₀ zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und die Oberflächentrennung d₁₂ zwischen der dritten Linsengruppe G3 und eine Schutzglasplatte GL variabel, wenn der Linsenzustand verändert wird. Tabelle 6 zeigt Werte der Oberflächentrennungen d₄, d₁₀ und d₁₂ in dem Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 2 in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand, einem mittleren Brennweitenlinsenzustand bzw. einem längsten Brennweitenlinsenzustand, Blendenzahlen und Bildfeldwinkel 2ω° für Brennweiten. Tabelle 6

Brennweite	1,000	1,701	2,826
Blendenzahl	2,88	3,73	5,12
2ω(°)	66,83	41,34	25,21
d4	2,369	1,079	0,346
d10	1,225	2,051	3,378
d12	0,300	0,300	0,300
hinterer Brennpunkt	0,196	0,196	0,196

Die Oberfläche s₂ auf der Bildseite der negativen Linsenkomponente L11 der ersten Linsengruppe G1 und die Oberfläche s₆ auf der Objektseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 sind asphärisch. Werte der asphärischen Koeffizienten C₄ der vierten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₆ der sechsten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₈ der achten Ordnung und asphärische Koeffizienten C₁₀ der zehnten Ordnung und die konischen Koeffizienten κ der Oberflächen s₂ und s₆ sind in Tabelle 7 tabellarisiert. Tabelle 7

si κ c₄ c₆ c₈ c₁₀

2 –1,9870 +0,21279 × 10^–0 –0,61470 × 10^–1 +0,00000 +0,00000

6 –0,3942 +0,62924 × 10^–2 +0,12817 × 10^–0 –0,47535 × 10^–0 +0,94302 × 10^–0

Werte der Terme der Ausdrücke (1) bis (7) für das numerische Beispiel 2 sind in Tabelle 8 tabellarisiert. Tabelle 8

f1	–2,087
f2	+1,921
(1) D_S/(R22a – R21b)	0,048
(2) Da/R21b	0,790
(3) \|f1\|/fw	–2,08
(4) (R22a + R22b)/(R22a – R22b)	–0,123
(5) f2/fw	1,921
(6) Σ2/fw	0,799
(7) TLw/fw	6,323

7, 8 und 9 sind Diagramme, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrungen und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 2 der zweiten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand (f = 1,000), in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand (f = 1,581) und einem längsten Brennweitenlinsenzustand (f = 3,296) verursacht wird, wenn das Zoomobjektiv in dem zweiten numerischen Beispiel 2 auf einem Objekt auf unendlich fokussiert wird. In den Diagrammen des Astigmatismus kennzeichnen durchgehende Linien und unterbrochene Linien sagittale Bildoberflächen bzw. meridionale Bildoberflächen. In den Diagrammen des Komas kennzeichnet "A" einen Bildfeldwinkel.
Es ist aus den Aberrationsdiagrammen offensichtlich, welche in 7 bis 9 gezeigt sind, dass das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 2 in der Lage ist, zufrieden stellend Aberrationen zu korrigieren und eine exzellente Bildbildungsfähigkeit aufweist.
10 zeigt ein Zoomobjektiv 3 in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Eine erste Linsengruppe G1 enthält eine negative Linsenkomponente L11, welche eine konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine positive Linsenkomponente L12, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt. Eine zweite Linsengruppe G2 enthält eine verklebte Linsenkomponente L21, welche ein positive Linse aufweist, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt, und eine negative Linse, welche ein konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine bikonvexe positive Linsenkomponente L22. Eine dritte Linsengruppe G3 weist eine positive Linsenkomponente L3 auf. Ein Kontaktrand Lm ist in einer Oberfläche der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 in einem kreisförmigen Bereich nahe und außerhalb eines Kreises des effektiven Durchmessers der verklebten Linsenkomponente L21 gebildet. Eine Oberfläche s₉ auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente L22 steht in Kontakt mit dem Kontaktrand Lm. Somit weist die zweite Linsengruppe G2 die so genannte periphere Kontaktkonstruktion auf.
Bei dem Zoomobjektiv 3 in der dritten Ausführungsform ist eine Aperturblende S vor der zweiten Linsengruppe G2 angeordnet. Die Aperturblende S bewegt sich zusammen mit der zweiten Linsengruppe G2, wenn der Linsenzustand des Zoomobjektivs 3 verändert wird.

Tabelle 9 zeigt numerische Werte von Dimensionen eines Zoomobjektivs in einem numerischen Beispiel 3 des Zoomobjektivs 3 in der dritten Ausführungsform. Symbole, welche in Tabelle 9 gezeigt sind, sind in der Bedeutung die gleichen, wie diejenigen, welche in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 9

si	ri	di	ni	vi
1.	r1 = 11,7360	d1 = 0,124	n1 = 1,77250	v1 = 49,6
2.	r2 = 0,8326 (ASP)	d2 = 0,354
3.	r3 = 1,15333	d3 = 0,170	n2 = 1,84666	v2 = 23,8
4.	r4 = 3,3122	d4 = variabel
5.	r5 = INFINITY	d5 = 0,012		Aperturblende
6.	r6 = 0,7050 (ASP)	d6 = 0,324	n3 = 1,80610	v3 = 40,7
7.	r7 = 1,4780	d7 = 0,100	n4 = 1,92286	v4 = 20,9
8.	r8 = 0,6343	d8 = 0,088
9.	r9 = 2,6180	d9 = 0,171	n5 = 1,72916	v5 = 54,7
10.	r10 = –2,4627	d10 = variabel
11.	r11 = 2,1716	d11 = 0,193	n6 = 1,49700	v6 = 80,2
12.	r12 = 82,980	d12 = variabel
13.	r13 = INFINITY	d13 = 0,406	n7 = 1,51633	v7 = 64,2 Schutzglasplatte
14.	r14 = INFINITY	hinterer Brennpunkt

Bei dem Zoomobjektiv 3 sind die Oberflächentrennung d₄ zwischen der ersten Linsengruppe d1 und die Aperturblende S, die Oberflächentrennung d₁₀ zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und die Oberflächentrennung d₁₂ zwischen der dritten Linsengruppe G3 und einer Schutzglasplatte GL variabel, wenn der Linsenzustand verändert wird. Tabelle 10 zeigt Werte der Oberflächentrennungen d₄, d₁₀ und d₁₂ in dem Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 3 in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand, einem mittleren Brennweitenlinsenzustand bzw. einem längsten Brennweitenlinsenzustand, Blendenzahlen bzw. Bildfeldwinkel 2ω° für Brennweiten. Tabelle 10

Brennweite	1,000	1,581	2,826
Blendenzahl	2,88	3,56	5,05
2ω (°)	63,04	41,39	23,46
d4	2,345	1,199	0,330
d10	1,281	1,909	3,258
d12	0,279	0,279	0,279
hinterer Brennpunkt	0,183	0,183	0,183

Die Oberfläche s₂ auf der Bildseite der negativen Linsenkomponente L11 der ersten Linsengruppe G1 und die Oberfläche s₆ auf der Objektseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 sind asphärisch. Werte von asphärischen Koeffizienten C₄ der vierten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₆ der sechsten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₈ der achten Ordnung und asphärische Koeffizienten C₁₀ der zehnten Ordnung und die konischen Koeffizienten κ der Oberflächen s₂ und s₆ sind in Tabelle 11 tabellarisiert. Tabelle 11

si κ c₄ c₆ c₈ c₁₀

2 –1,8370 +0,24770 × 10^–0 –0,58783 × 10^–1 +0,00000 +0,00000

6 –0,2459 +0,50755 × 10^–1 +0,15749 × 10^–0 –0,11053 × 10⁺¹ +0,23610 × 10⁺¹

Werte der Terme von Ausdrücken (1) bis (7) für das numerische Beispiel 2 sind in Tabelle 12 tabellarisiert. Tabelle 12

f1	–2,101
f2	+1,837
(1) Ds/(R22a – R21b)	0,044
(2) Da/R21b	0,683
(3) \|f1\|/fw	–2,101
(4) (R22a + R22b)/(R22a – R22b)	–0,030
(5) f2/fw	1,837
(6) Σ2/fw	0,683
(7) TLw/fw	6,030

11, 12 und 13 sind Diagramme, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrungen und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 3 der dritten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand (f = 1,000), in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand (f = 1,581) bzw. in einem längsten Brennweitenlinsenzustand (f = 3,296) verursacht wird, wenn das Zoomobjektiv in dem dritten numerischen Beispiel 3 auf einem Objekt auf unendlich fokussiert wird. In den Diagrammen des Astigmatismus kennzeichnen durchgehende Linien und unterbrochene Linien sagittale Bildoberflächen bzw. meridionale Bildoberflächen. In den Diagrammen des Komas kennzeichnet "A" einen Bildfeldwinkel.
Es ist aus den Aberrationsdiagrammen, welche in 10 bis 13 gezeigt sind, offensichtlich, dass das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 3 in der Lage ist, Aberrationen zufrieden stellend zu korrigieren und eine exzellente Bildbildungsfähigkeit aufweist.
14 zeigt ein Zoomobjektiv 4 in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine erste Linsengruppe G1 enthält eine negative Linsenkomponente L11, welche eine konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine positive Linsenkomponente L12, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt. Eine zweite Linsengruppe G2 enthält eine verklebte Linsenkomponente L21, welche ein positive Linse aufweist, welche eine konvexe Oberfläche aufweist, welche der Objektseite gegenüberliegt, und eine negative Linse, welche ein konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und eine bikonvexe positive Linsenkomponente L22. Eine dritte Linsengruppe G3 weist eine positive Linsenkomponente L3 auf. Ein Kontaktrand Lm ist in einer Oberfläche auf der Bildseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 in einem kreisförmigen Bereich nahe und außerhalb eines Kreises des effektiven Durchmessers der verklebten Linsenkomponente L21 gebildet. Eine Oberfläche s₉ auf der Objektseite der positiven Linsenkomponente L22 steht in Kontakt mit dem Kontaktrand Lm. Somit weist die zweite Linsengruppe G2 die so genannte periphere Kontaktkonstruktion auf.
Bei dem Zoomobjektiv 4 in der vierten Ausführungsform ist eine Aperturblende S vor der zweiten Linsengruppe G2 angeordnet. Die Aperturblende S bewegt sich zusammen mit der zweiten Linsengruppe G2, wenn der Linsenzustand des Zoomobjektivs 4 verändert wird.

Tabelle 13 zeigt numerische Werte von Dimensionen eines Zoomobjektivs in einem numerischen Beispiel 4 des Zoomobjektivs 4 in der vierten Ausführungsform. Symbole, welche in Tabelle 9 gezeigt sind, sind die gleichen in der Bedeutung, wie diejenigen, welche in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 13

si	ri	di	ni	vi
1.	r1 = 11,5284	d1 = 0,124	n1 = 1,08420	v1 = 46,5
2.	r2 = 0,8326 (ASP)	d2 = 0,342
3.	r3 = 1,5284	d3 = 0,174	n2 = 1,84666	v2 = 23,8
4.	r4 = 3,4877	d4 = variabel
5.	r5 = INFINITY	d5 = 0,012		Aperturblende
6.	r6 = 0,7236 (ASP)	d6 = 0,346	n3 = 1,80610	v3 = 40,7
7.	r7 = 1,5617	d7 = 0,100	n4 = 1,92286	v4 = 20,9
8.	r8 = 0,6491	d8 = 0,084
9.	r9 = 2,5257	d9 = 0,172	n5 = 1,72916	v5 = 54,7
10.	r10 = –2,4636	d10 = variabel
11.	r11 = 2,3033	d11 = 0,184	n6 = 1,49700	v6 = 80,2
12.	r12 = 82,9807	d12 = variabel
13.	r13 = INFINITY	d13 = 0,406	n7 = 1,51633	v7 = 64,2 Schutzglasplatte
14.	r14 = INFINITY	hinterer Brennpunkt

Bei dem Zoomobjektiv 4 sind die Oberflächentrennung d₄ zwischen der ersten Linsengruppe d1 und der Aperturblende S, die Oberflächentrennung d₁₀ zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und die Oberflächentrennung d₁₂ zwischen der dritten Linsengruppe G3 und einer Schutzglasplatte GL variabel, wenn der Linsenzustand verändert wird. Tabelle 14 zeigt Werte der Oberflächentrennungen d₄, d₁₀ und d₁₂ in dem Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 4 in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand, einem mittleren Brennweitenlinsenzustand und einem längsten Brennweitenlinsenzustand, Blendenzahlen bzw. Bildfeldwinkel 2ω° für Brennweiten. Tabelle 14

Brennweite	1,000	1,581	2,826
Blendenzahl	2,88	3,56	5,03
2ω(°)	63,04	41,39	23,46
d4	2,367	1,208	0,328
d10	1,256	1,869	3,183
d12	0,279	0,279	0,278
hinterer Brennpunkt	0,183	0,183	0,183

Die Oberfläche s₂ auf der Bildseite der negativen Linsenkomponente L11 der ersten Linsengruppe G1 und die Oberfläche s₆ auf der Objektseite der verklebten Linsenkomponente L21 der zweiten Linsengruppe G2 sind asphärisch. Werte von einem asphärischen Koeffizienten C₄ der vierten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₆ der sechsten Ordnung, asphärische Koeffizienten C₈ der achten Ordnung und asphärische Koeffizienten C₁₀ der zehnten Ordnung und die konischen Koeffizienten κ der Oberflächen s₂ und s₆ sind in Tabelle 15 tabellarisiert. Tabelle 15

si κ c₄ c₆ c₈ c₁₀

2 –1,7726 +0,2360 × 10^–0 –0,5112 × 10^–1 +0,00000 +0,00000

6 –0,1884 +0,6921 × 10^–1 +0,1118 × 10^–0 –0,1041 × 10⁺¹ +0,2051 × 10⁺¹

Werte der Terme der Ausdrücke (1) bis (7) für das numerische Beispiel 4 sind in Tabelle 16 tabellarisiert. Tabelle 16

f1	–2,108
f2	+1,825
(1) Ds/(R22a – R21b)	0,041
(2) Da/R21b	0,706
(3) \|f1\|/fw	–2,108
(4) (R22a + R22b)/(R22a – R22b)	+0,012
(5) f2/fw	1,825
(6) Σ2/fw	0,702
(7) TLw/fw	6,034

15, 16 und 17 sind Diagramme, welche sphärische Aberrationen, Astigmatismus, Verzerrungen und Koma zeigen, was durch ein Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 4 der vierten Ausführungsform in einem kürzesten Brennweitenlinsenzustand (f = 1,000), in einem mittleren Brennweitenlinsenzustand (f = 1,581) bzw. einem längsten Brennweitenlinsenzustand (f = 3,296) verursacht wird, wenn das Zoomobjektiv in dem vierten numerischen Beispiel 4 auf einem Objekt auf unendlich fokussiert wird. In den Diagrammen des Astigmatismus kennzeichnen durchgehende Linien und unterbrochene Linien sagittale Bildoberflächen bzw. meridionale Bildoberflächen. In den Diagrammen des Komas kennzeichnet "A" den Bildfeldwinkel.
Es ist aus den Aberrationsdiagrammen, welche in 15 bis 17 gezeigt sind, offensichtlich, dass das Zoomobjektiv in dem numerischen Beispiel 4 in der Lage ist, Aberrationen zufrieden stellend zu korrigieren, und eine exzellente Bildbildungsfähigkeit aufweist.
18 zeigt ein Kamerasystem 10, welches die vorliegende Erfindung enthält. Das Kamerasystem 10 enthält ein Zoomobjektiv 20 und eine Bildaufnahmevorrichtung 30 zum Umwandeln eines optischen Bildes, welches durch das Zoomobjektiv 20 gebildet wird, in elektrische Signale.
Die Bildaufnahmevorrichtung 30 ist mit einem fotoelektrischen Wandler versehen, wie beispielsweise eine CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder eine CMOS-Vorrichtung (komplementäre Metalloxidhalbleitervorrichtung). Das Zoomobjektiv 20 kann irgendeines der Zoomobjektive der ersten bis vierten Ausführungsform sein.
Die Bildaufnahmevorrichtung 30 gibt ein elektrisches Signal an eine Bildtrennschaltung 40. Die Bildtrennschaltung 40 teilt das elektrische Signal in ein Bildbildungssignal und ein Fokussierungssignal. Die Bildtrennschaltung 40 gibt das Fokussierungssignal an eine Fokussierungssteuerschaltung 50, und gibt das Bildbildungssignal an eine Bildverarbeitungseinheit. Das Bildbildungssignal, welches an die Bildverarbeitungsschaltung gegeben wird, wird verarbeitet, um ein leicht zu verarbeitendes Bildsignal herzustellen. Das Bildsignal, welches so hergestellt wird, wird zum Anzeigen eines Bildes auf einer Anzeige, Speichern von Bilddaten in einem Aufzeichnungsmedium und Transferieren von Bilddaten zu anderen Vorrichtungen verwendet.
Ein externes Operationssignal wird an die Fokussierungssteuerschaltung 50 durch Betätigen eines Betätigungssteuerknopfes, wie beispielsweise ein Zoomknopf, gegeben. Zum Beispiel, wenn der Zoomknopf betätigt wird, um ein Zoombefehlsignal einzugeben, steuern Treiber 60, 70 und 80 zum Beispiel Antriebsvorrichtungen, wie beispielsweise Motoren 61, 71 und 81 an, so dass die ersten Linsengruppe G1, die zweite Linsengruppe G2 und die dritte Linsengruppe G3 zu vorbestimmten Positionen bewegt werden, um das Zoomobjektiv 20 auf die gewünschte Brennweite einzustellen. Positionssignale, welche durch Sensoren 62, 72 und 82 vorgesehen werden, und welche die jeweiligen Positionen der ersten Linsengruppe G1, der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 darstellen, werden an die Fokussierungssteuerschaltung 50 gegeben, und dann erzeugt die Fokussierungssteuerschaltung 50 Befehlssignale auf der Basis von Eingabesignalen, welche den Treibern 60, 70 und 80 weiterzugeben sind. Die Fokussierungssteuerschaltung 50 untersucht einen Fokussierungszustand auf der Basis des Signals, welches durch die Bildtrennschaltung 40 dorthin abgegeben wurde, und steuert zum Beispiel die Antriebsschaltung 80 an, um die dritte Linsengruppe 3 zu bewegen, so dass das Zoomobjektiv 20 in einer optimalen Genauigkeit fokussiert wird.
Das Kamerasystem 10 ist praktisch eines von verschiedenen Produkten. Das Kamerasystem 10 kann als eine Kameraeinheit für digitale Eingabe-/Ausgabegeräte weit verwendet werden, welche zum Beispiel digitale Standbildkameras, digitale Videokameras, tragbare Telefone mit einer Kamera, PDAs (persönliche digitale Assistenten) mit einer Kamera enthalten.
Obwohl die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen mit einem gewissen Grad an Genauigkeit beschrieben worden ist, können offensichtlich viele Änderungen und Variationen darin möglich sein. Es sei daher verstanden, dass die vorliegende Erfindung anders als die speziell hierin beschriebene praktiziert werden kann, ohne von dem Umfang der angehängten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Zoomobjektiv (1), umfassend: eine erste Linsengruppe (G1), welche eine negative Brechungskraft aufweist; eine zweite Linsengruppe (G2), welche eine positive Brechungskraft aufweist, welche aus einer geklebten Linsenkomponente (L21), welche aus einem positiven Linsenelement, welches eine konvexe Oberflache aufweist, welche der Objektseite zugewandt ist, und einem negativen Linsenelement gebildet ist, welches eine konkave Oberfläche aufweist, welche der Bildseite gegenüberliegt, und einer positiven-Linsenkomponente (L22) besteht, welche auf der. Bildseite von der geklebten Linsenkomponente (L21) angeordnet ist, welche von der geklebten Linsenkomponente (L21) durch einen Luftspalt beabstandet ist, und welche eine konvexe Oberfläche gegenüberliegend der Objektseite aufweist, und auf der Bildseite der ersten Linsengruppe (G1) angeordnet ist; und eine dritte Linsengruppe (G3), welche eine positive Brechungskraft aufweist und auf der Bildseite der zweiten Linsengruppe (G2) angeordnet ist; wobei zumindest die erste (G1) und die zweite Linsengruppe (G2) bewegt werden und die zweite Linsengruppe (G2) in Richtung der Objektseite bewegt wird, um so das Intervall zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe zu verringern, wenn von der kürzesten Brennweite auf die längste Brennweite gewechselt wird, wobei eine Aperturblende (S) zwischen der ersten (G1) und der zweiten (G2) Linsengruppe angeordnet ist, und wobei die folgenden Ungleichungen erfüllt sind: 0.02 < DS/(R22a – R21b) < 0.1 (1) 0.6 < Da/R21b < 0.8 (2)wobei D_S die Länge des Luftspalts zwischen der geklebten Linsenkomponente (L21) und der positiven Linsenkomponente (L22) ist, R22_a der Krümmungsradius der Objektseitenoberfläche der positiven Linsenkomponente (L22) ist, R21_b der Krümmungsradius der Bildseitenoberfläche der geklebten Linsenkomponente (L21) ist, und D_a der Abstand zwischen der Aperturblende (S) und der Bildseitenoberfläche der geklebten Linsenkomponente (L21) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zoomobjektiv weiterhin die folgenden Ungleichungen erfüllt Σ2/fw < 0.85 (6) TLW/fw < 6.5 (7)wobei Σ2 die Dicke der zweiten Linsengruppe (G2) ist, und TLW die Länge des Zoomobjektivs (1) an der kürzesten Brennweite ist.
Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1, welches die Ungleichungen erfüllt: 1.8 < |f1|/fw < 2.3 (3)wobei f₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe (G1) ist, und f_w die Brennweite des variablen Zoomobjektivs (1) an der kürzesten Brennweite ist.
Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1 oder 2, welches zumindest eine der Ungleichungen erfüllt: –0.3 < (R22a + R22b)/(R22a – R22b) < 0.2 (4) 1.6 < f2/fw < 2.1 (5)wobei R22_b der Krümmungsradius der Bildseite der positiven Linsenkomponente (L22) ist, und f₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe (G2) ist.
Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1 oder 2, welches die Ungleichungen erfüllt: –0.3 < (R22a + R22b)/(R22a – R22b) < 0.2 (4) 1.6 < f2/fw < 2.1 (5)wobei R22_b der Krümmungsradius der Bildseitenoberfläche der positiven Linsenkomponente (L22) ist, und f₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe (G2) ist.
Kamerasystem (10), welches ein Zoomobjektiv gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.