DE602006000508T2 - Zoomobjektiv und Bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

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Description

  • QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung enthält einen Gegenstand, der sich auf die japanische Patentanmeldung P2005-183207 bezieht, welche am 23. Juni 2005 beim Japanischen Patentamt angemeldet wurde.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein neues Zoomobjektiv und eine Bildaufnahmevorrichtung, und noch genauer ein Zoomobjektiv und eine Bildaufnahmevorrichtung, welche eine Handerschütterungs-Korrekturfunktion aufweisen, und welche eine Verschlechterung einer Leistung unterdrücken, welche auf eine Bildverschiebung hin auftritt, während die Leistungsvariation hoch ist.
  • Konventionell ist als ein Aufzeichnungsverfahren einer Kamera ein Verfahren bekannt, wobei ein Objektbild, welches auf einer Oberfläche einer Bildaufnahmevorrichtung gebildet wird, welches unter Verwendung eines photoelektrischen Umwandlungselements, wie beispielsweise eines CCD-(Ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder eines CMOS-(Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)-Elements gebildet wird, durch Umwandeln von Lichtmengen des Objektbildes in elektrische Ausgaben mittels der photoelektrischen Umwandlungselemente aufgezeichnet wird.
  • Zusammen mit dem technischen Fortschritt in den Feinbearbeitungstechniken in den letzten Jahren wurde eine Hochgeschwindigkeitsoperation einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und eine höhere Integration von Speichermedien erreicht, und eine derartig große Menge von Bilddaten, welche nicht bearbeitet werden konnte, kann nun mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden. Auch für die Licht aufnehmenden Elemente ist eine höhere Integration und Miniaturisierung erreicht worden, und die hohe Integration macht es möglich, ein Aufzeichnen von höheren Ortsfrequenzen zu erreichen, und die Miniaturisierung macht es möglich, eine Miniaturisierung der gesamten Kamera zu erreichen.
  • Jedoch reduziert eine derartig hohe Integration und Miniaturisierung, wie oben beschrieben, den Licht aufnehmenden Bereich von jedem photoelektrischen Umwandlungselement, und verringert somit die elektrische Ausgabe desselben, wodurch das Problem der Erhöhung des Einflusses von Rauschen auftritt. Um dies zu verhindern, ist eine solche Gegenmaßnahme getroffen worden, um die Menge von Licht zu erhöhen, welche an den Licht aufnehmenden Elementen ankommen kann, durch Erhöhen des Öffnungsverhältnisses des optischen Systems oder durch Anordnen sehr kleiner Linsenelemente (d. h. eine Mikrolinsenanordnung) direkt vor den Licht aufnehmenden Elementen. Die Mikrolinsenanordnung führt einen Lichtfluss ein, welcher zu einer Grenze zwischen jedem angrenzenden Element zu den Elementen gelangen soll. Stattdessen sieht die Mikrolinsenanordnung eine Beschränkung der Position der Ausgangspupille des Linsensystems vor. Insbesondere, wenn die Position der Austrittpupille des Linsensystems sich in Richtung eines Licht aufnehmenden Elements bewegt, dann werden der Winkel, welcher durch den Hauptlichtstrahl, welcher zu dem Licht aufnehmenden Element gelangt, und der optischen Achse definiert wird, groß und ein außerhalb der Achse liegender Lichtfluss, welcher in Richtung der peripheren Abschnitte des Licht aufnehmenden Elements gerichtet ist, wird mit einem großen Winkel hinsichtlich der optischen Achse vorgesehen. Im Ergebnis gelangt der außerhalb der Achse liegende Lichtfluss nicht zu dem Licht aufnehmenden Element, was in einem Mangel der Lichtmenge resultiert.
  • Eines der bekannten Zoomobjektive, welche für eine Videokamera oder eine digitale Standbildkamera zum Aufzeichnen eines Objektbildes geeignet sind, ist ein Zoomobjektiv einer Vier-Gruppen-Konfiguration, welche positive, negative, positive und positive Gruppen aufweist.
  • Das Zoomobjektiv einer Vier-Gruppen-Konfiguration, welche positive, negative, positive und positive Gruppen aufweist, enthält eine erste Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, einen zweiten Linsensatz, welcher eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine vierte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, welche in der Reihenfolge von der Objektseite angeordnet sind. Wenn sich der Linsenpositionszustand von dem Weitwinkelendzustand zu dem Teleobjektivzustand ändert, sind die ersten und dritten Linsengruppen in der Richtung der optischen Achse fixiert, während sich die zweite Linsengruppe in Richtung der Bildseite bewegt, um eine Leistungsvariationsoperation durchzuführen, und die vierte Linsengruppe wirkt, um die Variation der Bildebenenposition zu kompensieren, welche durch die Bewegung der zweiten Linsengruppe verursacht wird.
  • Ein Beispiel von solchen Vier-Gruppen-Zoomobjektiven, welche vier Gruppen enthalten, welche positive, negative, positive und positive Brechungskräfte aufweisen, ist in dem offengelegten japanischen Patent Hei 6-337353 (im Folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet) offenbart.
  • Im Übrigen zeigt ein optisches System, welches ein hohes Zoomverhältnis aufweist, einen reduzierten Blickwinkel in einem Teleobjektivendzustand davon, und weist daher ein Problem auf, dass eine starke Unschärfe bei einem Bild sogar durch eine geringe Handerschütterung auftritt.
  • Ein optisches Handschüttel-Korrektursystem ist als eines der Handschüttel-Korrektursysteme zum Korrigieren einer Unschärfe eines Bildes durch ein Handschütteln oder dergleichen bekannt.
  • Das optische Handelschüttel-Korrektursystem verwendet ein Linsenverschiebungsverfahren, wobei ein Teil des Linsensystems in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse verschoben wird, ein variables Spitzenwinkelprismaverfahren, wobei der Spitzenwinkel eines Prismas, welcher direkt vor dem Linsensystem angeordnet ist, variiert wird, oder irgendein anderes Verfahren. Jedoch, da das variable Spitzenwinkelprisma auf der Objektseite hinsichtlich der ersten Gruppe angeordnet ist, welche in dem Linsensystem die größte ist, weist das variable Spitzenwinkelprismaverfahren eine zu lösende Aufgabe auf, mit welcher versucht wird, eine Miniaturisierung zu erreichen, wobei auch ein Antriebssystem enthalten ist.
  • Das optische System des Linsenverschiebungstyps kann als ein optisches Handerschütterungs-Korrektursystem wirken, welches eine Kombination eines Detektionssystems zum Detektieren einer Erschütterung einer Kamera enthält, was durch solch eine Handerschütterung, wie sie bei einem Drücken des Auslösers auftreten kann, verursacht wird, einem Steuersystem zum Vorsehen eines Korrekturbetrages auf die Linsenposition basierend auf einem Signal, welches von dem Detektionssystem ausgegeben wird, und ein Verschiebungsantriebssystem zum Antreiben der verschobenen Linse, basierend auf einer Ausgabe des Steuersystems, und wobei eine Unschärfe eines Bildes, welche durch eine Erschütterung der Kamera verursacht wird, durch Verschieben der Linse durch das Antriebssystem korrigiert wird.
  • Solch ein optisches System des Linsenverschiebungstyps, wie oben beschrieben ist, wird z. B. in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2002-244037 (im Folgenden als Patentdokument 2 bezeichnet), dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2003-228001 (im Folgenden als Patentdokument 3 bezeichnet), dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2002-162562 (im Folgenden als Patentdokument 4 bezeichnet) oder dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2003-295057 (im Folgenden als Patentdokument 5 bezeichnet) offenbart.
  • In den optischen Systemen der Dokumente, welche oben erwähnt sind, kann die gesamte dritte Linsengruppe, welche in der Nähe einer Aperturblende angeordnet ist, oder irgendeine Linse der dritten Linsengruppe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschoben werden, um das Bild zu verschieben.
  • Da die dritte Linsengruppe in der Richtung der optischen Achse fixiert ist, kann das Verschiebungsantriebssystem, welches in einer diametralen Richtung größer als der Linsendurchmesser ist, in der Richtung der optische Achse fixiert sein. Daher ist das optische System des Linsenverschiebungstyps zur Miniaturisierung des gesamten Systems geeignet.
  • In dem Zoomobjektiv, welches in Patentdokument 5 offenbart ist, wird die gesamte dritte Linsengruppe verschoben, um das Bild zu verschieben.
  • In den Zoomobjektiven, welche in Patentdokument 3 und Patentdokument 4 offenbart sind, wird die dritte Linsengruppe aus einer positiven Untergruppe und einer negativen Untergruppe gebildet, und die positive Untergruppe wird verschoben, um das Bild zu verschieben.
  • In dem Zoomobjektiv, welches in Patentdokument 2 offenbart ist, ist die dritte Linsengruppe aus einer negativen Untergruppe und einer positiven Untergruppe gebildet, und die positive Untergruppe wird verschoben, um das Bild zu verschieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch weisen die konventionellen Zoomobjektive, welche oben beschrieben sind, die folgenden Probleme auf, wenn es beabsichtigt wird, ein hohes Leistungsvariationsverhältnis und eine hohe Leistung zu erreichen.
  • Wo die gesamte dritte Linsengruppe verschoben wird, ist es notwendig, die Variation der Außerachsen-Aberration zu korrigieren, welche auftritt, wenn der Linsenpositionszustand der dritten Linsengruppe variiert und gleichzeitig die Variation von verschiedenen Aberrationen zu korrigieren, welche auf eine Handerschütterungskorrektur hin auftreten. Daher kann eine negative verzerrende Aberration, welche in einem Weitwinkelendzustand auftritt, nicht richtig korrigiert werden. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Brechungskraft der zweiten Linsengruppe zu reduzieren. Jedoch erhöht dies den Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe, was in einem Fehlschlagen der ausreichenden Miniaturisierung des Zoomobjektivs resultiert.
  • Wo die positive Untergruppe, welche auf der Objektseite der dritten Linsengruppe angeordnet ist, verschoben wird, können die Abstände nach vorne und nach hinten von der Aperturblende nicht ausreichend sichergestellt werden, und dies verursacht eine Behinderung mit einem Irismechanismusabschnitt.
  • Wo die positive Untergruppe, welche auf der Bildseite der dritten Linsengruppe angeordnet ist, verschoben wird, wenn versucht wird, das Leistungsvariationsverhältnis anzuheben, dann wird die Verschiebungsmenge der positiven Untergruppe sehr groß, was ein Problem der Erhöhung im Ausmaß des Antriebsmechanismus verursacht und eine Verkomplizierung der Struktur.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zoomobjektiv und eine Bildaufnahmevorrichtung vorzusehen, welche in der Reduzierung des Linsendurchmessers besser sind, und welche eine Verschlechterung in der Leistung unterdrücken können, während ein hohes Zoomverhältnis erreicht wird.
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu erreichen wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Zoomobjektiv vorgesehen, welches aus vier Linsengruppen besteht, welche eine erste Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist und eine vierte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, enthalten, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Linsengruppe in der Reihenfolge von einer Objektseite angeordnet sind, wobei sich die zweite Linsengruppe bewegt, wenn ein Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einer Bildseite variiert, während sich die vierte Linsengruppe bewegt, um so eine Variation einer Bildebenenposition zu kompensieren, welche durch die Bewegung der zweiten Linsengruppe verursacht wird, wohingegen die ersten und dritten Linsengruppen in der Richtung einer optischen Achse fixiert sind, und wobei eine Aperaturblende auf der Objektseite der dritten Linsengruppe angeordnet ist, wobei die dritte Linsengruppe eine negative Untergruppe enthält, welche eine negative Brechungskraft aufweist, und eine positive Untergruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und welche auf der Bildseite der negativen Untergruppe mit einem Luftabstand dazwischen belassen angeordnet ist, wobei die positive Untergruppe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschiebbar ist, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse zu verschieben, wobei ein konditionaler Ausdruck (1) 1,4 < |f3n|/3 < 3 erfüllt ist, wobei f3n die Brennweite der negativen Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, und f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist.
  • Mit dem Zoomobjektiv wird das Bild verschoben und eine Verschlechterung in der Leistung auf eine Bildverschiebung hin wird durch Verschieben der positiven Untergruppe der dritten Linsengruppe unterdrückt. Weiterhin kann eine Miniaturisierung des Zoomobjektivs erwartet werden.
  • Vorzugsweise ist das Zoomobjektiv derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (2) –0,3 < (Rn + Rp)/(Rn – Rp) < 0,3 erfüllt ist, und wobei Rn der Krümmungsradius von derjenigen Linsenfläche der negativen Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und wobei Rp der Krümmungsradius derjenigen Linsenfläche der positiven Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, welche am nächsten zu der Objektseite angeordnet ist. Mit dem Zoomobjektiv kann eine Variation des Komas, welche auftritt, wenn die positive Untergruppe verschoben wird, vorteilhaft korrigiert werden.
  • Vorzugsweise ist das Zoomobjektiv derartig konfiguriert, dass die negative Untergruppe zwei Linsen enthält, welche eine positive Linse und eine negative Linse enthalten, wobei die positive Untergruppe drei Linsen enthält, welche eine positive Linse, eine negative Linse und eine weitere positive Linse enthalten, und ein konditionaler Ausdruck (3) 0 < (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) < 2 erfüllt ist, wobei Rp1 der Krümmungsradius einer objektseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsengruppen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und wobei Rp2 der Krümmungsradius einer Bildseitenlinsenfläche von derjenigen der positiven Linsen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist. Mit dem Zoomobjektiv kann eine Variation des Komas, welche auf eine Variation des Blickwinkels hin auftritt, vorteilhaft korrigiert werden.
  • Vorzugsweise ist das Zoomobjektiv derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (4) 0,42 < |f2|/(fw·ft)1/2 < 0,5 erfüllt ist, wobei f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist, fw die Brennweite des gesamten Linsensystems in dem Weitwinkelendzustand ist, und ft die Brennweite des gesamten Linsensystems in dem Teleobjektivendzustand ist. Mit dem Zoomobjektiv kann eine Variation der Außerachsenaberration, welche auf eine Leistungsvariation hin auftritt, vorteilhaft weiter korrigiert werden.
  • Vorzugsweise ist das Zoomobjektiv derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (5) 0,8 < Dt/Z2 < 1,2 erfüllt ist, wobei Dt der Abstand von der Aperturblende zu derjenigen Linsenfläche der vierten Linsengruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite entlang der optischen Achse in den Teleobjektivendzustand positioniert ist, und Z2 die Bewegungsmenge der zweiten Linsengruppe ist, wenn der Linsenpositionszustand von dem Weitwinkelendzustand zu dem Teleobjektivendzustand variiert. Mit dem Zoomobjektiv kann gleichzeitig eine weitere Miniaturisierung und eine weitere Verbesserung in der Leistung erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen, welche ein Zoomobjektiv und ein Bildaufnahmeelement zum Umwandeln eines optischen Bildes, welches durch das Zoomobjektiv gebildet wird, in ein elektrisches Signal umfasst, wobei das Zoomobjektiv vier Linsengruppen enthält, welche eine erste Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine vierte Linsengruppe enthalten, welche eine positive Brechungskraft aufweist, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Linsengruppe in der Reihenfolge von einer Objektseite angeordnet sind, wobei sich die zweite Linsengruppe bewegt, wenn ein Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einem Teleobjektivendzustand zu einer Bildseite variiert, während sich die vierte Linsengruppe derartig bewegt, um eine Variation einer Bildebenenposition zu kompensieren, welche durch die Bewegung der zweiten Linsengruppen verursacht wird, wohingegen die ersten und dritten Linsengruppen in der Richtung einer optischen Achse fixiert sind, und wobei eine Aperturblende auf der Objektseite der dritten Linsengruppe angeordnet ist, wobei die dritte Linsengruppe eine negative Untergruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, und eine positive Untergruppe enthält, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und welche auf der Bildseite der negativen Untergruppe mit einem Luftstand dazwischen belassen, angeordnet ist, wobei die positive Untergruppe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschiebbar ist, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse zu verschieben, wobei ein konditionaler Ausdruck (1) 1.4 < |f3n|/3 < 3 erfüllt ist, wobei f3n die Brennweite der negativen Untergruppe ist, welche in der dritten Gruppe angeordnet ist, und wobei f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist.
  • Auch wird bei der Bildaufnahmevorrichtung das Bild verschoben und eine Verschlechterung in der Leistung auf eine Bildverschiebung hin wird durch Verschieben der positiven Untergruppe der dritten Linsengruppe unterdrückt. Weiterhin kann eine Miniaturisierung des Zoomobjektivs erwartet werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Bildaufnahmevorrichtung weiterhin einen Handerschütterungs-Detektionsabschnitt zum Detektieren einer Unschärfe des Bildaufnahmeelements, einen Handerschütterungssteuerabschnitt zum Berechnen eines Unschärfekorrekturwinkels zum Korrigieren einer Bildunschärfe durch die Erschütterung des Bildaufnahmeelements, welche durch den Handerschüttungs-Detektionsabschnitt detektiert wird, und zum Signalisieren eines Ansteuersignals zum Positionieren der positiven Untergruppe der dritten Linsengruppe an einer Position basierend auf dem Unschärfekorrekturwinkel, und einen Handerschütterungsansteuerabschnitt zum Empfangen des Ansteuersignals, welches von dem Handerschütterungssteuerabschnitt signalisiert wird, und zum Verschieben der positiven Untergruppe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse basierend auf dem empfangenen Ansteuerungssignal. Bei der Bildaufnahmevorrichtung kann eine Unschärfe eines Bildes durch eine Erschütterung des Bildaufnahmeelements durch eine Handerschütterung oder dergleichen korrigiert werden, und ein guter fokussierter Zustand kann erhalten werden. Demzufolge kann ein Bild von hoher Qualität, dessen verschiedene Aberrationen vorteilhaft korrigiert sind, durch die Bildaufnahmevorrichtung erlangt werden.
  • Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich werden, welche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen sind, in welchen gleiche Teile oder Elemente durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine schematische Ansicht, welche eine Verteilung der Brechungskraft eines Zoomobjektivs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration eines Zoomobjektivs zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt ist;
  • 3 ist eine schematische Ansicht, welche eine sphärische Aberration, einen Astigmatismus, eine Verzerrungsaberration und Koma in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß einem Zahlenwertbeispiel 1 darstellt, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv angewandt sind;
  • 4 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 1 darstellend;
  • 5 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 1 darstellend;
  • 6 ist eine schematische Ansicht, welche eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 1 darstellt;
  • 7 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 1 darstellend;
  • 8 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 2 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 1 darstellend;
  • 9 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration eines weiteren Zoomobjektivs zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird;
  • 10 ist eine schematische Ansicht, welche eine sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß einem Zahlenwertbeispiel 2 darstellt, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv angewandt sind;
  • 11 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 2 darstellend;
  • 12 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 2 darstellend;
  • 13 ist eine schematische Ansicht, welche eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 2 darstellt;
  • 14 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 2 darstellend;
  • 15 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 9 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 2 darstellend;
  • 16 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration eines weiteren Zoomobjektivs zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird;
  • 17 ist eine schematische Ansicht, welche sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellt, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv angewandt sind;
  • 18 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellend;
  • 19 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellend;
  • 20 ist eine schematische Ansicht, welche eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellt;
  • 21 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch lateral Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem intermediären Berennweitenzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellend;
  • 22 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch lateral Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 16 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 3 darstellend;
  • 23 ist eine schematische Ansicht, welche eine Konfiguration von noch einem weiteren Zoomobjektiv zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt wird;
  • 24 ist eine schematische Ansicht, welche sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellt, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv angewandet sind;
  • 25 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellend;
  • 26 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrungsaberration und Koma in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellend;
  • 27 ist eine schematische Ansicht, welche laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Weitwinkelendzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellt;
  • 28 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem intermediären Brennweitenzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellend;
  • 29 ist eine ähnliche Ansicht, jedoch laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand um 0,5 Grad in einem Teleobjektivendzustand des Zoomobjektivs von 23 gemäß dem Zahlenwertbeispiel 4 darstellend; und
  • 30 ist ein Blockdiagramm, welches eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewandet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Zoomobjektive und eine Bildaufnahmevorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Ein Zoomobjektive gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vier Linsengruppen, welche eine erste Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine vierte Linsengruppe enthalten, welche eine positive Brechungskraft aufweist, welche in der Reihenfolge von einer Objektseite angeordnet sind. Bei dem Zoomobjektiv bewegt sich, wenn ein Linsen zu Positionszustand von einem Weitwinkelendzustand, in welchem die Brennweite des gesamten Linsensystems am kürzesten ist, zu einem Teleobjektivendzustand variiert, in welchem die Brennweite des gesamten Linsensystems am längsten ist, während die ersten und dritten Linsengruppen in der Richtung der optischen Achse fixiert sind, die zweite Linsengruppe zu der Bildseite, um eine Leistungsvariationsfunktion durchzuführen, und die vierte Linsengruppe bewegt sich, um eine Kompensationsfunktion für die Variation der Bildebenenposition, welche durch die Bewegung der zweiten Gruppe verursacht wird, und eine Nahbereichsfokussierfunktion durchzuführen.
  • Die dritte Linsengruppe enthält eine negative Untergruppe, welche eine negative Brechungskraft aufweist, und eine positive Untergruppe, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und welche auf der Bildseite der negativen Untergruppe angeordnet ist. Die positive Untergruppe ist in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschiebbar, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse zu verschieben.
  • Das Zoomobjektiv, welches die Konfiguration aufweist, welche oben beschrieben ist, kann eine Verschlechterung in der Leistung unterdrücken, welche auf eine Bildverschiebung hin auftritt, während das Leistungsvariationsverhältnis hoch ist, durch Konfigurieren des Zoomobjektives auf die folgende Art und Weise.
  • Insbesondere:
    • (A) eine Aperturblende ist auf der Objektseite der dritten Linsengruppe angeordnet; und
    • (B) die Brechungskraft der negativen Untergruppe ist geeignet eingestellt.
  • Die Position der Aperturblende ist sehr wichtig, um einen guten Ausgleich zwischen Verbesserung der Leistung und Miniaturisierung zu erreichen.
  • Da ein Außerachsenlichtfluss, welcher eine Linsengruppe beabstandet von der Aperturblende passiert, entfernt von der optischen Achse passiert, wo die Aperturblende in der Nähe des Zentrums des Linsensystems angeordnet ist, ist dies am ehesten geeignet, um die Linsendurchmesser der Linsengruppen zu verringern. Insbesondere da die erste Linsengruppe am weitesten weg von der Bildebenenposition positioniert ist, muss sie einen großen Durchmesser aufweisen, und daher ist es bevorzugt, die Aperturblende an einer Position ziemlich nahe zu der Objektseite von dem Zentrum des Linsenssystems anzuordnen.
  • Weiterhin, wenn der Linsenpositionszustand variiert, variiert die Höhe eines Außerachsenlichtflusses, welcher die bewegbaren Linsengruppen passiert, um einen großen Betrag. Daher kann die Variation in der Höhe variiert werden, um die Variation der Außerachsenaberration vorteilhaft zu korrigieren, welche auftritt, wenn der Linsenpositionszustand variiert. Insbesondere, wenn eine oder mehrere bewegbare Linsengruppen auf jeder der Objektseite und der Bildseite der Aperturblende angeordnet sind, dann kann die Aberrationskorrektur viel besser durchgeführt werden.
  • Aus dem Vorhergehenden ist bei dem Zoomobjektiv der folgenden Erfindung die Aperturblende auf der Objektseite der dritten Linsengruppe angeordnet, und demzufolge kann der Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe, welcher einen großen Linsendurchmesser aufweisen muss, auf einem niedrigen Wert gehalten werden, und darüber hinaus kann eine Verbesserung der Leistung erwartet werden.
  • Es sei angemerkt, dass bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, wo die Position der Aperturblende in der Richtung der optischen Achse fixiert ist, der Irismechanismus in der Richtung der optischen Achse fixiert sein kann, und eine Vereinfachung der Objektivtubusstruktur kann erwartet werden.
  • Während die dritte Linsengruppe in dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung aus der negativen Untergruppe und der positiven Untergruppe gebildet wird, ist die Brechungskraft der negativen Untergruppe signifikant, wo beabsichtigt ist, den Linsendurchmesser zu reduzieren.
  • Da die Brechungskraft der negativen Untergruppe zunimmt, ist ein Außerachsenlichtfluss, welcher die positive Untergruppe passiert, von der optischen Achse beabstandet, was dazu führt, den Linsendurchmesser der positiven Untergruppe zu erhöhen, und somit das Gewicht zu erhöhen, was in einer Größenzunahme und einer Verkomplizierung eines Verschiebungsantriebsmechanismus zum Verschieben der positiven Untergruppe resultiert. Gleichzeitig, da auch ein Außerachsenlichtfluss, welcher die vierte Linsengruppe passiert, von der optischen Achse beabstandet ist, wird eine Größenerhöhung und eine auch Verkomplizierung eines Antriebsmechanismus für die Fokussierungsgruppe begünstigt, was in einer Schwierigkeit resultiert, eine Miniaturisierung zu erreichen.
  • Daher kann bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung eine Reduzierung des Linsendurchmessers auf geeignete Weise erreicht werden durch geeignetes Einstellen der Brennweite der negativen Untergruppe hinsichtlich der Brennweite der dritten Linsengruppe.
  • Von dem oben beschriebenen Standpunkt aus ist es signifikant, dass ein konditionaler Ausdruck (1) 1,4 < |f3n|/f3 < 3 (1)erfüllt ist, wobei f3n die Brennweite der negativen Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, und f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist.
  • Dieser konditionale Ausdruck (1) definiert die Brennweite der negativen Untergruppe in der dritten Linsengruppe.
  • Wenn die Brennweite der negativen Untergruppe kürzer als die untere Grenze des konditionalen Ausdrucks (1) ist, da auch die Brechungskraft der positiven Untergruppe eine höheren Wert als oben beschrieben aufweist, ist ein Hauptlichtfluss, welcher die positive Untergruppe passiert, von der optischen Achse beabstandet, und demzufolge wird die Menge von peripherem Licht unzureichend.
  • Andererseits, wo die Brennweite der negativen Untergruppe länger als der obere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (1) ist, wird ein Außerachsenlichtfluss, welcher die erste Linsengruppe passiert, von der optischen Achse beabstandet, und die Variation der Menge des peripheren Lichts ist, wenn die Verschiebungslinsengruppe (positive Untergruppe der dritten Linsengruppe) verschoben wird, groß.
  • Es sei angemerkt, dass bei dem Zoomobjekt der vorliegenden Erfindung, um eine weitere Verbesserung der Leistung zu erreichen, der obere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (1) vorzugsweise auf 2,5 gesetzt wird. Wenn der Wert des konditionalen Ausdrucks (1) 2,5 überschreitet, dann kann, da ein Außerachsenlichtfluss, welcher die vierte Linsengruppe passiert, von der optischen Achse beabstandet ist, Koma, welches an peripheren Abschnitten eines Bildschirms auftritt, nicht besser korrigiert werden, und es ist schwierig, eine höhere optische Leistung zu erreichen.
  • Bei dem Zoomobjektiv, welches ein höheres Leistungsvariationsverhältnis aufweist, ist es notwendig, eine bessere Korrektur der Variation des Komas zu erreichen, welches auftritt, wenn die Verschiebungslinsengruppe insbesondere in einem Teleobjektivendzustand verschoben wird. Mit anderen Worten ist es wichtig (C) den Luftabstand zwischen der negativen Untergruppe und der positiven Untergruppe in geeigneter Form zu bilden.
  • Daher wird bei dem Zoomobjekt der vorliegenden Erfindung die Variation des Komas vorteilhaft durch Verringern der Variation der optischen Pfadlänge korrigiert, welche auftritt, wenn die Verschiebungslinsengruppen verschoben werden.
  • Insbesondere werden der Abstand zwischen dem Krümmungsradius von derjenigen Linsenflächen der negativen Untergruppe, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und der Krümmungsradius von derjenigen Fläche der positiven Untergruppe, welche am nächsten zu der Objektseite positioniert ist, dadurch reduziert, um den Luftabstand zwischen der negativen Untergruppe und der positiven Untergruppe in einer geeigneten Form zu bilden, um die Variation des Komas gut zu korrigieren.
  • Zu diesem Zweck ist das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung vorzugsweise derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (2) –0,3 < (Rn + Rp)/(Rn – Rp) < 0,3 (2)erfüllt ist, wobei Rn der Krümmungsradius von derjenigen Fläche der negativen Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und Rp der Krümmungsradius von derjenigen Linsenfläche der positiven Untergruppe ist, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, welche am nächsten zu der Objektseite positioniert ist.
  • Wie oben beschrieben, definiert der konditionale Ausdruck (2) den Luftabstand, welcher zwischen der negativen Untergruppe und der positiven Untergruppe gebildet ist.
  • Wo das Verhältnis, welches in dem konditionalen Ausdruck (2) definiert ist, niedriger als der untere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (2) ist, ist es schwierig, ein exzentrisches Koma vorteilhaft zu korrigieren, welches an peripheren Abschnitten eines Bildschirms auftritt, wenn die positive Untergruppe in einem Teleobjektivendzustand verschoben wird. Im Gegensatz dazu wird, wo das Verhältnis, welches in dem konditionalen Ausdruck (2) definiert wird, höher als der obere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (2) ist, die Variation des Komas, welches an peripheren Abschnitten eines Bildschirms auftritt, wenn die positive Untergruppe in einem Teleobjektivendzustand verschoben wird, übermäßig groß, was in einem Versagen beim Erreichen einer guten optischen Leistung resultiert.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise die negative Untergruppe zwischen den zwei Untergruppen, welche die dritte Linsengruppe bilden, zumindest eine positive Linse und eine negative Linse, während die positive Untergruppe zumindest zwei positive Linsen und eine positive Linse enthält.
  • Um die Variation von verschiedenen Aberrationen vorteilhaft zu korrigieren, welche auftreten, wenn die positive Untergruppe verschoben wird, ist es notwendig, die sphärische Aberration zu unterdrücken, welche in jeder der negativen Untergruppe und der positiven Untergruppe zu einem gewissen Grad auftritt.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung ist die Brechungskraft der negativen Untergruppe in der dritten Linsengruppe geringer als die positive Untergruppe, wie durch den konditionalen Bereich des konditionalen Ausdrucks (1), welcher oben angegeben ist, angezeigt wird. Da der Brechungsindex der negativen Untergruppe niedrig ist, ist es möglich, die positive sphärische Aberration vorteilhaft zu korrigieren, welche nur in der negativen Untergruppe in der Doppelkonfiguration auftritt. Zwischenzeitlich ist die positive Untergruppe in einer Dreifachkonfiguration gebildet, welche drei Linsen aus einer positiven Linse, einer negativen Linse und einer weiteren positiven Linse enthält. Durch die Dreifachkonfiguration kann eine negative sphärische Aberration, welche nur in der positiven Untergruppe auftritt, gut korrigiert werden.
  • Um die Variation des Komas vorteilhaft zu korrigieren, welches durch die Variation des Blickwinkels verursacht wird, ist vorzugsweise das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (3) 0 < (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) < 2 (3)erfüllt ist, wobei Rp1 der Krümmungsradius auf einer objektseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Untergruppen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und Rp2 der Krümmungsradius auf der bildseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist.
  • Der konditionale Ausdruck (3) definiert die Form von derjenigen der positiven Linsen der positiven Untergruppe, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist.
  • Wo das Verhältnis des konditionalen Ausdrucks (3) niedriger als der untere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (3) ist, kann eine negative Bildebenenverzerrung nicht gut korrigiert werden, und eine Bildbildungsleistung, welche gut ist, kann auch nicht an peripheren Abschnitten eines Bildschirms erhalten werden.
  • Andererseits, wo das Verhältnis in dem konditionalen Ausdruck (3) höher als der obere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (3) ist, kann ein internes Koma, welches an peripheren Abschnitten eines Bildschirms auftritt, nicht gut korrigiert werden, und eine Bildbildungsleistung, welche gut ist, kann auch an peripheren Abschnitten eines Bildschirms nicht erhalten werden.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung ist es, da die zweite Linsengruppe nur eine negative Linsengruppe ist, um die Variation der Außerachsenaberration noch vorteilhafter zu korrigieren, welche auf eine Leistungsvariation hin auftritt, wichtig, die Brechungskraft der zweiten Linsengruppe geeignet einzustellen. Somit ist das Zoomobjektiv vorzugsweise derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (4) 0,42 < |f2|/(fw·ft)1/2 < 0,5 (4)erfüllt ist, wobei f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist, fw die Brennweite des gesamten Linsensystem in einem Weitwinkelendzustand ist, und ft die Brennweite des gesamten Linsensystems in dem Teleobjektendzustand ist.
  • Der konditionale Ausdruck (4) definiert die Brennweite der zweiten Linsengruppe. Wo das Verhältnis des konditionalen Ausdrucks (4) höher als der obere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (4) ist, ist ein Außerachsenlichtfluss, welcher die zweite Linsengruppe passiert, um einen großen Betrag von der optischen Achse beabstandet. Als Ergebnis ist es schwierig, Koma vorteilhaft zu korrigieren, welches an peripheren Abschnitten eines Bildschirms in einem Weitwinkelendzustand auftritt.
  • Andererseits, ist es, wo das Verhältnis des konditionalen Ausdrucks (4) niedriger als der untere Grenzwert des konditionalen Ausdrucks (4) ist, schwierig, die Variation der Außerachsenaberration vorteilhaft zu korrigieren, welche auftritt, wenn der Linsenpositionszustand variiert.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, um eine Reduzierung in der Gesamtlänge des Linsensystems und eine Reduzierung des Linsendurchmessers der ersten Linsengruppe zu erreichen, wird eine Gegenmaßnahme getroffen, so dass ein Außerachsenlichtfluss, welcher die erste Linsengruppe passiert, insbesondere in einem Teleobjektivendzustand in der Nähe der optischen Achse passiert.
  • Während einer Variation des Blickwinkels auftritt, wenn die positive Untergruppe verschoben wird, ist, da der Blickwinkel insbesondere in einem Teleobjektivendzustand eng ist, die Variation des Blickwinkels groß, und als Ergebnis tritt eine Abdeckung durch den äußeren Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe auf, um dadurch einen Mangel in der Menge von peripherem Licht zu verursachen.
  • Daher, um den Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe zu reduzieren, ist es wichtig, einen Außerachsenlichtfluss, welcher die erste Linsengruppe passiert, dazu zu bringen, in der Nähe der optischen Achse zu passieren.
  • Insbesondere wird in dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung der Winkel, welcher durch einen Hauptlichtfluss definiert wird, welcher die Position der Aperturblende und der optischen Achse passiert, auf einen kleinen Winkel eingestellt, so dass ein Außerachsenlichtfluss, welcher die erste Linsengruppe passiert, in der Nähe der optischen Achse passiert.
  • In einem optischen System für eine Dreibilderbildaufnahme, wobei ein Farbtrennprisma auf der Bildseite des optischen Systems angeordnet ist, wird prinzipiell ein bildseitiges telezentrisches optisches System, dessen Austrittspupillenposition nahezu unendlich ist, verwendet.
  • Daher, während der Abstand von der Aperturblende zu der Bildebenenposition zunimmt, nimmt die Brechungskraft der Linsengruppen, welche auf der Bildseite hinsichtlich der Aperturblende angeordnet sind, ab, und als Ergebnis kann der Winkel, welcher durch den Hauptlichtfluss und die optische Achse definiert wird, reduziert werden. Während der Winkel, welcher durch den Hauptlichtfluss und die optische Achse definiert wird, abnimmt, passiert ein Außerachsenlichtfluss, welcher auf die erste Linsengruppe einfällt, näher zu der optischen Achse.
  • Jedoch, während der Abstand von der Aperturblende zu der Bildebenenposition zunimmt, nähert sich die Position der Aperturblende an die Objektseite an, und der Raum für eine Bewegung der zweiten Linsengruppe auf eine Leistungsvariation hin nimmt ab. Demzufolge ist es notwendig, die Brechungskraft der ersten Linsengruppe und der zweiten Gruppe zu erhöhen. Daher kann die Variation der Außenachsenaberration, welche auftritt, wenn der Linsenpositionszustand variiert, nicht unterdrückt werden, und eine ausreichende Verbesserung der Leistung kann nicht erreicht werden.
  • Um eine weitere Miniaturisierung und eine weitere Verbesserung der Leistung gleichzeitig zu erreichen, ist das Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung vorzugsweise derartig konfiguriert, dass ein konditionaler Ausdruck (5) 0,8 < Dt/Z2 < 1,2 (5) erfüllt ist, wobei Dt der Abstand von der Aperturblende zu derjenigen Linsenfläche der vierten Linsengruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite entlang der optischen Achse in dem
    Teleobjektivendzustand positioniert ist, und Z2 die Bewegungsmenge der zweiten Linsengruppe ist, wenn der Linsenpositionszustand von dem Weitwinkelendzustand zu dem Teleobjektivendzustand variiert.
  • Der konditionale Ausdruck (5) definiert den Abstand von der Aperturblende zu der vierten Linsengruppe in einem Teleobjektivendzustand und die Bewegungsmenge der zweiten Linsengruppe.
  • Wo das Verhältnis des konditionalen Ausdrucks (5) höher als die obere Grenze des konditionalen Ausdrucks (5) ist, ist es schwierig, die Variation der Außerachsenaberration vorteilhaft zu korrigieren, welche in der zweiten Linsengruppe auftritt, wenn der Niveaupositionszustand variiert, um eine weitere Verbesserung der Leistung zu erreichen.
  • Andererseits, wo das Verhältnis des konditionalen Ausdrucks (5) niedriger als die untere Grenze des konditionalen Ausdrucks (5) ist, wird die Kompositbrennweite der dritten Linsengruppe und der vierten Linsengruppe übermäßig kurz. Als Ergebnis wird der Winkel, welcher durch einen Hauptlichtfluss und die optische Achse definiert wird, übermäßig groß, und es wird schwierig, den Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe zu reduzieren.
  • Im Übrigen ist es bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung für einen Außerachsenlichtfluss bevorzugt, in einem divergenten Zustand von der negativen Untergruppe, welcher in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, auszutreten. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, die laterale Vergrößerung der positiven Linsengruppe, welche in der dritten Linsengruppe angeordnet ist, auf einen negativen Wert einzustellen.
  • Wo die laterale Vergrößerung der positiven Linsengruppe in der dritten Linsengruppe durch βa repräsentiert wird, und die laterale Vergrößerung der vierten Linsengruppe durch βb repräsentiert wird, werden ein Unschärfekorrekturkoeffizient βs und die Fokussierungsempfindlichkeit βf jeweils repräsentiert durch βs = (1 – βa)βb βf = (1 – βa2)βb2
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung ist es durch Einstellen der lateralen Vergrößerung βa der positiven Untergruppe, so dass βa < 0 erfüllt ist, möglich, den Unschärfekorrekturkoeffizienten βs anzuheben, und die Fokussierungsempfindlichkeit βf niedriger zu setzen, um es dadurch möglich zu machen, ein Bild um eine geringen Linsenverschiebungsbetrag zu verschieben, während das Leistungsvariationsverhältnis hoch ist, und die Positionsgenauigkeit in der Richtung der optischen Achse herabzusetzen.
  • Wenn die Positionsgenauigkeit in der Richtung der optischen Achse erhöht wird, dann wird es notwendig, die Verschiebungslinsengruppe, d. h. die positive Untergruppe, in einem Zustand zu halten, wo sie in der Richtung der optischen Achse vorgespannt ist, wodurch eine Verkomplizierung eines Antriebsmechanismus zum Verschieben der positiven Untergruppe in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse hervorgerufen wird. Daher wird bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung die Positionsgenauigkeit in einer Richtung der optischen Achse herabgesetzt, und die Objektivtubusstruktur wird vereinfacht durch Einstellen der lateralen Vergrößerung der positiven Untergruppe auf solch eine Weise, wie hier oben beschrieben wurde.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, um eine weitere Verbesserung der Leistung zu erreichen, wird die erste Linsengruppe aus vier Linsen gebildet, welche eine verklebte Linse einer negativen Linse und einer positiven Linse und zwei positive Linsen enthält, welche in der Reihenfolge von der Objektseite angeordnet sind.
  • In der ersten Linsengruppe tritt wahrscheinlich eine negative sphärische Aberration insbesondere in einem Teleobjektivendzustand auf, da auf der Achse ein Lichtfluss mit einem großen Lichtflussdurchmesser einfällt. Weiterhin, da ein Außerachsenlichtfluss entfernt von der optischen Achse einfällt, tritt wahrscheinlich eine Außerachsenaberration auf.
  • Jedoch werden bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung eine negative sphärische Aberration und eine chromatische Aberration auf der Achse gut korrigiert durch Anordnen der verklebten Linsen einer negativen und einer positiven Linse am nächsten zu der Objektseite der ersten Linsengruppe. Weiterhin, während die erste Linsengruppe in dem konventionellen Zoomobjektiv einer Viergruppenkonfiguration, welche positive, negative, positive und positive Gruppen aufweist, aus einer verklebten Linse und einer positiven Linse gebildet wird, welche auf der Bildseite der verklebten Linse positioniert ist, wobei zwei positive Linsen verwendet werden, ist es, obwohl das Leistungsvariationsverhältnis hoch ist, möglich, ein Auftreten von negativer sphärischer Aberration in einem Teleobjektivendzustand zu unterdrücken, und die Variation des Komas vorteilhaft zu korrigieren, welches auf eine Variation des Blickwinkels hin auftritt. Demzufolge kann eine hohe optische Leistung erreicht werden.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, um verschiedene Aberrationen noch vorteilhafter zu korrigieren, welche in der zweiten Linsengruppe auftreten, um eine höhere optische Leistung zu erreichen, ist die zweite Linsengruppe vorzugsweise aus vier Linsen gebildet, welche eine negative Linse einer Meniskusform, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine negative Linse, eine weitere positive Linse und eine weitere negative Linse enthält, welche in der Reihenfolge angeordnet sind.
  • Da die zweite Linsengruppe die Leistungsvariationsfunktion übernimmt, ist es wichtig, verschiedene Aberrationen vorteilhaft zu korrigieren, welche in der zweiten Linsengruppe auftreten, um eine weitere Verbesserung der Leistung zu erreichen. Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung übernimmt die negative Linse einer Meniskuslinsenform, welche am nächsten zu der Objektseite in der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, und welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine Rolle des Korrigierens der Variation des Komas, welches auf eine Variation des Blickwinkels in einem Weitwinkelendzustand auftritt, während die Dreierlinse, welche auf der Bildseite der negativen Linse angeordnet ist, eine Rolle des vorteilhaften Korrigierens einer Aberration auf der Achse übernimmt. Auf diese Weise werden die Rollen der Linsen der zweiten Linsengruppe bei der Aberrationskorrektur separat zugewiesen, so dass eine gute Bildbildungsleistung erreicht werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, da eine Leistungsverschlechterung durch Exzentrizität der positiven Linsen der Dreifachlinsen und der negativen Linse, welche auf der Bildseite der positiven Linsen angeordnet ist, deutlich ist, sie verklebt werden können, um den Einfluss des Exzentrizitätsfehlers bei der Herstellung zu reduzieren, wodurch eine stabilisierte optische Qualität erhalten wird.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, um die Variation von verschiedenen Aberrationen vorteilhaft zu korrigieren, welche auf eine Variation der Objektposition hin auftreten, enthält die vierte Linsengruppe eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine negative Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, und eine weitere positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, welche in der Reihenfolge von de Objektseite angeordnet sind.
  • Wo die vierte Linsengruppe in einer Dreifachkonfiguration gebildet ist, ist es möglich, eine Außerachsenaberration und eine Aberration auf der Achse gleichzeitig zu korrigieren, und die Variation von verschiedenen Aberrationen, welche auftreten, wenn die Objektposition variiert, kann vorteilhaft korrigiert werden.
  • Es sei angemerkt, dass es bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung, um ein Auftreten von chromatischer Aberration vorteilhaft zu unterdrücken, bevorzugt ist, ein Glasmaterial, welches eine hohe anormale Dispersion aufweist, für die erste Linsengruppe zu verwenden.
  • Insbesondere, wo die positive Linse in der verklebten Linse unter den Linsen, welche die erste Linsengruppe aufbauen, aus einem Glasmaterial hergestellt ist, welches eine hohe anormale Dispersion aufweist, kann eine Dispersion der zweiten Ordnung, welche an einem zentralen Abschnitt eines Bildschirms in einem Teleobjektivendzustand auftritt, vorteilhaft korrigiert werden.
  • Weiterhin wo eine der zwei positiven Linsen, welche auf der Bildseite der ersten Linsengruppe angeordnet sind, aus einem Glasmaterial von niedriger Dispersion hergestellt ist, dessen Abbe'sche Zahl höher als 65 ist, kann eine chromatische Aberration der Vergrößerung, welche an peripheren Abschnitten eines Bildschirms in einem Teleobjektivendzustand auftritt, vorteilhaft korrigiert werden. Weiterhin, wo beide der zwei positiven Linsen, welche oben beschrieben sind, aus einem Glasmaterial hergestellt sind, welches eine niedrige Dispersion aufweist, kann die chromatische Aberration der Vergrößerung noch vorteilhafter korrigiert werden.
  • Bei dem Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung kann, da eine asphärische Linse verwendet wird, eine höhere optische Leistung implementiert werden. Insbesondere durch Einführen einer asphärischen Fläche in die Endlinsengruppe, kann eine weitere Verbesserung einer zentralen Leistung erwartet werden. Weiterhin, wo eine asphärische Linse für die zweite Linsengruppe verwendet wird, ist es auch möglich, die Variation des Komas vorteilhaft zu korrigieren, welche durch den Blickwinkel verursacht wird, welcher in einem Weitwinkelendzustand auftritt.
  • Natürlich kann eine höhere optische Leistung durch Verwenden einer Vielzahl von asphärischen Linsen erhalten werden.
  • Natürlich ist es auch möglich, ein Tiefpassfilter auf der Bildseite des Linsensystems anzuordnen, um ein Auftreten von Moiré Rändern zu verhindern oder ein Infrarot abschneidendes Filter in Reaktion auf eine spektrale Empfindlichkeitscharakteristik des Licht aufnehmenden Elements anzuordnen.
  • Im Folgenden werden Zoomobjektive von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und mehrere Zahlenwertbeispiele beschrieben werden.
  • Es sei angemerkt, dass, während eine asphärische Fläche in den Zoomobjektiven der Ausführungsformen verwendet wird, die asphärische Flächenform durch den folgenden Ausdruck repräsentiert wird: x = 0y2/(1 + (1 – κ)c2y2)1/2) + Ay4 + By6 + .... wobei y die Höhe von der optische Achse ist, y der Betrag der Durchbiegung ist, c die Krümmung ist, κ die konische Konstante ist, und A, B asphärische Konstanten repräsentieren.
  • 1 stellt eine Brechungskraftverteilung des Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung dar. Bezugnehmend auf 1 enthält das Zoomobjektiv eine erste Linsengruppe G1, welche eine positive Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe G2, welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe G3, welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine vierte Linsengruppe G4, welche eine positive Brechungskraft aufweist, welche in der Reihenfolge von der Objektseite angeordnet sind. Auf eine Leistungsvariation von einem Weitwinkelendzustand (W) hin, welcher an einem oberen Abschnitt in 1 dargestellt ist, zu einem Teleobjektivendzustand (T), welcher an einem unteren Abschnitt in 1 dargestellt ist, bewegt sich die zweite Linsengruppe G2 zu der Bildseite (siehe die durchgezogene Linie an einem intermediären Abschnitt in 1), so dass der Luftabstand zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 zunimmt, während der Luftabstand zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 abnimmt.
  • Gleichzeitig sind die erste Linsengruppe G1 und die dritte Linsengruppe G3 fixiert, siehe die unterbrochene Linie an einem intermediären Abschnitt in 1), und die vierte Linsengruppe G4 bewegt sich, um so die Variation der Bildebenenposition zu korrigieren, welche durch die Bewegung der zweiten Linsengruppe G2 verursacht wird. Weiterhin, auf ein Fokussieren in einem kurzen Abstand hin, bewegt sich die vierte Linsengruppe G4 zu der Objektseite (siehe eine durchgezogene Linie an einem intermediären Abschnitt in 1).
  • 2 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Zoomobjektivs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 2 enthält die erste Linsengruppe G1 eine verklebte Linse L11 einer negativen Linse einer Meniskusform, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine positive Linse L12, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L13, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist. Die zweite Linsengruppe G2 enthält eine negative Linse L21 einer Meniskusform, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine negative Linse L22, welche eine bikonkave Form aufweist, und eine verklebte Linse L23 einer bikonvexen Linse und eine bikonkave Linse. Die dritte Linsengruppe G3 enthält eine verklebte negative Linse L31 einer bikonkaven Linse und eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine verklebte Linse L32 einer bikonvexen Linse, welche eine asphärische Fläche auf der Objektseite aufweist, und eine negative Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L33, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist. Die vierte Linsengruppe G4 enthält eine positive Linse L41, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine verklebte Linse L42 einer negativen Linse, welche eine asphärische Fläche auf der Objektseite aufweist, und welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, und eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist.
  • In dem Zoomobjektiv 1 der ersten Ausführungsform bildet die verklebte negative Linse L31, welche in der dritten Linsengruppe G3 angeordnet ist, eine negative Untergruppe, und die verklebte Linse L32 und die positive Linse L33 in der dritten Linsengruppe G3 bilden eine positive Untergruppe. Dann werden die positive Untergruppen L32 und L33 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x verschoben, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x zu verschieben.
  • In dem Zoomobjektiv 1 ist ein Farbtrennprisma PP auf der Bildseite der vierten Linsengruppe G4 fest in der Richtung der optischen Achse angeordnet. Zwischenzeitlich ist eine Aperturblende S auf der Bildseite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, und ist in der Richtung der optischen Achse zusammen mit der dritten Linsengruppe G3 fixiert, wenn der Linsenpositionszustand variiert.
  • Zahlenwerte der verschiednen Dimensionen eines Zahlenwertbeispiels 1, bei welchem bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjekt der ersten Ausführungsform angewandt sind, sind unten in Tabelle 1 angezeigt. In Dimensionstabellen des Zahlenwertbeispiels 1 und den anderen Zahlenwertbeispielen, welche im Folgenden beschrieben werden, kennzeichnet "Flächenzahl" die ite Fläche, gezählt von der Objektseite; "Krümmungsradius" kennzeichnet den Krümmungsradius der iten optischen Fläche; "Flächenabstand" kennzeichnet einen Flächenabstand auf der Achse zwischen der iten optischen Fläche und i + 1-ten optischen Fläche, gezählt von der Objektseite; "Brechungsindex" kennzeichnet den Brechungsindex des Glasmaterials, welches die ite optische Fläche auf der Objektseite hinsichtlich der d-Linie (λ = 587,6 nm) aufweist, und "Abbe'sche Zahl" kennzeichnet die Abbe'sche Zahl des Glasmaterials, welches die ite optische Fläche auf der Objektseite hinsichtlich der d-Linie aufweist. Weiterhin stellt "Di" dar, dass der Flächenabstand ein variabler Abstand ist; der Krümmungsradius von 0 stellt dar, dass die Fläche eine ebene Fläche ist; und Bf stellt dar, dass der Flächenabstand ein Brennpunktabstand von der Linsenrückseite ist. [Tabelle 1]
    Fläche Nr. Krümmungsradius Flächenabstand Brechungsindex Abbe'ische Nr.
    1: 39,2166 0,490 1,80518 25,4
    2: 16,7662 1,224 1,49700 81,6
    3: –65,2680 0,049
    4: 14,0159 0,805 1,60300 65,5
    5: 53,5272 0,049
    6: 8,9488 0,869 1,45600 90,3
    7: 21,2457 (D7)
    8: 14,2665 0,171 1,77250 49,8
    9: 1,9759 1,060
    10: –9,6223 0,147 1,88300 40,8
    11: 16,5840 0,049
    12: 3,2143 1,204 1,75520 27,6
    13: –3,4351 0,147 1,89300 40,8
    14: 7,0292 (D14)
    15: 0,0000 1,258 (Aperturblende)
    16: –6,4419 0,147 1,77520 27,5
    17: 6,1177 0,490 1,92286 18,9
    18: –28,9059 0,147
    19: 22,9615 1,224 1,58913 61,3
    20: –2,3573 0,208 1,88300 40,8
    21: –9,1346 0,073
    22: –682,9045 1,322 1,49700 81,6
    23: –3,3001 (D23)
    24: 5,6392 1,224 1,69350 53,3
    25: 59,9742 0,132
    26: 8,3984 0,147 1,80518 25,4
    27: 3,6547 1,664 1,48749 70,4
    28: 48,9503 (D28)
    29: 0,0000 3,808 1,51680 64,2
    30: 0,0000 (Bf)
  • Bei dem Zoomobjektiv 1, wo der Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einem Teleobjektivendzustand variiert, variieren der Abstand D7 zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, der Abstand D14 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der Aperturblende S, der Abstand D23 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 und der Abstand D28 zwischen der vierten Linsengruppe G4 und dem Farbtrennprisma PP. Daher sind die Werte der Flächenabstände in dem Zahlenwertbeispiel 1 in dem Weitwinkelendzustand, in einem intermediären Brennweitenzustand zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende und in dem Teleobjektivendzustand in Tabelle 2 unten zusammen mit denjenigen der Brennweite f, der F-Zahl Fno. und dem Blickwinkel 2ω angegeben. [Tabelle 2]
    f 1,000 ~ 9,430 ~ 21,047
    FNO 1,65 ~ 2,19 ~ 2,88
    2ω 60,34 ~ 6,70 ~ 3,00
    D7 0,184 8,319 9,636
    D14 10,033 1,898 0,581
    D23 1,850 0,765 1,958
    D28 0,437 1,532 0,329
    Bf 0,566 0,566 0,566
  • Die 19. Fläche und die 24. Fläche in dem Zoomobjektiv 1 sind jeweils aus einer asphärischen Fläche gebildet. Daher sind die asphärischen Koeffizienten A, B, C und D der asphärischen Flächen der vierten, sechsten, achten und zehnten Ordnung in dem Zahlenwertbeispiel 1 in Tabelle 3 unten zusammen mit der Konstante κ des Konus angegeben. Es sei angemerkt, dass in Tabelle 3 und den folgenden Tabellen, in welchen ein asphärischer Koeffizient angegeben ist, "E-i" ein Exponentialausdruck ist, wobei die Basis 10 ist, d. h. "10–1", und z. B. stellt "0,12345E-05" "0,12345 × 10–5" dar. [Tabelle 3]
    19. κ = –2,000000 A = –0,347142E-02 B = C = 0,545089E-04
    Fläche –0,447320E-03
    D = –0,255876E-04
    24. κ = –0,540914 A = –0,360175E-03 B = 0,558377E-05 C = 0,185402E-06
    Fläche
    D = 0,316210E-06
  • Entsprechende Werte zu den konditionalen Ausdrücken (1), (2), (3), (4) und (5) des Zahlenwertbeispiels 1, welches hier oben beschrieben wird, sind Tabelle 4 unten angegeben: [Tabelle 4]
    f3n = –17,671
    f3 = 8,877
    f2 = –2‚195
    (1) |f3n|/f3 = 1,991
    (2) (Rn + Rp)/(Rn – Rp) = 0,115
    (3) (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) = 1,010
    (4) |f2|/(fw·ft)1/2 = 0,479
    (5) Dt/Z2 = 1,057
  • 3 bis 5 stellen verschiedene Aberrationen in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 1 dar. Insbesondere stellt 3 verschiedene Aberrationen in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) dar; 4 stellt verschiedene Aberrationen in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 9,430) dar; und 5 stellt verschiedene Aberrationen in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,047) dar.
  • In den Aberrationsdiagrammen von 3 bis 5 kennzeichnet eine durchgezogene Line in einem sphärischen Aberrationsdiagramm eine sphärische Aberration und eine durchgezogene Linie in einem Astigmatismusdiagramm, kennzeichnet eine sagittale Bildebene und eine unterbrochene Linie kennzeichnet eine meridionale Bildebene. In einem Komadiagramm kennzeichnet y eine Bildhöhe. Weiterhin stellt in den Aberrationsdiagrammen Fno. eine Blendenzahl dar, und A stellt einen Halbblickwinkel dar.
  • 6 bis 8 stellen eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand entsprechend zu 0,5 Grad in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 1 dar. Insbesondere stellt 6 eine laterale Aberration in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) des Zoomobjektivs dar; 7 stellt eine laterale Aberration in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 9,430) dar; und 8 stellt eine laterale Aberration in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,047) dar.
  • Aus den Aberrationsdiagrammen kann offensichtlich gesehen werden, dass das Zahlenwertbeispiel 1 vorteilhaft korrigierte Aberrationen kennzeichnet, und eine überlegene Bildbildungseigenschaft aufweist.
  • 9 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Zoomobjektivs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 9 enthält die erste Linsengruppe G1 eine verklebte Linse L11 einer negativen Linse einer Meniskusform, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine positive Linse L12, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L13, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist. Die zweite Linsengruppe G2 enthält eine negative Linse L21 einer Meniskusform, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine negative Linse L22, welche eine bikonkave Form aufweist, und eine verklebte Linse L23 einer bikonvexen Linse und eine bikonkave Linse. Die dritte Linsengruppe G3 enthält eine verklebte negative Linse L31 einer bikonkaven Linse und eine positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine verklebte Linse L32 einer bikonvexen Linse, welche eine asphärische Fläche auf der Objektseite aufweist, und eine negative Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L33, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist. Die vierte Linsengruppe G4 enthält eine positive Linse L41, welche eine konvexe Fläche auf einer asphärischen Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine verklebte Linse L42 einer negativen Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, und einer positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist.
  • In dem Zoomobjektiv 2 der zweiten Ausführungsform bildet die verklebte negative Linse L31, welche in der dritten Linsengruppe G3 angeordnet ist, eine negative Untergruppe, und die verklebte Linse L32 und die positive Linse L33 in der dritten Linsengruppe G3 bilden eine positive Untergruppe. Dann werden die positive Untergruppe L32 und L33 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x verschoben, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x zu verschieben.
  • In dem Zoomobjektiv 2 ist ein Farbtrennprisma PP auf der Bildseite der vierten Linsengruppe G4 fest in der Richtung der optischen Achse angeordnet.
  • Zwischenzeitlich ist eine Aperturblende S auf der Objektseite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, und ist in der Richtung der optischen Achse zusammen mit der dritten Linsengruppe G3 fixiert, wenn der Linsenpositionszustand variiert.
  • Zahlenwerte der verschiedenen Dimensionen eines Zahlenwertbeispiels 2, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv 2 der zweiten Ausführungsform angewandt sind, sind unten in Tabelle 5 angegeben: [Tabelle 5]
    Fläche Nr. Krümmungsradius Flächenabstand Brechungsindex Abbe'ische Nr.
    1: 26,2087 0,490 1,84666 23,8
    2: 14,7706 1,469 1,49700 81,6
    3: –114,5260 0,049
    4: 12,5245 0,876 1,49700 81,6
    5: 54,2087 0,049
    6: 8,8958 0,837 1,49700 81,6
    7: 20,8989 (D7)
    8: 18,3065 0,171 1,75500 52,3
    9: 1,9052 0,938
    10: –11,0709 0,147 1,88300 40,8
    11: 8,8367 0,049
    12: 3,2037 1,178 1,75520 27,5
    13: –3,1296 0,147 1,88300 40,8
    14: 10,0915 (D14)
    15: 0,0000 1,263 (Aperturblende)
    16: –4,2208 0,147 1,75520 27,5
    17: 7,7645 0,495 1,92286 18,9
    18: –9,9555 0,147
    19: 12,1878 1,202 1,58913 61,3
    20: –2,6827 0,208 1,80100 35,0
    21: –11,7616 0,073
    22: 143,7374 1,155 1,49700 81,6
    23: –4,0930 (D23)
    24: 6,3850 1,224 1,69350 53,3
    25: 82,9604 0,122
    26: 6,0637 0,147 1,84666 23,8
    27: 3,3544 1,102 1,48749 70,4
    28: 48,9615 (D28)
    29: 0,0000 3,807 1,51680 64,2
    30: 0,0000 (Bf)
  • Bei dem Zoomobjektiv 2 variieren, wenn der Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einem Teleobjektivendzustand variiert, der Abstand D7 zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, der Abstand D14 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der Aperturblende S, der Abstand D23 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 und der Abstand D28 zwischen der vierten Linsengruppe G4 und dem Farbtrennprisma PP.
  • Daher sind Werte der Flächenabstände in dem Zahlenwertbeispiel 2 in dem Weitwinkelendzustand, in einem intermediären Brennweitenzustand zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende und in dem Teleobjektivendzustand in Tabelle 6 unten zusammen mit denjenigen der Brennweite f, der Blendenzahl Fno. und dem Blickwinkel 2ω angegeben. [Tabelle 6]
    f 1,000 ~ 8,860 ~ 21,057
    FNO 1,65 ~ 2,18 ~ 2,88
    2ω 60,31 ~ 7,14 ~ 2,99
    D7 0,184 7,703 9,029
    D14 9,457 1,938 0,612
    D23 1,686 0,700 2,017
    D28 0,586 1,572 0,255
    Bf 0,567 0,567 0,567
  • Die 19. Fläche und die 24. Fläche in dem Zoomobjektiv 2 sind jeweils aus einer asphärischen Fläche gebildet. Daher sind asphärische Koeffizienten A, B, C und D der asphärischen Flächen der vierten, sechsten, achten und zehnten Ordnung in dem Zahlenwertbeispiel 2 in Tabelle 7 unten zusammen mit der Konstante k und dem Konus angegeben. [Tabelle 7]
    19. κ = –0,160601 A = –0,218930E-02 B = –0,985084E-04 C = 0,145786E-04
    Fläche
    D = –0,215771E-05
    24. κ = –0,658853 A = –0,457647E-03 B = –0,105701E-04 C =
    Fläche 0,6247990E-05
    D = –0,587955E-06
  • Entsprechende Werte zu den konditionalen Ausdrücken (1), (2), (3), (4) und (5) des Zahlenwertbeispiels 2, welches hier oben beschrieben wird, sind in Tabelle 8 unten angegeben: [Tabelle 8]
    f3n = –16,899
    f3 = 8,484
    f2 = –2,122
    (1) |f3n|/f3 = 1,992
    (2) (Rn + Rp)/(Rn – Rp) = –0,101
    (3) (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) = 0,945
    (4) |f2|/(fw·ft)1/2 = 0,462
    (5) Dt/Z2 = 1,052
  • 10 bis 12 stellen verschiedene Aberrationen in einem fokussierten Zustand auf unendlich in dem Zahlenwertbeispiel 2 dar. Insbesondere stellt 10 verschiedene Aberrationen in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) dar; 4 stellt verschiedene Aberrationen in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 8,860) dar; und 12 stellt verschiedene Aberrationen in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,057) dar.
  • In den Aberrationsdiagrammen von 10 bis 12 kennzeichnet eine durchgezogene Line in einem sphärischen Aberrationsdiagramm eine sphärische Aberration und eine durchgezogene Linie in einem Astigmatismusdiagramm kennzeichnet eine sagittale Bildebene und eine durchgezogene Linie kennzeichnet eine meridionale Bildebene. In einem Komadiagramm kennzeichnet y eine Bildhöhe. Weiterhin stellen in den Aberrationsdiagrammen Fno. eine Blendenzahl dar, und A stellt einen Halbblickwinkel dar.
  • 13 bis 15 stellen eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand entsprechend zu 0,5 Grad in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 2 dar. Insbesondere stellt 13 eine laterale Aberration in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) des Zoomobjektivs dar; 14 stellt eine laterale Aberration in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 8,860) dar; und 15 stellt eine laterale Aberration in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,057) dar.
  • Aus kann aus den Aberrationsdiagrammen offensichtlich gesehen werden, dass das Zahlenwertbeispiel 2 vorteilhaft korrigierte Aberrationen kennzeichnet, und eine ausgezeichnete Bildbildungseigenschaft aufweist.
  • 16 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Zoomobjektivs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 16 enthält die erste Linsengruppe G1 eine verklebte Linse L11 einer negativen Linse einer Meniskusform, welche eine konvexe Fläche aufweist, die zu der Objektseite gerichtet ist, und einer positiven Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine positive Linse L12, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L13, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist. Die zweite Linsengruppe G2 enthält eine negative Linse L21 einer Meniskusform, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine negative Linse L22, welche eine bikonkave Form aufweist, und eine verklebte Linse L23 einer bikonvexen Linse und eine bikonkave Linse. Die dritte Linsengruppe G3 enthält eine verklebte negative Linse L31 einer bikonkaven Linse und einer positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine verklebte Linse L32 einer bikonvexen Linse, welche eine asphärische Fläche auf der Objektseite aufweist, und eine negative Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L33, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist. Die vierte Linsengruppe G4 enthält eine positive Linse L41, welche eine konvexe Fläche von einer asphärischen Form aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine verklebte Linse L42 einer negativen Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, und einer positive Linse, welche eine konvexe Linse aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist.
  • Bei dem Zoomobjektiv 2 der dritten Ausführungsform bildet die verklebte negative Linse L31, welche in der dritten Linsengruppe G3 angeordnet ist, eine negative Untergruppe, und die verklebte Linse L32 und die positive Linse L33 in der dritten Linsengruppe G3 bilden eine positive Untergruppe. Dann werden die positive Untergruppen L32 und L33 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x verschoben, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x zu verschieben.
  • Bei dem Zoomobjektiv 3 ist ein Farbtrennprisma PP auf der Bildseite der vierten Linsengruppe G4 fest in der Richtung der optischen Achse angeordnet. Zwischenzeitlich ist eine Aperturblende S auf der Objektseite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, und ist in der Richtung der optischen Achse zusammen mit der dritten Linsengruppe G3 fixiert, wenn der Linsenpositionszustand variiert.
  • Zahlenwerte der verschiedenen Dimensionen eines Zahlenwertbeispiels 3, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv 3 der dritten Ausführungsform angewandt sind, sind unten in Tabelle 9 angezeigt: [Tabelle 9]
    Fläche Nr. Krümmungsradius Flächenabstand Brechungsindex Abbe'ische Nr.
    1: 24,3809 0,502 1,84666 23,8
    2: 13,9540 1,532 1,45600 90,3
    3: –214,7871 0,050
    4: 13,1105 0,831 1,60300 65,5
    5: 46,9098 0,050
    6: 9,4060 0,871 1,49700 81,5
    7: 23,8113 (D7)
    8: 15,8186 0,176 1,83481 43,0
    9: 1,9593 1,095
    10: –8,0108 0,151 1,88300 40,8
    11: 25,7611 0,050
    12: 3,4385 0,814 1,80809 22,8
    13: –8,9759 0,151 1,88300 40,8
    14: 6,3992 (D14)
    15: 0,0000 0,628 (Aperturblende)
    16: –5,9219 0,151 1,74950 35,3
    17: 4,7066 0,548 1,84666 23,8
    18: –18,4034 0,151
    19: 15,6193 1,228 1,58913 61,3
    20: –2,1337 0,213 1,88300 40,8
    21: –7,7932 0,085
    22: –21,9672 1,221 1,49700 81,6
    23: –3,0471 (D23)
    24: 5,2667 1,253 1,58913 61,3
    25: 179,9768 0,126
    26: 5,4066 0,151 1,84566 23,8
    27: 3,0843 1,030 1,48749 70,4
    28: 12,1193 (D28)
    29: 0,0000 3,905 1,51680 64,2
    30: 0,0000 (Bf)
  • Bei dem Zoomobjektiv 3 variieren, wenn der Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einem Teleobjektivendzustand variiert, der Abstand D7 zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, der Abstand D14 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der Aperturblende S, der Abstand D23 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 und der Abstand D28 zwischen der vierten Linsengruppe G4 und dem Farbtrennprisma PP.
  • Daher sind Werte der Flächenabstände in dem Zahlenwertbeispiel 3 in dem Weitwinkelendzustand, in einem intermediären Brennweitenzustand zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende und in dem Teleobjektivendzustand in Tabelle 10 unten zusammen mit denjenigen der Brennweite f, der Blendenzahl Fno. und dem Blickwinkel 2ω angegeben. [Tabelle 10]
    f 1,000 ~ 9,196 ~ 21,061
    FNO 1,65 ~ 2,18 ~ 2,88
    2ω 60,31 ~ 7,14~ 2,99
    D7 0,188 7,970 9,308
    D14 9,932 2,150 0,812
    D23 1,779 0,733 2,054
    D28 0,535 1,581 0,260
    Bf 0,583 0,583 0,583
  • Die 19. Fläche und die 24. Fläche in dem Zoomobjektiv 3 sind jeweils aus einer asphärischen Fläche gebildet. Daher sind die asphärische Koeffizienten A, B, C und D der asphärischen Flächen der vierten, sechsten, achten und zehnten Ordnung in dem Zahlenwertbeispiel 3 in Tabelle 11 unten zusammen mit der Konstanten κ des Konus angegeben. [Tabelle 11]
    19. κ = –0,535226 A = –0,367376E-02 B = –0,340086E-03 C = 0,100074E-04
    Fläche
    D = –0,234761E-04
    24. κ = –0,317306 A = –0,539214E-03 B = –0,300931E-04 C = 0532791E-05
    Fläche
    D = 0,118176E-06
  • Entsprechende Werte zu den konditionalen Ausdrücken (1), (2), (3), (4) und (5) des Zahlenwertbeispiels 3, welche hier oben beschrieben wurden, sind in Tabelle 12 unten angegeben: [Tabelle 12]
    f3n = –16,607
    f3 = 8,486
    f2 = –2,163
    (1) |f3n|/f3 = 1,957
    (2) (Rn + Rp)/(Rn – Rp) = 0,108
    (3) (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) = 1,322
    (4) |f2|/(fw·ft)1/2 = 0,471
    (5) Dt/Z2 = 0,969
  • 17 bis 19 stellen verschiedene Aberrationen in einem fokussierten Zustand auf unendlich in dem Zahlenwertbeispiel 3 dar. Insbesondere stellt 17 verschiedene Aberrationen in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) dar; 18 stellt verschiedene Aberrationen in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 9,196) dar; und 19 stellt verschiedene Aberrationen in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,061) dar.
  • In den Aberrationsdiagrammen von 17 bis 19 kennzeichnet eine durchgezogene Line in einem sphärischen Aberrationsdiagramm eine sphärische Aberration und eine durchgezogene Linie in einem Astigmatismusdiagramm kennzeichnet eine sagittale Bildebene und eine unterbrochene Linie kennzeichnet eine meridionale Bildebene. In einem Komadiagramm kennzeichnet y eine Bildhöhe. Weiterhin stellt in den Aberrationsdiagrammen Fno. eine Blendenzahl dar, und A stellt einen Halbblickwinkel dar.
  • 20 bis 22 stellen eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand entsprechend zu 0,5° in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 3 dar. Insbesondere stellt 20 eine laterale Aberration in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) des Zoomobjektivs dar; 21 stellt eine laterale Aberration in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 9,196) dar; und 22 stellt eine laterale Aberration in einem Teleobjektivendzustand (f = 21,061) dar.
  • Es kann aus den Aberrationsdiagrammen offensichtlich gesehen werden, dass das Zahlenwertbeispiel 3 vorteilhaft korrigierte Aberrationen kennzeichnet, und eine überlegene Bildbildungseigenschaft aufweist.
  • 23 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Zoomobjektivs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 23 enthält die erste Linsengruppe G1 eine verklebte Linse L11 einer negativen Linse einer Meniskusform, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positiven Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine positive Linse L12, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L13, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist. Die zweite Linsengruppe G2 enthält eine negative Linse L21 einer Meniskusform, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, eine negative Linse L22, welche eine bikonkave Form aufweist, und eine verklebte Linse L23 einer bikonvexen Linse und eine bikonkave Linse. Die dritte Linsengruppe G3 enthält eine verklebte negative Linse L31 einer bikonkaven Linse und einer positive Linse, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, eine verklebte Linse L32 einer bikonvexen Linse, welche eine asphärische Fläche auf der Objektseite aufweist, und eine negative Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und eine positive Linse L33, welche eine konvexe Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist. Die vierte Linsengruppe G4 enthält eine positive Linse L41, welche eine konvexe Fläche von aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist, und welche asphärische Flächen auf gegenüberliegenden Seiten davon aufweist, und eine verklebte Linse L42 einer negativen Linse, welche eine konkave Fläche aufweist, welche zu der Bildseite gerichtet ist, und eine positive Linse, welche eine konvexe Linse aufweist, welche zu der Objektseite gerichtet ist.
  • Bei dem Zoomobjektiv 4 der vierten Ausführungsform bildet die verklebte negative Linse L31, welche in der dritten Linsengruppe G3 angeordnet ist, eine negative Untergruppe, und die verklebte Linse L32 und die positive Linse L33 in der dritten Linsengruppe G3 bilden eine positive Untergruppe. Dann werden die positive Untergruppe L32 und L33 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x verschoben, um ein Bild in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse x zu verschieben.
  • In dem Zoomobjektiv 4 ist ein Farbtrennprisma PP auf der Bildseite der vierten Linsengruppe G4 fest in der Richtung der optischen Achse angeordnet.
  • Zwischenzeitlich ist eine Aperturblende S auf der Objektseite der dritten Linsengruppe G3 angeordnet, und ist in der Richtung der optischen Achse zusammen mit der dritten Linsengruppe G3 fixiert, wenn der Linsenpositionszustand variiert.
  • Numerische Werte der verschiedenen Dimensionen des Zahlenwertbeispiels 4, wobei bestimmte Zahlenwerte auf das Zoomobjektiv 4 der vierten Ausführungsform angewandt sind, sind unten in Tabelle 13 angegeben: [Tabelle 13]
    Fläche Nr. Krümmungsradius Flächenabstand Brechungsindex Abbe'ische Nr.
    1: 30,8115 0,509 1,90366 31,3
    2: 11,8727 1,514 1,49700 81,6
    3: 2800,0867 0,051
    4: 12,6295 1,117 1,60300 65,5
    5: 89,6376 0,051
    6: 10,9257 0,857 1,60300 65,5
    7: 29,1283 (D7)
    8: 14,5955 0,178 1,72916 54,7
    9: 1,9942 1,124
    10: –7,4690 0,153 1,80400 46,6
    11: 16,3870 0,051
    12: 3,5615 1,109 1,75520 27,5
    13: –4,1784 0,148 1,88300 40,8
    14: 8,7522 (D14)
    15: 0,0000 1,524 (Aperturblende)
    16: –4,4361 0,140 1,74000 28,3
    17: 6,6718 0,529 1,92286 18,9
    18: –12,6653 0,153
    19: 10,2985 0,850 1,74320 49,3
    20: –3,6128 0,153 1,76182 26,5
    21: –18,4347 0,076
    22: 27,8219 0,371 1,48749 70,4
    23: –13,3833 (D23)
    24: 9,5442 0,560 1,58913 61,3
    25: 29,6638 0,061
    26: 6,3346 0,140 1,84666 23,8
    27: 3,5284 1,099 1,48749 70,4
    28: –6,0362 (D28)
    29: 0,0000 5,210 1,51680 64,2
    30: 0,0000 (Bf)
  • Bei dem Zoomobjektiv 4 variieren, wenn der Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand zu einem Teleobjektivendzustand variiert, der Abstand D7 zwischen der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, der Abstand D14 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der Aperturblende S, der Abstand D23 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 und der Abstand D28 zwischen der vierten Linsengruppe G4 und dem Farbtrennprisma PP.
  • Daher sind Werte der Flächenabstände in dem Zahlenwertbeispiel 4 in dem Weitwinkelendzustand, in einem intermediären Brennweitenzustand zwischen dem Weitwinkelende und dem Teleobjektivende und in dem Teleobjektivendzustand in Tabelle 14 unten zusammen mit denjenigen der Brennweite f, der Blendenzahl Fno. und dem Blickwinkel 2ω angegeben. [Tabelle 14]
    f 1,000 8,896 19,496
    FNO 1,65 2,22 2,88
    2ω 62,25 7,39 3,35
    D7 0,191 8,360 9,721
    D14 10,367 2,198 0,837
    D23 1,613 0,671 1,686
    D28 0,538 1,480 0,465
    Bf 0,272 0,272 0,272
  • Die 19. Fläche, die 24. Fläche und die 25. Fläche in dem Zoomobjektiv 4 sind jeweils aus einer asphärischen Fläche gebildet. Daher sind die asphärische Koeffizienten A, B, C und D der vierten, sechsten, achten und zehnten Ordnung der asphärischen Flächen in dem Zahlenwertbeispiel 4 in Tabelle 15 unten zusammen mit der Konstanten κ des Konus angegeben. [Tabelle 15]
    19. κ = –1,398608 A = –0,125336E-02 B = 0,689607E-05 C = –0,195733E-05
    Fläche
    D = 0,353872E-06
    24. κ = –0,394895 A = –0,2027743E-02 B = –0,853814E-03 C = 0,990868E-05
    Fläche
    D = –0,398892E-05
    25. κ = –0,000000 A = 0,607308E-03 B = –0,920198E-03 C = 0,000000E+00
    Fläche
    D = 0,000000E+00
  • Entsprechende Werte zu den konditionalen Ausdrücken (1), (2), (3), (4) und (5) des Zahlenwertbeispiels 4, welches oben beschrieben wurde, sind in Tabelle 16 unten angegeben: [Tabelle 16]
    f3n = –16,024
    f3 = 9,237
    f2 = –2,304
    (1) |f3n|/f3 = 1,735
    (2) (Rn + Rp)/(Rn – Rp) = 0,103
    (3) (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) = 0,350
    (4) |f2|/(fw·ft)1/2 = 0,471
    (5) Dt/Z2 = 0,522
  • 24 bis 26 stellen verschiedene Aberrationen in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 4 dar. Insbesondere stellt 24 verschiedene Aberrationen in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) dar; 25 stellt verschiedene Aberrationen in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 8,896) dar; und 26 stellt verschiedene Aberrationen in einem Teleobjektivendzustand (f = 19,496) dar.
  • In den Aberrationsdiagrammen von 24 bis 26 kennzeichnet eine durchgezogene Line in einem sphärischen Aberrationsdiagramm eine sphärische Aberration und eine durchgezogene Linie in einem Astigmatismusdiagramm kennzeichnet eine sagittale Bildebene und eine unterbrochene Linie kennzeichnet eine meridionale Bildebene. In einem Komadiagramm kennzeichnet y eine Bildhöhe. Weiterhin stellen in den Aberrationsdiagrammen Fno. eine Blendenzahl dar, und A stellt einen Halbblickwinkel dar.
  • 27 bis 29 stellen eine laterale Aberration in einem Linsenverschiebungszustand entsprechend zu 0,5 Grad in einem auf unendlich fokussierten Zustand in dem Zahlenwertbeispiel 4 dar. Insbesondere stellt 27 eine laterale Aberration in einem Weitwinkelendzustand (f = 1,000) des Zoomobjektivs dar; 28 stellt eine laterale Aberration in einem intermediären Brennweitenzustand (f = 8,896) dar; und 22 stellt eine laterale Aberration in einem Teleobjektivendzustand (f = 19,496) dar.
  • Es kann aus den Aberrationsdiagrammen offensichtlich gesehen werden, dass das Zahlenwertbeispiel 4 vorteilhaft korrigierte Aberrationen darstellt, und eine überlegene Bildbildungseigenschaft aufweist.
  • 30 zeigt eine Bildaufnahmevorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt ist.
  • Bezugnehmend auf 30 ist die Bildaufnahmevorrichtung, welche gezeigt ist, durch 10 gekennzeichnet, und enthält ein Zoomobjektiv 20 und eine Bildaufnahmevorrichtung 30 zum Umwandeln eines optischen Signals, welches durch das Zoomobjektiv 20 gebildet wird, in ein elektrisches Signal. Es sei angemerkt, dass die Bildaufnahmevorrichtung 30 aus photoelektrischen Umwandlungselementen, wie beispielsweise CCDs (Ladungsgekoppelte Vorrichtungen) oder einem CMOS-(Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)-Element gebildet sein kann. Zwischenzeitlich kann das Zoomobjektiv 20 aus dem Zoomobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet sein. In 30 ist jede der Linsengruppen des Zoomobjektivs 1 gemäß der ersten Ausführungsform, welche hier oben beschrieben wurde, in einer vereinfachten Form einer einzelnen Linse gezeigt. Natürlich kann nicht nur das Zoomobjektiv 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden, sondern es können auch jegliche der Zoomobjektive 2 bis 4 gemäß der zweiten bis vierten Ausführungsform verwendet werden, und Zoomobjektive gemäß der vorliegenden Erfindung, welche in unterschiedlichen Formen zu den Ausführungsformen konfiguriert sind, welche in der vorliegenden Anmeldung offenbart sind, können für das Zoomobjektiv 20 verwendet werden.
  • Ein elektrisches Signal, welches durch die Bildaufnahmevorrichtung 30 gebildet wird, wird zu einer Bildtrennschaltung 40 zugeführt. Somit wird ein Signal zur Fokussierungssteuerung von der Bildtrennschaltung 40 gesendet, und ein Bildsignal wird von der Bildtrennschaltung 40 zu einer Bildverarbeitungsschaltung gesendet. Das Signal, welches zu der Bildverarbeitungsschaltung gesendet wird, wird zu einem Signal einer Form umgewandelt, welche zur späteren Verarbeitung geeignet ist, so dass es danach verschiedenen Prozessen unterliegt, wie beispielsweise einer Anzeige durch eine Anzeigevorrichtung, einem Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium, einem Transfer durch einen Kommunikationsabschnitt usw.
  • Eine Steuerschaltung 50 empfängt verschiedene Operationssignale von außen, wie beispielsweise ein Operationssignal, welches repräsentativ für eine Operation eines Zoomknopfes ist, und welches verschiedene Prozesse in Reaktion auf die empfangenen Operationssignale durchführt. Zum Beispiel, wenn ein Zoombefehl von dem Zoomknopf zu der Steuerschaltung 50 eingegeben wird, dann steuert die Steuerschaltung 50 Treiberschaltungen 60 und 70, um Antriebsabschnitte 61 und 71 zu betreiben, um die zweiten und vierten Linsengruppen GR2 und GR4 zu jeweiligen vorbestimmten Positionen zu bewegen. Eine Positionsinformation der zweiten und vierten Linsengruppen GR2 und GR4, welche dann von Sensoren 62 und 72 erhalten wird, wird der Steuerschaltung 50 eingegeben, und wird durch die Steuerschaltung 50 einbezogen, wenn die Steuerschaltung 50 dabei ist, Instruktionssignale zu den Treiberschaltungen 60 und 70 auszugeben. Weiterhin überprüft die Steuerschaltung 50 den Fokussierungszustand basierend auf einem Signal, welches von der Bildtrennschaltung 40 empfangen wird, und steuert die Treiberschaltung 70, um zu bewirken, dass der Antriebsabschnitt 71 die Position der vierten Linsengruppe GR4 steuert, so dass ein optimaler fokussierter Zustand erhalten werden kann.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 10 weist eine Handerschütterungs-Korrekturfunktion auf. Zum Beispiel, wenn eine Erschütterung der Bildaufnahmevorrichtung 30 z. B. durch Drücken des Auslöserknopfes verursacht wird, welche durch einen Detektionsabschnitt 80 detektiert wird, welcher z. B. einen Gyrosensor sein kann, dann wird ein Signal von dem Detektionsabschnitt 80 zu der Steuerschaltung 50 eingegeben. Demzufolge berechnet die Steuerschaltung 50 einen Unschärfekorrekturwinkel zum Kompensieren der Unschärfe des Bildes durch die Erschütterung der Bildaufnahmevorrichtung 30. Um die positive Untergruppen L32 und L33 der dritten Linsengruppe GR3 derartig zu positionieren, um so auf dem berechneten Unschärfekorrekturwinkel basierend zu sein, steuert die Steuerschaltung 50 eine Treiberschaltung 90, um einen Steuerabschnitt 91 zu betreiben, um die positive Untergruppe L32 und L33 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse zu bewegen. Die Positionen der positiven Untergruppe L32 und L33 werden durch einen Sensor 92 detektiert, und Positionsinformationen der positiven Untergruppe L32 und L33, welche durch den Sensor 92 erhalten wird, wird der Steuerschaltung 50 eingegeben und durch die Steuerschaltung 50 einbezogen, wenn die Steuerschaltung 50 versucht, ein Instruktionssignal zu der Treiberschaltung 90 zu signalisieren.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 10, welche oben beschrieben ist, kann verschiedene Formen als ein bestimmtes Produkt annehmen. Zum Beispiel kann die Bildaufnahmevorrichtung 10 weit als digitale Standbildkameras, digitale Videokameras und Kameraabschnitte usw. von digitalen Eingabe-/Ausgabevorrichtungen, wie beispielsweise tragbaren Telefonen, angewandt werden, in welchen eine Kamera inkorporiert ist, oder PDAs (Personal Digital Assistants), in welche eine Kamera inkorporiert ist.
  • Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung spezifischer Begriffe beschrieben worden ist, ist solch eine Beschreibung nur zu illustrativen Zwecken gedacht, und es sei verstanden, dass Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang, welcher in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims (8)

  1. Zoomobjektiv, umfassend: vier Linsengruppen, welche eine erste Linsengruppe (G1), welche eine positive Brechungskraft aufweist, eine zweite Linsengruppe (G2), welche eine negative Brechungskraft aufweist, eine dritte Linsengruppe (G3), welche eine positive Brechungskraft aufweist, und eine vierte Linsengruppe (G4), welche eine positive Brechungskraft aufweist, enthalten, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Linsengruppe (G1, G2, G3, G4) in der Reihenfolge von einer Objektseite angeordnet sind, wobei sich die zweite Linsengruppe (G2) bewegt, wenn ein Linsenpositionszustand von einem Weitwinkelendzustand (W) zu einem Teleobjektivendzustand (T) zu einer Bildseite variiert, während sich die vierte Linsengruppe (G4) bewegt, um eine Variation einer Bildebenenposition zu kompensieren, welche durch die Bewegung der zweiten Linsengruppe (G2) verursacht wird, wobei die erste und die dritte Linsengruppe (G1, G3) in der Richtung einer optischen Achse (x) fixiert sind; und eine Aperturblende (S), welche auf der Objektseite der dritten Linsengruppe (G3) angeordnet ist; wobei die dritte Linsengruppe (G3) eine negative Untergruppe (L31), welche eine negative Brechungskraft aufweist, und eine positive Untergruppe (L32, L33) enthält, welche eine positive Brechungskraft aufweist und auf der Bildseite der negativen Untergruppe mit einem Luftabstand, welcher dazwischen belassen ist, angeordnet ist; wobei die positive Untergruppe relativ zu der negativen Untergruppe (L31) in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (x) verschiebbar ist, um ein Bild in einer Richtung zu verschieben, welche im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (x) ist; wobei ein konditionaler Ausdruck (1) 1.4 < |f3n|/f3 < 3 (1)erfüllt ist, wobei f3n die Brennweite der negativen Untergruppe (L31) ist, welche in der dritten Linsengruppe (G3) angeordnet ist, und f3 die Brennweite der dritten Untergruppe ist.
  2. Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1, wobei ein konditionaler Ausdruck (2) –0.3 < (Rn + Rp)/(Rn – Rp) < 0.3 (2)erfüllt ist, wobei Rn der Krümmungsradius derjenigen Linsenfläche der negativen Untergruppe (L31) ist, welche in derjenigen dritten Linsengruppe (G3) angeordnet ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und Rp der Krümmungsradius von derjenigen Linsenfläche der positiven Untergruppe (L32, L33) ist, welche in der dritten Linsengruppe (G3) angeordnet ist, welche am nächsten zu der Objektseite angeordnet ist.
  3. Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1, wobei die negative Untergruppe (L31) zwei Linsen enthält, welche eine positive Linse und eine negative Linse enthalten, während die positive Untergruppe (L32, L33) drei Linsen enthält, welche eine positive Linse, eine negative Linse und eine weitere positive Linse enthalten, und ein konditionaler Ausdruck (3) 0 < (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) < 2 (3)erfüllt ist, wobei Rp1 der Krümmungsradius auf einer objektseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsengruppen der positiven Untergruppe (L32, L33) ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und Rp2 der Krümmungsradius einer bildseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsen der positiven Untergruppe (L32, L33) ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist.
  4. Zoomobjektiv gemäß Anspruch 2, wobei die negative Untergruppe (L31) zwei Linsen enthält, welche eine positive Linse und eine negative Linse enthalten, während die positive Untergruppe (L32, L33) drei Linsengruppen enthält, welche eine positive Linse, eine negative Linse und eine weitere positive Linse enthalten, und ein konditionaler Ausdruck (3) 0 < (Rp1 + Rp2)/(Rp1 – Rp2) < 2 (3)erfüllt ist, wobei Rp1 der Krümmungsradius auf einer objektseitigen Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsengruppen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist, und Rp2 der Krümmungsradius einer bildseitige Linsenfläche von derjenigen der positiven Linsen der positiven Untergruppe ist, welche am nächsten zu der Bildseite positioniert ist.
  5. Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1, wobei ein konditionaler Ausdruck (4) 0.42 < |f2|/(fw·ft)1/2 < 0.5 (4)erfüllt ist, wobei 12 die Brennweite der zweiten Linsengruppe (G2) ist, f3 die Brennweite des gesamten Linsensystems in dem Weitwinkelendzustand (W) ist, und ft die Brennweite des gesamten Linsensystems in dem Teleobjektivendzustand (T) ist.
  6. Zoomobjektiv gemäß Anspruch 1, wobei ein konditionaler Ausdruck (5) 0.8 < Dt/Z2 < 1.2 (5)erfüllt ist, wobei Dt der Abstand zwischen der Aperturblende (S) zu derjenigen Linsenfläche der vierten Linsengruppe (G4) ist, welche am nächsten zu der Bildseite entlang der optischen Achse in dem Teleobjektivendzustand positioniert ist, und Z2 der Bewegungsbetrag der zweiten Linsengruppe (G2) ist, wenn der Linsenpositionszustand von dem Weitwinkelendzustand zu dem Teleobjektivendzustand variiert.
  7. Bildaufnahmevorrichtung (10), umfassend: ein Zoomobjektiv (20) gemäß Anspruch 1; und ein Bildaufnahmeelement (30) zum Konvertieren eines optischen Bildes, welches durch das Zoomobjektiv (20) gebildet wird, in ein elektrisches Signal.
  8. Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 7, welche weiterhin umfasst: einen Handerschütterungsdetektionsabschnitt (80) zum Detektieren einer Erschütterung des Bildaufnahmeelements; einen Handerschütterungssteuerabschnitt zum Berechnen eines Unschärfekorrekturwinkels zum Korrigieren einer Bildunschärfe durch die Erschütterung des Bildaufnahmeelements, welche durch den Handerschütterungsdetektionsabschnitt detektiert wird, und zum Signalisieren eines Ansteuersignals zum Positionieren der positiven Untergruppe der dritten Linsengruppe an einer Position basierend auf dem Unschärfekorrekturwinkel; und einen Handerschütterungsansteuerabschnitt zum Empfangen des Ansteuersignals, welches von dem Handerschütterungssteuerabschnitt signalisiert wird, und zum Verschieben der positiven Untergruppe in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse basierend auf dem empfangenen Ansteuersignal.
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