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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zoomlinsensystem mit einem weiten
Bildwinkel von etwa 80° in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
und einem Zoomverhältnis von etwa 4, das in einer leichtgewichtigen, digitalen
Kompaktkamera zu verwenden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner ein elektronisches Abbildungsgerät, das mit einem
solchen Zoomlinsensystem arbeitet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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In
den vergangenen Jahren ist die Miniaturisierung von digitalen Kompaktkameras
in Folge der weitergehenden Miniaturisierung elektronischer Komponenten
vorangeschritten; ferner besteht die Forderung nach einer weiteren
Miniaturisierung der Aufnahmeoptik. Um den zusätzlichen
Wert einer Kamera zu erhöhen, besteht andererseits eine
starke Forderung, sowohl den Bildwinkel als auch das Zoomverhältnis
zu vergrößern, die mit der Größe
der Optik zunehmen. Es ist demnach ein herausforderndes Problem,
den bestmöglichen Ausgleich zwischen Miniaturisierung und
hoher Funktionalität zu erzielen.
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Als
Zoomlinsensystem für eine digitale Kompaktkamera wird häufig
ein negativ-geführtes Linsensystem mit einem Zoomverhältnis
von etwa 3 verwendet. Da ein negativ-geführtes Linsensystem
eine Vergrößerung des Bildwinkels in der kurzbrennweitigen
Grenzeinstellung und eine Miniaturisierung des Linsensystems ermöglicht,
insbesondere des Durchmessers der am weitesten objektseitig liegenden
Linsengruppe, ist ein solches negativ-geführtes Linsensystem
für eine sogenannte einfahrbare Zoomobjektivkamera geeignet,
in der die Linsengruppen unter Verringerung ihres gegenseitigen
Abstandes untergebracht werden, wenn die Linsengruppen in eine Unterbringungsposition
eingefahren werden.
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Da
ferner die Notwendigkeit besteht, die Austrittspupille hinreichend
weit von der Bildebene anzuordnen, wird häufig ein Zoomlinsensystem
verwendet, das aus drei Linsengruppen gebildet ist, d. h. einer
ersten Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft (im Folgenden
negative erste Linsengruppe), einer zweiten Linsengruppe mit einer
positiven Brechkraft (im Folgenden positive zweite Linsengruppe)
und einer dritten Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft (im
Folgenden positive dritte Linsengruppe) (ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
2005-70696 und
2005-37727 ).
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Im
Falle eines Zoomlinsensystems, das ein Zoomverhältnis von
4 oder größer aufweist, wird häufig ein positiv-geführtes
Linsensystem verwendet.
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Ein
solch positiv-geführtes Zoomlinsensystem ist geeignet,
die Gesamtlänge des Zoomlinsensystems zu verringern; jedoch
ist der Durchmesser der ersten Linsengruppe (der am weitesten objektseitig
liegenden Linsengruppe) sehr groß, was für eine
sogenannte einfahrbare Zoomobjektivkamera, die einen mehrstufig
einfahrbaren Objektivtubus hat, nicht geeignet ist.
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In
den vorstehend genannten ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichungen
2005-70969 und
2005-37727 sind
vergleichsweise kleine Optiken mit einem Zoomverhältnis
von etwa 3 offenbart; die dort offenbarten Optiken weisen jedoch
kein ausreichendes Zoomverhältnis auf und erzielen auch
keine ausreichende Kostenreduzierung.
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Im
Allgemeinen ist ein negativ-geführtes Linsensystem für
eine Kamera mit einem einfahrbaren Zoomlinsensystem erwünscht.
Wird jedoch das Zoomverhältnis etwa bis auf 4 vergrößert,
so nimmt die Gesamtlänge des Zoomlinsensystems zu, und
die Korrektion von Aberrationen wird schwieriger.
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Werden
Versuche unternommen, Aberrationen ohne Vergrößerung
des Zoomlinsensystems angemessen zu korrigieren, so nimmt die Zahl
an Linsenelementen zu. Durch eine große Zahl an asphärischen
Flächen können Aberrationen korrigiert werden;
jedoch geht eine solche optische Anordnung mit einer wesentlichen
Kostenerhöhung einher.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein negativ-geführtes Zoomlinsensystem
bereit, das drei Linsengruppen enthält, ein Zoomverhältnis
von etwa 4 hat und im Stande ist, Aberrationen geeignet zu korrigieren
und einen Zoombereich ausgehend von der Weitwinkel-Grenzeinstellung
(kurzbrennweitige Grenzein stellung) bis zur Tele-Grenzeinstellung
(langbrennweitige Grenzeinstellung) abzudecken.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zoomlinsensystem
vorgesehen, das eine negative erste Linsengruppe, eine positive
zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe in dieser Reihenfolge
vom Objekt her enthält.
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Bei
der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
in die langbrennweitige Grenzeinstellung werden die negative erste
Linsengruppe, die positive zweite Linsengruppe und die positive dritte
Linsengruppe jeweils längs der optischen Achse bewegt.
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Die
negative erste Linsengruppe enthält ein negatives erstes
Sublinsenelement, ein zweites Sublinsenelement, das eine negative,
schwache Brechkraft und mindestens eine asphärische Fläche
aufweist, und ein positives drittes Sublinsenelement in dieser Reihenfolge
vom Objekt her.
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Das
Zoomlinsensystem erfüllt die folgende Bedingung: 0.5 < (ra – rb)/(ra
+ rb) < 1.2 (1)worin
- ra
- den Krümmungsradius
der objektseitigen Fläche des zweiten Sublinsenelementes
der negativen ersten Linsengruppe bezeichnet; und
- rb
- den Krümmungsradius
der bildseitigen Fläche des zweiten Sublinsenelementes
der negativen ersten Linsengruppe bezeichnet.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zoomlinsensystem
vorgesehen, das eine negative erste Linsengruppe, eine positive
zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe in dieser
Reihenfolge vom Objekt her enthält.
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Bei
der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
in die langbrennweitige Grenzeinstellung bewegt sich die negative
erste Linsengruppe zunächst zum Bild hin und dann zum Objekt hin,
während sich die positive zweite Linsengruppe monoton zum
Objekt hin bewegt und sich die positive dritte Linsengruppe monoton
zum Bild hin bewegt; und dabei erfüllt das Zoomlinsensystem
die folgende Bedingung: 0.5 < f2/f3 < 0.9 (2)worin
- f2
- die Brennweite der
positiven zweiten Linsengruppe bezeichnet; und
- f3
- die Brennweite der
positiven dritten Linsengruppe bezeichnet.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zoomlinsensystem
vorgesehen, das eine negative erste Linsengruppe, eine positive
zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe in dieser Reihenfolge
vom Objekt her enthält.
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Bei
der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
in die langbrennweitige Grenzeinstellung werden die negative erste
Linsengruppe, die positive zweite Linsengruppe und die positive dritte
Linsengruppe jeweils längs der optischen Achse bewegt.
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Die
positive zweite Linsengruppe enthält ein positives viertes
Sublinsenelement, das mindestens eine asphärische Fläche
hat, ein positives fünftes Sub linsenelement und ein negatives
sechstes Sublinsenelement in dieser Reihenfolge vom Objekt her.
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Das
Zoomlinsensystem erfüllt die folgende Bedingung: ν2 – 1 > 60 (3)worin
- ν2 – 1
- die Abbe-Zahl des
positiven vierten Sublinsenelementes der positiven zweiten Linsengruppe
bezeichnet.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zoomlinsensystem
vorgesehen, das eine negative erste Linsengruppe, eine positive
zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe in dieser
Reihenfolge vom Objekt her enthält.
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Bei
der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
in die langbrennweitige Grenzeinstellung werden die negative erste
Linsengruppe, die positive zweite Linsengruppe und die positive dritte
Linsengruppe längs der optischen Achse bewegt.
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Die
positive zweite Linsengruppe bewegt sich monoton zum Objekt hin,
und die positive dritte Linsengruppe bewegt sich monoton zum Bild
hin.
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Das
Zoomlinsensystem erfüllt die folgende Bedingung: 3.2 < m2t/m2w < 4.0 (4) 1.05 < m3t/m3w < 1.4 (5)worin
- m2t
- den Abbildungsmaßstab
der positiven zweiten Linsengruppe in der langbrennweitigen Grenzeinstellung
bezeichnet, wenn auf das Objekt im Unendlichen fokussiert ist;
- m2w
- den Abbildungsmaßstab
der positiven zweiten Linsengruppe in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
bezeichnet, wenn auf das Objekt im Unendlichen fokussiert ist;
- m3t
- den Abbildungsmaßstab
der positiven dritten Linsengruppe in der langbrennweitigen Grenzeinstellung
bezeichnet, wenn auf das Objekt im Unendlichen fokussiert ist;
- m3w
- den Abbildungsmaßstab
der positiven dritten Linsengruppe in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
bezeichnet, wenn auf das Objekt im Unendlichen fokussiert ist.
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Nicht
nur in dem ersten vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, sondern
auch in dem zweiten bis vierten Aspekt der Erfindung enthält
die negative erste Linsengruppe ein negatives erstes Sublinsenelement, ein
zweites Sublinsenelement, das eine negative, schwache Brechkraft
und mindestens eine asphärische Fläche aufweist,
und ein positives drittes Sublinsenelement in dieser Reihenfolge
vom Objekt her.
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Die
negative erste Linsengruppe erfüllt die folgende Bedingung: ν1 – 3 < 23 (6)worin
- ν1 – 3
- die Abbe-Zahl des
positiven dritten Sublinsenelementes der negativen ersten Linsengruppe
bezeichnet.
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In
dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfüllt das
zweite Sublinsenelement der negativen ersten Linsengruppe die folgende
Bedingung: 0.5 < (ra – rb)/(ra + rb) < 1.2 (1)worin
- ra
- den Krümmungsradius
der objektseitigen Fläche des zweiten Sublinsenelementes
der negativen ersten Linsengruppe bezeichnet; und
- rb
- den Krümmungsradius
der bildseitigen Fläche des zweiten Sublinsenelementes
der negativen ersten Linsengruppe bezeichnet.
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Ferner
erfüllt das Zoomlinsensystem vorzugsweise die folgende
Bedingung: 0.5 < f2/f3 < 0.9 (2)worin
- f2
- die Brennweite der
positiven zweiten Linsengruppe bezeichnet; und
- f3
- die Brennweite der
positiven dritten Linsengruppe bezeichnet.
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Das
positive vierte Sublinsenelement der positiven zweiten Linsengruppe
ist vorzugsweise auf beiden Linsenflächen asphärisch
ausgebildet.
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Die
positive dritte Linsengruppe besteht praktischerweise aus einem
bikonvexen Linsenelement, das aus Kunstharz gefertigt ist und als
Fokussierlinsengruppe dient.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches
Abbildungsgerät mit einer Abbildungsvorrichtung vorgesehen,
auf der durch das Zoomlinsensystem ein Bild erzeugt wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben, worin:
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1 eine
Linsenanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels des Zoomlinsensystems
nach der Erfindung zeigt;
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2A, 2B, 2C und 2D Aberrationen
zeigen, die in der in 1 dargestellten Linsenanordnung
in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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3A, 3B, 3C und 3D Aberrationen
zeigen, die in der in 1 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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4A, 4B, 4C und 4D Aberrationen
zeigen, die in der in 1 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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5 eine
Linsenanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der Erfindung zeigt;
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6A, 6B, 6C und 6D Aberrationen
zeigen, die in der in 5 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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7A, 7B, 7C und 7D Aberrationen
zeigen, die in der in 5 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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8A, 8B, 8C und 8D Aberrationen
zeigen, die in der in 5 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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9 eine
Linsenanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der Erfindung zeigt;
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10A, 10B, 10C und 10D Aberrationen
zeigen, die in der in 9 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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11A, 11B, 11C und 11D Aberrationen
zeigen, die in der in 9 dargestellten Linsenanordnung
bei der mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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12A, 12B, 12C und 12D Aberrationen
zeigen, die in der in 9 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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13 eine
Linsenanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystem nach der Erfindung zeigt;
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14A, 14B, 14C und 14D Aberrationen
zeigen, die in der in 13 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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15A, 15B, 15C und 15D Aberrationen
zeigen, die in der in 13 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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16A, 16B, 16C und 16D Aberrationen
zeigen, die in der in 13 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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17 eine
Linsenanordnung eines fünften Ausführungsbeispiels
des Zoomlinsensystems nach der Erfindung zeigt;
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18A, 18B, 18C und 18D Aberrationen
zeigen, die in der in 17 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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19A, 19B, 19C und 19D Aberrationen
zeigen, die in der in 17 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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20A, 20B, 20C und 20D Aberrationen
zeigen, die in der in 17 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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21 eine
Linsenanordnung eines sechsten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der Erfindung zeigt;
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22A, 22B, 22C und 22D Aberrationen
zeigen, die in der in 21 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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23A, 23B, 23C und 23D Aberrationen
zeigen, die in der in 21 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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24A, 24B, 24C und 24D Aberrationen
zeigen, die in der in 21 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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25 eine
Linsenanordnung eines siebenten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der Erfindung zeigt;
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26A, 26B, 26C und 26D Aberrationen
zeigen, die in der in 25 dargestellten Linsenanordnung
bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten;
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27A, 27B, 27C und 27D Aberrationen
zeigen, die in der in 25 dargestellten Linsenanordnung
bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines Objektes im Unendlichen
auftreten;
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28A, 28B, 28C und 28D Aberrationen
zeigen, die in der in 25 dargestellten Linsenanordnung
bei der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme eines Objektes
im Unendlichen auftreten; und
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29 schematische
Bewegungsbahnen der Linsengruppen des Zoomlinsensystems nach der
Erfindung zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Das
Zoomlinsensystem nach der vorliegenden Erfindung enthält,
wie in den schematischen Bewegungspfaden der Linsengruppen nach 29 gezeigt,
eine negative erste Linsengruppe 10, eine positive zweite
Linsengruppe 20 und eine positive Linsengruppe 30,
die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind.
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Mit
der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
(W) in die langbrennweitige Grenzeinstellung (T) bewegen sich die
erste ne gative Linsengruppe 10, die positive zweite Linsengruppe 20 und
die positive dritte Linsengruppe 30 jeweils längs
der optischen Achse.
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Dabei
bewegt sich bei der Brennweitenänderung aus der kurzbrennweitigen
Grenzeinstellung in die langbrennweitige Grenzeinstellung die negative
erste Linsengruppe 10 zunächst zum Bild hin und
anschließend zum Objekt hin; die positive zweite Linsengruppe 20 bewegt
sich monoton zum Objekt hin; die positive dritte Linsengruppe 30 bewegt
sich monoton zum Bild hin.
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Eine
Blende S ist zwischen der negativen ersten Linsengruppe 10 und
der positiven zweiten Linsengruppe 20 vorgesehen und bewegt
sich bei der Brennweitenänderung zusammen mit der positiven
zweiten Linsengruppe 20.
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Eine
Fokussierung wird durch die positive dritte Linsengruppe 30 vorgenommen.
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Das
Bezugszeichen „I” bezeichnet eine Bildebene.
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In
Folge der oben beschriebenen Linsengruppenanordnung, bei der die
Brennweitenänderung durch Bewegen jeder der drei Linsengruppen,
d. h. der negativen ersten Linsengruppe 10, der positiven
zweiten Linsengruppe 20 und der positiven dritten Linsengruppe 30,
in der oben beschriebenen Weise erfolgt, kann ein höheres
Zoomverhältnis erzielt werden.
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Wie
in jedem der Ausführungsbeispiele nach den 1, 5, 9, 13, 17, 21 und 25 gezeigt,
enthält die negative erste Linsengruppe 10 ein
negatives erstes Sublinsenelement 11, ein zweites Sublinsenelement 12,
das eine schwache negative Brechkraft und mindestens eine asphärische
Fläche aufweist, sowie ein positives drittes Sublinsenelement 13,
in dieser Reihenfolge vom Objekt her; die positive zweite Linsengruppe 20 enthält
ein positives viertes Sublinsenelement 21, das mindestens
eine asphärische Fläche aufweist, ein positives
fünftes Sublinsenelement 22 und ein negatives
sechstes Sublinsenelement 23 mit einer bildseitigen konkaven
Fläche, in dieser Reihenfolge vom Objekt her; die dritte
Linsengruppe 30 enthält ein einzelnes bikonvexes
Linsenelement 31; vor einer Abbildungsvorrichtung ist ein
Deckglas (Filtergruppe) C vorgesehen.
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Durch
die Linsenanordnung der negativen ersten Linsengruppe 10,
d. h. das erste negative erste Sublinsenelement 11, das
zweite Sublinsenelement 12, das eine schwache, negative
Brechkraft und zumindest eine asphärische Fläche
aufweist, und das positive dritte Sublinsenelement 13,
die in dieser Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind, ist eine
geeignete Korrektion von Aberrationen möglich.
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Die
Bedingung (1) bezieht sich auf die Form des zweiten Sublinsenelementes 12 der
negativen ersten Linsengruppe 10.
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Ist
die Bedingung (1) erfüllt, so kann eine Zunahme des Durchmessers
des am weitesten objektseitig angeordneten Linsenelementes (d. h.
des negativen ersten Sublinsenelementes 11) vermieden werden,
insbesondere dann, wenn die Brennweite des Zoomlinsensystems in
der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung kürzer gehalten
wird; ferner ist so eine geeignete Korrektion von Aberrationen möglich.
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Das
zweite Sublinsenelement 12 ist nicht darauf ausgelegt,
Brechkraft bereit zu stellen; vielmehr ist es hauptsächlich
darauf ausgelegt, über seine asphärische Fläche
außeraxiale Aberrationen in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
zu korrigieren; es hat nur eine schwache, negative Brechkraft. Das
zweite Sublinsenelement 12 ist deshalb vorzugsweise aus
Kunstharz gefertigt, wodurch eine asphärische Fläche
leicht ausgebildet werden kann.
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Unterschreitet
(ra – rb)/(ra + rb) die untere Grenze der Bedingung (1),
so nimmt die Größe der Konvexität der
objektseitigen Fläche des zweiten Sublinsenelementes 12 zu.
Folglich nimmt der Durchmesser des am weitesten objektseitig liegenden
Linsenelementes (das erste Unterlinsenelement 11) zu. Versucht
man, den Durchmesser des am weitesten objektseitig liegenden Linsenelementes
zwanghaft zu verringern, so nimmt die außeraxiale optische
Leistung bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung ab.
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Übersteigt
(ra – rb)//ra + rb) die obere Grenze der Bedingung (1),
so wird die Brechkraft des zweiten Sublinsenelementes 12 bei
Verwendung einer Kunstharzlinse unerwünscht stark, da Fokussierschwankungen in
Folge von Temperaturänderungen auftreten.
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In
einer Optik einer digitalen Kamera, die mit einem Festkörper-Bildsensor,
z. B. einem CCD, etc. arbeitet, ist Telezentrizität erforderlich;
dieses Erfordernis ist jedoch von Nachteil, wenn eine Miniaturisierung
der Optik benötigt wird. Um die Länge der gesamten
Optik unter Aufrechterhaltung der Telezentrizität zu reduzieren,
ist es erforderlich, geeignete Brechkraftverteilungen für
jede Linsengruppe festzulegen und eine geeignete Linsenanordnung
zu bestimmen.
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Höhe eines Bündels
der außeraxialen Lichtstrahlen über der optischen
Achse bei der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung vergrößert,
indem die bildseitige Fläche der positiven zweiten Linsengruppe 20 (die
am weitesten bildseitig liegende Fläche des sechsten Sublinsenelementes 23)
als konkave, zerstreuende Fläche ausgebildet wird; außer dem
werden sowohl Telezentrizität des Zoomlinsensystems als
auch dessen Verkürzung dadurch erreicht, dass ein Lichtstrahlbündel
von der positiven dritten Linsengruppe 30, die eine vergleichsweise
starke Brechkraft aufweist, so gebrochen wird, dass das Lichtstrahlenbündel
parallel zur optischen Achse liegt.
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Die
Bedingung (2) bestimmt die Brechkraft der positiven dritten Linsengruppe 30 bezogen
auf die zweite Linsengruppe 20. Ist die Bedingung (2) erfüllt,
so werden die außeraxialen Lichtstrahlen, die von der am
weitesten bildseitig liegenden Fläche der positiven zweiten
Linsengruppe 20 (d. h. des sechsten Sublinsenelementes 23)
ausgesendet werden, über die positive Brechkraft der positiven
dritten Linsengruppe 30 parallel zur optischen Achse eingestellt.
Die Bedingung (2) dient also dazu, über die positive dritte
Linsengruppe 30 für Telezentrizität zu
sorgen.
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Unterschreitet
f2/f3 die untere Grenze der Bedingung (2), so wird die positive
Brechkraft der positiven dritten Linsengruppe 30 schwach,
so dass es schwierig wird, die Miniaturisierung unter Aufrechterhaltung
der Telezentrizität zu erzielen.
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Übersteigt
f2/f3 die obere Grenze der Bedingung (2), so wird die positive Brechkraft
der positiven dritten Linsengruppe 30 zu stark, und die Änderung
in der optischen Leistung bei Fokussierung auf kurze Entfernungen
nimmt unvorteilhaft zu.
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Ferner
erfüllt das vierte Sublinsenelement 21 der positiven
zweiten Linsengruppe 20 vorzugsweise die Bedingung (3),
um chromatische Aberrationen über den gesamten Zoombereich
des Zoomlinsensystems geeignet zu korrigieren.
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In
dem Zoomlinsensystem erfolgt die Brennweitenänderung, indem
jede Linsengruppe längs der optischen Achse bewegt wird;
deshalb ist es erforderlich, die chromatische Aberration zu korrigieren,
die in jeder Linsengruppe zu einem gewissen Grad auftritt.
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Insbesondere
wenn das Zoomverhältnis zunimmt, nimmt auch die Größe
der Aberrationsschwankungen, die durch die Bewegung der zweiten
Linsengruppe 20 in Richtung der optischen Achse bei der
Brennweitenänderung verursacht werden, zu, so dass es erforderlich
ist, die Stärke dieser Aberrationsschwankungen zu verringern.
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Wird
ein Glaslinsenelement mit einer Abbe-Zahl verwendet, welche die
Bedingung (3) nicht erfüllt, so wird es schwierig, die
chromatische Aberration geeignet zu korrigieren. Es ist günstiger,
wenn die folgende Bedingung erfüllt ist: ν2 – 1 > 70 (3')
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Die
Bedingung (4) bestimmt das Verhältnis des Abbildungsmaßstabes
der positiven zweiten Linsengruppe 20 in der langbrennweitigen
Grenzeinstellung zu deren Abbildungsmaßstab in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung.
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Die
Bedingung (5) bestimmt das Verhältnis des Abbildungsmaßstabes
der dritten Linsengruppe 30 in der langbrennweitigen Grenzeinstellung
zu deren Abbildungsmaßstab in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung.
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Die
Bedingungen (4) und (5) dienen dazu, eine Vergrößerung
des Zoomlinsensystems soweit wie möglich zu vermeiden,
indem die Brechkraft und die Bewegungsstrecke längs der
optischen Achse der positiven zweiten Linsen gruppe 20 und
der positiven dritten Linsengruppe 30 bei Vergrößerung
des Zoomverhältnisses des Zoomlinsensystems geeignet festgelegt
werden.
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Die
positive zweite Linsengruppe 20 erhöht die Vergrößerung
des Zoomlinsensystems, indem sie sich ausgehend von der kurzbrennweitigen
Grenzeinstellung zur langbrennweitigen Grenzeinstellung zum Objekt hin
bewegt.
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Unterschreitet
m2t/m2w die untere Grenze der Bedingung (4), so gibt es nur einen
geringen Anstieg im Abbildungsmaßstab der positiven zweiten
Linsengruppe 20 aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
in die langbrennweitige Grenzeinstellung, so dass es schwierig wird,
ein gewünschtes Zoomverhältnis zu erzielen.
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Übersteigt
m2t/m2w die obere Grenze der Bedingung (4), so wird der Anstieg
im Abbildungsmaßstab der positiven zweiten Linsengruppe 20 zu
groß, so dass die Bewegungsstrecke der positiven zweiten
Linsengruppe 20 beim Zoomen zunimmt. Folglich wird es schwierig,
das Zoomlinsensystem zu miniaturisieren. Nimmt die Brechkraft der
positiven zweiten Linsengruppe 20 zu und wird die Bewegungsstrecke
der positiven zweiten Linsengruppe 20 beim Zoomen kürzer,
so wird eine Miniaturisierung des Zoomlinsensystems möglich; jedoch
wird es schwierig, Aberrationen über den gesamten Zoombereich
aus der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung in die langbrennweitige
Grenzeinstellung zu korrigieren, so dass eine geeignete optische
Leistung nicht erzielt werden kann.
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Die
positive dritte Linsengruppe 30 erhöht die Vergrößerung
des Zoomlinsensystems, indem sie sich aus der kurzbrennweitigen
Grenzeinstellung in die langbrennweitige Grenzeinstellung zum Bild
hin bewegt.
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Unterschreitet
m3t/m3w die untere Grenze der Bedingung (5), so gibt es nur einen
geringen Anstieg im Abbildungsmaßstab der positiven dritten
Linsensystem 30 ausgehend von der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung
zur langbrennweitigen Grenzeinstellung, so dass es schwierig wird,
ein gewünschtes Zoomverhältnis zu erzielen, oder
die Zoomlast, die die positive zweite Linsengruppe 20 zu
tragen hat, zunimmt.
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Übersteigt
m3t/m3w die obere Grenze der Bedingung (5), so nimmt die Bewegungsstrecke
der positiven dritten Linsengruppe 30 längs der
optischen Achse zu. Folglich ist es erforderlich, die positive Brechkraft der
positiven dritten Linsengruppe 30 zu verstärken,
um eine zu kurze hintere Schnittweite in der langbrennweitigen Grenzeinstellung
zu vermeiden. Im Ergebnis wird es so jedoch schwierig, die Änderung
in der Bildfeldwölbung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung
zu reduzieren, wenn ein Objekt in naher Entfernung aufgenommen (fotografiert)
wird.
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Die
Bedingung (6) bestimmt die Abbe-Zahl bei der d-Linie bezüglich
des dritten Sublinsenelementes 13. Ist die Bedingung (6)
erfüllt, so kann eine noch bessere optische Leistung erzielt
werden.
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Übersteigt ν1 – 3
die Bedingung (6), so ist die chromatische Queraberration in der
kurzbrennweitigen Grenzeinstellung unterkorrigiert, wodurch die
Abbildungsqualität des Zoomlinsensystems verschlechtert
wird.
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Beide
Linsenflächen des vierten Sublinsenelementes 21 sind
vorzugsweise asphärisch.
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Selbst
eine einzige asphärische Fläche des vierten Sublinsenelementes 21 kann
sphärische Aberration und Koma über den gesamten
Zoombereich korrigieren.
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Indem
beide Flächen in dem Sublinsenelements 21 asphärisch
ausgebildet sind, wird die Last zur Korrektion von Aberrationen über
diese Flächen verteilt, so dass das Auftreten von Aberrationen
an diesen asphärischen Flächen reduziert wird.
Die Empfindlichkeit, mit der die optische Leistung in Folge einer
Dezentrierung der Linsenelemente während des Zusammenbaus
abnimmt, kann so verringert werden.
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In
dem Zoomlinsensystem nach der vorliegenden Erfindung führt
die positive dritte Linsengruppe 30 die Fokussierung durch.
Die dritte Linsengruppe 30 ist so angeordnet, dass sie
bezüglich eines Objektes in kurzer Entfernung längs
der optischen Achse bewegt werden kann, um einen Fokussierzustand
zu erzielen. Die positive dritte Linsengruppe 30 kann aus
einem positiven bikonvexen Einzellinsenelement aus Kunstharz gefertigt
sein, um eine Kostenreduzierung zu erzielen. Indem ferner mindestens
eine Linsenfläche der positiven dritten Linsengruppe 30 (einzelne
bikonvexe Linse 31) als asphärische Fläche
ausgebildet ist, kann eine Verschlechterung der optischen Leistung
während der Fokussierung auf ein Objekt in kurzer Entfernung
verringert werden.
-
Im
Folgenden werden spezielle numerische Ausführungsbeispiel
diskutiert.
-
In
den Diagrammen der chromatischen Aberration (chromatische Längsaberration),
dargestellt durch die sphärische Aberration, geben die
durchgezogene Linie und die beiden gestrichelten Linien die sphärischen Aberrationen
bei der d-, der g- bzw. der C-Linie an.
-
Ebenso
geben in den Diagrammen der chromatischen Queraberration die beiden
gestrichelten Linien den Abbildungsmaßstab bei der g- bzw.
der C-Linie an; die d-Linie fällt jedoch als Basislinie
mit der Ordinate zusammen.
-
In
den Diagrammen des Astigmatismus bezeichnet S das Sagittalbild und
M das Meridualbild.
-
In
den Tabellen bezeichnet FNO die f-Zahl,
f die Brennweite des gesamten Zoomlinsensystems, W den halben Bildwinkel
(°), fB die hintere Schnittweite (Abstand von der bildseitigen
Fläche des am weitesten bildseitig liegenden Deckglases
zur Bildebene), r den Krümmungsradius, d die Linsenelementdicke
oder den Abstand zwischen den Linsenelementen, Nd den Brechungsindex
bei der d-Linie und νd die Abbe-Zahl.
-
Die
Werte für den Abstand „d”, die mit FNO, f, W, fB und der Brennweitenänderung
variieren, sind nacheinander für die kurzbrennweitige Grenzeinstellung,
eine mittlere Brennweite und die langbrennweitige Grenzeinstellung
angegeben.
-
Zudem
ist eine asphärische Fläche, die symmetrisch zur
optischen Achse ist, wie folgt definiert: x =
cy2/(1 + [1 – {1 + K}c2y2]1/2) + A4y4 + A6y6 + A8y8 + A10y10 worin:
- c
- die Krümmung
des asphärischen Scheitels (1/r) bezeichnet;
- y
- den Abstand von der
optischen Achse bezeichnet;
- K
- den Kegelschnittkoeffizienten
bezeichnet; und
- A4
- einen Asphärenkoeffizienten
vierter Ordnung bezeichnet;
- A6
- einen Asphärenkoeffizienten
sechster Ordnung bezeichnet;
- A8
- einen Asphärenkoeffizienten
achter Ordnung bezeichnet; und
- A10
- einen Asphärenkoeffizienten
zehnter Ordnung bezeichnet.
-
[Ausführungsbeispiel 1]
-
1 zeigt
die Linsenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 2A bis 2D zeigen
Aberrationen, die in der in 1 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 3A bis 3D zeigen
Aberrationen, die in der in 1 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 4A bis 4D zeigen
Aberrationen, die in der in 1 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
1 zeigt die numerischen Daten des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
negative erste Linsengruppe 10 (Fläche Nr. 1 bis
6) enthält ein negatives Meniskuslinsenelement (erstes
Sublinsenelement) 11, deren konvexe Fläche dem
Objekt zugewandt ist, ein Meniskuslinsenelement (zweites Sublinsenelement) 12,
das eine schwach negative Brechkraft aufweist, dessen Flächen
jeweils als asphärische Fläche ausgebildet sind
und das aus Kunstharz besteht, sowie ein positives Meniskuslinsenelement
(drittes Sublinsenelement) 13, dessen konvexe Fläche
dem Objekt zugewandt ist, in dieser Reihenfolge vom Objekt her.
-
Die
positive zweite Linsengruppe 20 (Fläche Nr. 7
bis 11) enthält ein bikonvexes Linsenelement (viertes Sublinsenelement) 21,
das aus Kunstharz besteht und dessen Flächen jeweils als
asphärische Fläche ausgebildet sind, ein bikonvexes
positives Linsenelement (fünftes Sublinsenelement) 22 und
ein bikonkaves negatives Linsenelement (sechstes Sublinsenelement) 23,
in dieser Reihenfolge vom Objekt her. Das bikonvexe positive Linsenelement 22 und
das bikonkave negative Linsenelement 23 sind miteinander
verkittet.
-
Die
positive dritte Linsengruppe 30 (Fläche Nr. 12
und 13) enthält ein bikonvexes positives Linsenelement 31,
das aus Kunstharz besteht und dessen Flächen jeweils als
asphärische Fläche ausgebildet sind.
-
Die
Flächen 14 bis 17 bezeichnen ein Deckglas (Filtergruppe)
C, das vor einer Abbildungsvorrichtung angeordnet ist.
-
Eine
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der positiven zweiten
Linsengruppe 20 (Fläche Nr. 7).
-
[Tabelle 1]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.7 – 6.1
- f = 5.00 – 9.80 – 20.04
- W = 41.4 – 22.6 – 11.5
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
62.312 |
0.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 2 |
7.598 |
3.38 |
|
|
| 3* |
73.041 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
20.704 |
0.10 |
|
|
| 5 |
18.876 |
1.40 |
1.92286 |
18.9 |
| 6 |
50.960 |
17.02 – 7.06 – 1.83 |
|
|
| 7* |
6.688 |
2.10 |
1.49700 |
81.6 |
| 8* |
–15.776 |
0.10 |
|
|
| 9 |
5.620 |
1.80 |
1.75700 |
47.8 |
| 10 |
–14.180 |
0.90 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.484 |
4.17 – 9.83 – 20.87 |
|
|
| 12* |
33.208 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–11.311 |
2.43 – 2.09 – 1.20 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12295 × 10–2 | 0.48935 × 10–4 | –0.60367 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13418 × 10–2 | 0.52036 × 10–4 | –0.76764 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | 0.13222 × 10–4 | 0.13088 × 10–4 | –0.12846 × 10–5 |
| 8 | –1.0 | 0.12167 × 10–3 | 0.14282 × 10–4 | –0.15874 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.84756 × 10–4 | 0.48311 × 10–4 | –0.44751 × 10–6 |
| 13 | –1.0 | 0.24053 × 10–3 | 0.34834 × 10–4 | 0.80658 × 10–6 |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.92200 × 10–9 |
| 13 | –0.32142 × 10–7 |
-
[Ausführungsbeispiel 2]
-
5 zeigt
die Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 6A bis 6D zeigen
Aberrationen, die in der in 5 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 7A bis 7D zeigen
Aberrationen, die in der in 5 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 8A bis 8D zeigen
Aberrationen, die in der in 5 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
2 zeigt die numerischen Daten des zweiten Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 2]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.7 – 6.1
- f = 5.00 – 9.80 – 20.00
- W = 42.0 – 22.9 – 11.5
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
47.746 |
0.70 |
1.83481 |
42.7 |
| 2 |
7.228 |
3.25 |
|
|
| 3* |
122.138 |
0.80 |
1.52538 |
56.3 |
| 4* |
17.567 |
0.10 |
|
|
| 5 |
20.355 |
1.40 |
1.92286 |
18.9 |
| 6 |
153.831 |
16.46 – 6.98 – 1.93 |
|
|
| 7* |
7.612 |
2.10 |
1.48749 |
70.2 |
| 8* |
–14.548 |
0.10 |
|
|
| 9 |
5.034 |
1.80 |
1.75700 |
47.8 |
| 10 |
–9.244 |
0.90 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.347 |
4.43 – 10.28 – 21.75 |
|
|
| 12* |
23.098 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–15.713 |
2.42 – 2.08 – 1.40 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12427 × 10–2 | 0.47297 × 10–4 | –0.59826 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13841 × 10–2 | 0.51363 × 10–4 | –0.80877 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | 0.33563 × 10–4 | 0.10440 × 10–4 | –0.18565 × 10–5 |
| 8 | –1.0 | 0.95556 × 10–4 | 0.89799 × 105 | –0.21914 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.11761 × 10–3 | 0.53847 × 10–4 | –0.19107 × 10–5 |
| 13 | –1.0 | 0.26787 × 10–3 | 0.20924 × 10–4 | |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.12108 × 10–8 |
| 8 | 0.39014 × 10–8 |
-
[Ausführungsbeispiel 3]
-
9 zeigt
die Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 10A bis 10D zeigen
Aberrationen, die in der in 9 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 11A bis 11D zeigen
Aberrationen, die in der in 9 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 12A bis 12D zeigen
Aberrationen, die in der in 9 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
3 zeigt die numerischen Daten des dritten Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 3]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.7 – 6.1
- f = 5.00 – 9.80 – 20.00
- W = 42.0 – 22.9 – 11.5
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
47.394 |
0.70 |
1.80400 |
46.6 |
| 2 |
7.400 |
3.38 |
|
|
| 3* |
223.682 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
16.967 |
0.10 |
|
|
| 5 |
19.406 |
1.40 |
1.92286 |
21.3 |
| 6 |
137.807 |
17.01 – 7.31 – 2.11 |
|
|
| 7* |
6.990 |
2.10 |
1.48749 |
70.2 |
| 8* |
–15.633 |
0.10 |
|
|
| 9 |
5.387 |
1.80 |
1.75700 |
47.8 |
| 10 |
–9.999 |
0.90 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.470 |
4.00 – 10.06 – 21.62 |
|
|
| 12* |
20.574 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–17.565 |
2.74 – 2.28 – 1.40 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12323 × 10–2 | 0.48364 × 10–4 | –0.60286 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13532 × 10–2 | 0.52526 × 10–4 | –0.77701 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | 0.46934 × 10–4 | 0.11922 × 10–4 | –0.15609 × 10–5 |
| 8 | –1.0 | 0.11327 × 10–3 | 0.11977 × 10–4 | –0.19142 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.57587 × 10–4 | 0.53800 × 10–4 | –0.16353 × 10–5 |
| 13 | –1.0 | 0.22116 × 10–3 | 0.29557 × 10–4 | |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.56087 × 10–9 |
| 12 | 0.34332 × 10–7 |
-
[Ausführungsbeispiel 4]
-
13 zeigt
die Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 14A bis 14D zeigen
Aberrationen, die in der in 13 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 15A bis 15D zeigen
Aberrationen, die in der in 13 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 16A bis 16D zeigen
Aberrationen, die in der in 13 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
4 zeigt die numerischen Daten des vierten Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 4]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.5 – 5.9
- f = 5.10 – 9.17 – 19.70
- W = 40.5 – 24.4 – 11.8
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
40.762 |
0.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 2 |
6.964 |
3.00 |
|
|
| 3* |
58.372 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
27.330 |
0.10 |
|
|
| 5 |
15.729 |
1.40 |
1.94595 |
18.0 |
| 6 |
27.891 |
17.77 – 8.37 – 2.36 |
|
|
| 7* |
6.173 |
1.98 |
1.58989 |
66.8 |
| 8* |
–19.384 |
0.10 |
|
|
| 9 |
7.016 |
1.72 |
1.77250 |
49.6 |
| 10 |
–12.396 |
1.00 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.537 |
3.73 – 8.09 – 19.15 |
|
|
| 12* |
32.790 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–13.104 |
2.52 – 2.40 – 1.40 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12253 × 10–2 | 0.49370 × 10–4 | –0.65575 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13716 × 10–2 | 0.51331 × 10–4 | –0.79703 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | -0.13698 × 10–5 | 0.96980 × 10–5 | –0.83521 × 10–6 |
| 8 | –1.0 | 0.14378 × 10–3 | 0.13208 × 10–4 | –0.14593 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.15810 × 10–3 | 0.38927 × 10–4 | -0.11704 × 10–5 |
| 13 | –1.0 | 0.32188 × 10–4 | 0.11336 × 10–4 | 0.67536 × 10–6 |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | –0.23075 × 10–9 |
| 12 | 0.84406 × 10–8 |
| 13 | –0.33338 × 10–7 |
-
[Ausführungsbeispiel 5]
-
17 zeigt
die Linsenanordnung des fünften Ausführungsbeispiels
des Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 18A bis 18D zeigen
Aberrationen, die in der in 17 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 19A bis 19D zeigen
Aberrationen, die in der in 17 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 20A bis 20D zeigen
Aberrationen, die in der in 17 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
5 zeigt die numerischen Daten des fünften Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des fünften Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 5]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.7 – 5.9
- f = 5.01 – 9.80 – 19.30
- W = 41.3 – 22.8 – 12.0
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
49.757 |
0.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 2 |
7.334 |
3.31 |
|
|
| 3* |
342.560 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
24.928 |
0.10 |
|
|
| 5 |
19.159 |
1.40 |
1.92286 |
18.9 |
| 6 |
57.522 |
17.11 – 7.31 – 2.05 |
|
|
| 7* |
6.314 |
2.10 |
1.48749 |
70.2 |
| 8* |
–15.433 |
0.10 |
|
|
| 9 |
5.920 |
1.80 |
1.77250 |
49.6 |
| 10 |
–13.346 |
0.90 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.502 |
4.08 – 9.91 – 20.07 |
|
|
| 12* |
30.458 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–12.239 |
2.49 – 1.98 – 1.40 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12328 × 10–2 | 0.49196 × 10–4 | –0.61129 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13424 × 10–2 | 0.51891 × 10–4 | –0.78426 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | 0.13758 × 10–5 | 0.12745 × 10–4 | –0.97795 × 10–6 |
| 8 | –1.0 | 0.13378 × 10–3 | 0.16080 × 10–4 | –0.13847 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.31294 × 10–4 | 0.43480 × 10–4 | –0.87106 × 10–6 |
| 13 | –1.0 | 0.22250 × 10–3 | 0.32313 × 10–4 | –0.15637 × 10–6 |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.11619 × 10–8 |
| 12 | 0.22679 × 10–7 |
| 13 | 0.11000 × 10–7 |
-
[Ausführungsbeispiel 6]
-
21 zeigt
die Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels des
Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 22A bis 22D zeigen
Aberrationen, die in der in 21 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 23A bis 23D zeigen
Aberrationen, die in der in 21 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 24A bis 24D zeigen
Aberrationen, die in der in 21 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
6 zeigt die numerischen Daten des sechsten Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 6]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.6 – 5.9
- f = 5.10 – 9.11 – 19.70
- W = 40.5 – 24.7 – 11.8
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
37.577 |
0.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 2 |
6.955 |
3.05 |
|
|
| 3* |
92.459 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
25.183 |
0.10 |
|
|
| 5 |
16.569 |
1.40 |
1.92286 |
18.9 |
| 6 |
35.468 |
17.37 – 8.57 – 2.15 |
|
|
| 7* |
6.225 |
2.17 |
1.52500 |
70.6 |
| 8* |
–15.760 |
0.10 |
|
|
| 9 |
6.469 |
1.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 10 |
–14.444 |
1.00 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.558 |
3.79 – 8.64 – 19.52 |
|
|
| 12* |
28.764 |
2.00 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–13.721 |
2.55 – 1.99 – 1.40 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.12271 × 10–2 | 0.49395 × 10–4 | –0.62497 × 10–6 |
| 4 | –1.0 | –0.13508 × 10–2 | 0.51684 × 10–4 | -0.79935 × 10–6 |
| 7 | –1.0 | –0.10773 × 10–4 | 0.85317 × 10–5 | –0.10729 × 10–5 |
| 8 | –1.0 | 0.14803 × 10–3 | 0.12663 × 10–4 | –0.16805 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.19371 × 10–4 | 0.43670 × 10–4 | –0.18640 × 10–5 |
| 13 | –1.0 | 0.12726 × 10–3 | 0.30702 × 10–4 | –0.10506 × 10–5 |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.40661 × 10–9 |
| 12 | 0.37838 × 10–7 |
| 13 | 0.18519 × 10–7 |
-
[Ausführungsbeispiel 7]
-
25 zeigt
die Linsenanordnung des siebenten Ausführungsbeispiels
des Zoomlinsensystems nach der vorliegenden Erfindung.
-
Die 26A bis 26D zeigen
Aberrationen, die in der in 25 dargestellten
Linsenanordnung in der kurzbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 27A bis 27D zeigen
Aberrationen, die in der in 25 dargestellten
Linsenanordnung bei einer mittleren Brennweite bei Aufnahme eines
Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Die 28A bis 28D zeigen
Aberrationen, die in der in 25 dargestellten
Linsenanordnung in der langbrennweitigen Grenzeinstellung bei Aufnahme
eines Objektes im Unendlichen auftreten.
-
Tabelle
7 zeigt die numerischen Daten des siebenten Ausführungsbeispiels.
-
Die
grundlegende Linsenanordnung des siebenten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
Blende S befindet sich 0.600 vor (objektseitig) der zweiten Linsengruppe 20 (Fläche
Nr. 7).
-
[Tabelle 7]
-
- FNO. = 1:2.6 – 3.7 – 5.8
- f = 4.74 – 9.20 – 18.00
- W = 39.6 – 23.1 – 12.2
- fB = 0.59 – 0.59 – 0.59
-
| Fläche
Nr. |
r |
d |
Nd |
ν |
| 1 |
16.808 |
0.70 |
1.77250 |
49.6 |
| 2 |
6.033 |
3.61 |
|
|
| 3* |
57.705 |
0.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 4* |
14.322 |
0.10 |
|
|
| 5 |
22.364 |
1.40 |
1.94595 |
18.0 |
| 6 |
79.708 |
16.38 |
7.12 |
2.37 |
| 7* |
6.445 |
2.19 |
1.58989 |
66.8 |
| 8* |
–17.226 |
0.10 |
|
|
| 9 |
7.599 |
1.73 |
1.80400 |
46.6 |
| 10 |
–8.392 |
1.00 |
1.80610 |
33.3 |
| 11 |
3.779 |
3.68 – 9.10 – 18.85 |
|
|
| 12* |
23.045 |
1.80 |
1.54358 |
55.7 |
| 13* |
–13.320 |
2.41 – 2.04 – 1.20 |
|
|
| 14 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 15 |
∞ |
0.51 |
|
|
| 16 |
∞ |
0.50 |
1.51633 |
64.1 |
| 17 |
∞ |
- |
|
|
- Das Symbol * bezeichnet die asphärische
Fläche, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist.
-
Asphärenflächendaten
(die nicht angegebenen Asphärenflächendaten sind
Null (0.00)):
| Fläche
Nr. | K | A4 | A6 | A8 |
| 3 | –1.0 | –0.22996 × 10–2 | 0.10119 × 10–3 | –0.14081 × 10–5 |
| 4 | –1.0 | –0.25663 × 10–2 | 0.11319 × 10–3 | –0.19374 × 10–5 |
| 7 | –1.0 | –0.78146 × 10–4 | 0.24662 × 10–4 | –0.49952 × 10–6 |
| 8 | –1.0 | 0.16441 × 10–3 | 0.36186 × 10–4 | –0.17121 × 10–5 |
| 12 | –1.0 | –0.38466 × 10–6 | 0.56899 × 10–5 | 0.50147 × 10–6 |
| 13 | –1.0 | 0.26043 × 10–3 | –0.20930 × 10–4 | 0.21761 × 10–5 |
| Fläche
Nr. | A10 |
| 4 | 0.14461 × 10–8 |
| 12 | 0.44400 × 10–8 |
| 13 | –0.31442 × 10–7 |
-
Die
numerischen Werte jeder Bedingung sind für die einzelnen
Ausführungsbeispiele in Tabelle 8 gezeigt. [Tabelle
8]
| | Bed.(1) | Bed.(2) | Bed.(3) | Bed.(4) | Bed.(5) | Bed.(6) |
| Bspl.1 | 0.558 | 0.685 | 81.6 | 3.615 | 1.109 | 18.9 |
| Bspl.2 | 0.749 | 0.611 | 70.2 | 3.709 | 1.079 | 18.9 |
| Bspl.3 | 0.859 | 0.617 | 70.2 | 3.613 | 1.107 | 21.3 |
| Bspl.4 | 0.362 | 0.609 | 66.8 | 3.549 | 1.087 | 18.0 |
| Bspl.5 | 0.864 | 0.662 | 70.2 | 3.525 | 1.094 | 18.9 |
| Bspl.6 | 0.572 | 0.616 | 70.6 | 3.537 | 1.092 | 18.9 |
| Bspl.7 | 0.602 | 0.651 | 66.8 | 3.429 | 1.107 | 18.0 |
-
Wie
aus Tabelle 8 hervorgeht, erfüllen das erste bis siebente
Ausführungsbeispiel die Bedingungen (1) bis (5). Ferner
geht aus den Aberrationsdiagrammen hervor, dass die verschiedenartigen
Aberrationen gut korrigiert sind.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung kann ein negativ-geführtes Zoomlinsensystem,
das drei Linsengruppen enthält und ein Zoomverhältnis
von etwa 4 aufweist, angegeben werden, das im Stande ist, Aberrationen geeignet
zu korrigieren und einen Zoombereich ausgehend von der Weitwinkel-Grenzeinstellung
(kurzbrennweitige Grenzeinstellung) bis zur Tele-Grenzeinstellung
(langbrennweitige Grenzeinstellung) abzudecken.
-
An
den speziellen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung,
die hier beschrieben sind, können naheliegende Änderungen
vorgenommen werden; solche Abwandlungen liegen innerhalb des Schutzumfangs
der beanspruchten Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass der
hier beschriebene Sachverhalt illustrativ zu verstehen ist und den
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-70696 [0004]
- - JP 2005-37727 [0004, 0007]
- - JP 2005-70969 [0007]