DE4335283B4 - Variolinsensystem - Google Patents

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Abstract

Variolinsensystem mit einer positiven ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer nega- tiven dritten Linsengruppe, die von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet und zur Brennweitenänderung aus der Weitwinkelstellung in die Telestellung bewegbar sind, wobei die negative dritte Linsengruppe versehen ist mit einem objektseitig angeordneten positiven Linsenelement, dessen objektseitige Fläche asphärisch und dessen bildseitige Fläche konvex ist, und mindestens einem negativen Linsenelement, dessen objektseitige Fläche konkav ist, und wobei folgende Bedingungen erfüllt sind: 0 < ΔX3G1 < fs (a) –1,5 < r3G2 < fs <– 0,5 (c)worin
ΔX3G1 der längs der optischen Achse gemessene Abstand der Objektseitigen Asphäre des positiven Linsenelements der dritten Linsengruppe von der zugehörigen sphärische Fläche mit derselben Scheitelkrümmung wie die Asphäre,
fs die Brennweite des Gesamtsystems in der Weitwinkelstellung und
r3G2 der paraxiale Krümmungsradius der bildseitigen, asphärischen Fläche des positiven Linsenelements der dritten Linsengruppe ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auch die...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Variolinsensystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 6. Ein Variolinsensystem dieser Art ist aus der US-A-4 983 027 bekannt.
  • Das positive Linsenelement dieses Variolinsensystems hat eine zum Linsenrand hin zunehmende Asphärizität, um die Verzeichnung zu korrigieren. Für eine zuverlässige Verzeichnungskorrektion müssen bei der Fertigung des Linsenelementes hinsichtlich der asphärischen Linsenfläche sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden, da ansonsten insbesondere die unter vergleichsweise großem Winkel in den Randbereich der asphärischen Linsenfläche eintretenden außeraxialen Strahlen nicht so geführt werden, wie dies für die angestrebte optische Leistung des Linsensystems erforderlich ist.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Variolinsensystem anzugeben, das vergleichsweise gut korrigiert ist, jedoch größere Fertigungstoleranzen als bisher erlaubt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.
  • Bei einem Variolinsensystem der in Anspruch 1 angegebenen Art ist auch die bildseitige Fläche des positiven Linsenelementes der dritten Linsengruppe eine Asphäre. Dabei ist der Eintrittswinkel der auf den Randbereich der objektseitigen Linsenfläche treffenden außeraxialen Strahlen verringert, wodurch eine Beeinträchtigung der Korrektionswirkung des Linsenelementes durch Fertigungsfehler weitgehend vermieden wird. Bei der Herstellung des asphärischen Linsenelementes können die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen ohne Einbußen an optischer Leistung reduziert werden, und der Fertigungsaufwand ist für das gesamte Variolinsensystem verringert. Dies ist auf die Verteilung der Asphärenwirkung auf zwei Linsenflächen des positiven Linsenelementes zurückzuführen. Bei dem asphärischen Linsenelement verläuft die bildseitige Asphäre, längs der optischen Achse gemessen, stets weiter vom zugehörigen Linsenscheitel entfernt als die zugehörige Sphäre, was sich aus der in Anspruch 1 angegebenen Bedingung (b) ergibt.
  • Auch bei einem Variolinsensystem nach Anspruch 6 sind beide Flächen des positiven Linsenelementes der dritten Linsengruppe Asphären, und das Linsenelement besteht aus Kunststoff. Gemäß der in Anspruch 6 angegebenen Bedingung (f) soll das Verhältnis der Brennweite des Gesamtsystems bei Weitwinkelstellung zu der Brennweite des positiven Linsenelementes der dritten Linsengruppe zwischen 0,3 und 0,8 liegen. Dieser Bereich ist vorteilhaft im Hinblick auf die bei Kunststofflinsen durch Umgebungseinflüsse hervorgerufenen Fehler. Solche Fehler sind wesentlicher Anteil des Gesamtfehlers des Variolinsensystems. Falls der obere Grenzwert der Bedingung (f) überschritten wird, wird die Brechkraft der Kunststofflinse zu groß, und die Brechkraftänderungen aufgrund von Temperaturänderungen, Feuchtigkeitsänderungen etc. sind so groß, daß sie unerwünschte Aberrationsveränderungen hervorrufen. Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (f) nicht erreicht wird, ist die positive Brechkraft zur effektiven Korrektion der Aberrationen der dritten, insgesamt negativen Linsengruppe zu klein.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 1 an dem Weitwinkelende auftreten;
  • 3 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 1 an dem Mittenwinkelende auftreten;
  • 4 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 1 an dem Schmalwinkelende auftreten;
  • 5 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 2 an dem Weitwinkelende auftreten;
  • 7 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 2 an dem Mittenwinkelende auftreten;
  • 8 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 2 an dem Schmalwinkelende auftreten;
  • 9 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ein Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 3 an dem Weitwinkelende auftreten;
  • 11 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen verschiedene Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 3 an dem Mittenwinkelende auftreten;
  • 12 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 3 an dem Schmalwinkelende auftreten;
  • 13 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 4 an dem Weitwinkelende auftreten;
  • 15 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 4 an dem Mittenwinkelende auftreten; und
  • 16 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 4 an dem Schmalwinkelende auftreten.
  • Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingehend beschrieben. Ein typisches Beispiel des Zoomobjektivs (Zoom-Linse) nach den bevorzugten Ausführungsformen ist in 1 gezeigt und umfaßt in der Reihenfolge von der Objektseite, die in der Zeichnung auf der linken Seite liegt, eine positive erste Linsengruppe, die aus zwei durch die Oberflächen r1 bis r4 definierten Linsenelementen aufgebaut ist, eine positive zweite Linsengruppe, die aus zwei verkitteten Linsen und einem positiven Linsenelement aufgebaut ist und durch die Oberflächen r5 bis r12 definiert ist und eine negative dritte Linsengruppe, die aus einem bi-asphärischen positiven Linsenelement und einem negativen Linsenelement aufgebaut ist und durch die Oberflächen r13 bis r16 definiert wird.
  • Durch Verwendung des Aufbaus mit drei Gruppen umfassend eine positive, eine positive und eine negative Gruppe, welches zur Erreichung eines kompaktiven Aufbaus vorteilhaft ist, wird nicht nur die Gesamtlinsenlänge an dem Schmalwinkelende, sondern auch der Linsendurchmesser der dritten Linsengruppe auf einen kleinen Wert gehalten und dennoch kann ein Zoomverhältnis von ungefähr 3 erzielt werden. Außerdem kann eine Verzeichnung (Verzerrung) korrigiert werden, indem das positive Linsenelement auf der Objektseite der dritten Linsengruppe so ausgelegt wird, daß es auf beiden Oberflächen asphärisch ist.
  • Die oben aufgeführten Bedingungen (a) und (b) definieren die asphärische Gestalt des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe. Indem dem Betrag der Asphärizität der Linsenoberfläche auf der Objektseite das positive Vorzeichen gegeben wird und dem Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Bildseite das negative Vorzeichen, können beide Oberflächen des positiven Linsenelements so ausgeführt werden, daß die Brechkraft progressiv in Richtung auf die Peripherie der Linse ansteigt, wobei bewirkt wird, daß jede Linsenoberfläche Verzeichnungen korrigieren kann. Infolgedessen können andere Aberrationen als eine Verzeichnung in einer ausgeglichenen Weise leicht korrigiert werden, was zur Erreichung eines kompakten Gesamtsystems vorteilhaft ist. Falls der untere Grenzwert der Bedingung (b) nicht erreicht wird, wird der Betrag der Asphärizität der Oberfläche der Bildseite, die einen kleinen Krümmungsradius aufweist, zu groß, wodurch erhöhte Aberrationsveränderungen aufgrund von Herstellungsfehlern, etc. verursacht werden.
  • Die Bedingung (c) definiert den paraxialen Krümmungsradius der asphärischen Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements, welches auf der Objektseite der dritten Linsengruppe ist. Falls der obere Grenzwert dieser Bedingung überschritten wird, wird der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche auf der Bildseite zu groß, wodurch nicht nur Aberrationen höherer Ordnung auftreten, sondern auch Aberrationsveränderungen aufgrund von Fehlern der asphärischen Gestalt ansteigen. Falls der untere Grenzwert von Bedingung (c) nicht erreicht wird, fällt die positive Brechkraft der negativen dritten Linsengruppe so ab, daß die Erreichung einer effektiven Korrektur von Aberrationen in der dritten Linsengruppe schwierig wird, wodurch die Aberrationsveränderungen, die während eines Zoomvorganges auftreten können, erhöht werden.
  • Das Zoom-Linsensystem gemäß der bevorzugten Ausführungsformen erfüllt außerdem die folgenden Bedingungen: 0,1 < ΔV3G1 < 0,5 (d) 0,0 < ΔV3G2 < 0,3 (e)wobei Δv3G1 den Änderungsbetrag des Verzeichnungskoeffizienten der Aberration dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Oberfläche auf der Objektseite des positiven Linsenelements ist, welches auf der Objektseite der dritten Linsengruppe ist, und wobei ΔV3G2 der Änderungsbetrag des verzeichnungskoeffizienten der Aberrationen dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements ist, vorausgesetzt daß beide Parameter unter der Annahme berechnet werden, daß die Brennweite des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende 1,0 ist.
  • Die Bedingungen (d) und (e) definieren außerdem die asphärische Gestalt des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe. Falls der untere Grenzwert von einer der Bedingungen nicht erreicht wird, wird eine Verzeichnung zu wenig korrigiert. Falls der obere Grenzwert von einer der Bedingungen überschritten wird, ist das Ergebnis für die Korrektur einer Verzeichnung vorteilhaft, aber andererseits ist es schwierig, andere Aberrationen, wie beispielsweise sphärische Aberrationen, zu korrigieren. Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß die asphärische Oberfläche auf der Bildseite einen kleineren Krümmungsradius besitzt und größere Auswirkungen auf die Aberrationen als die asphärische Oberfläche auf der Objektseite bewirkt, und daß deshalb hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Bildseite vorzugsweise kleiner ist als derjenige der Oberfläche auf der Objektseite und dies ist zur Unterdrückung der Aberrationsveränderungen aufgrund von Herstellungsfehlern effektiv.
  • In den bevorzugten Ausführungsformen ist das positive Linsenelement auf der Objektseite der dritten Linsengruppe aus einem Plastikmaterial hergestellt und erfüllt die folgende Bedingung: 0,3 < fs/f3GP < 0,8 (f)wobei f3GP die Brennweite der Plastiklinse ist.
  • Die Bedingung (f) definiert die Brechkraft des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe. Da beide Oberflächen dieses Linsenelements asphärisch sind, können die in der dritten Linsengruppe auftretenden Aberrationen ohne Erhöhung der Brechkraft korrigiert werden und die Aberrationsveränderungen aufgrund von Brechkraftänderungen, die im Ansprechen auf Temperaturänderungen, Feuchtigkeitsänderungen etc. auftreten, können unterdrückt werden, sogar wenn die Plastiklinse verwendet wird. Falls der obere Grenzwert der Bedingung (f) überschritten wird, wird die Brechkraft der Plastiklinse zu groß und die Brechkraftänderungen aufgrund von Temperaturänderungen, Feuchtigkeitsänderungen etc. sind so groß, daß sie unerwünschte Aberrationsveränderungen hervorrufen. Falls der untere Grenzwert der Bedingung (f) nicht erreicht wird, ist die positive Brechkraft, die erreicht werden kann zur effektiven Korrektur der Aberrationen, die in der dritten Linsengruppe auftreten, die eine negative Gesamtbrechkraft besitzt, zu klein.
  • Um die Brechkraft der zweiten Linsengruppe zu erhöhen, ohne ihre Dicke unnötig zu vergrößern, umfaßt die zweite Linsengruppe vorzugsweise in der Reihenfolge von der Objektseite eine negative erste Untergruppe 2a und eine positiven zweite Untergruppe 2b, wobei jede wenigstens eine verkittete Linse umfaßt, die aus einem negativen und einem positiven Linsenelement besteht, und erfüllt außerdem die folgenden Bedingungen: 0,9 < fs/f2G < 1,4 (g) 40 < γ2GaN (h) γ2GbN < 40 (i)wobei
  • f2G
    die Brennweite der zweiten Linsengruppe;
    γ2GaN
    die Abbe-Zahl des negativen Linsenelements der verkitteten Linse in der negativen Untergruppe 2a; und
    γ2GbN
    die Abbe-Zahl des negativen Linsenelements der verkitteten Linse in der positiven Untergruppe 2b ist.
  • Die Bedingung (g) definiert die Brechkraft der zweiten Linsengruppe. Falls der obere Grenzwert dieser Bedingung überschritten wird, steigen die Aberrationsveränderungen an, die während eines Zoomvorganges auftreten. Falls der untere Grenzwert der Bedingung (g) nicht erreicht wird, wird das Gesamtlinsensystem sperrig.
  • Die Bedingungen (h) und (i) definieren die Streuung des negativen Linsenelements der verkitteten Linse in der zweiten Linsengruppe. Falls diese Bedingungen erfüllt sind, kann die Brechkraft der zweiten Linsengruppe erhöht werden, ohne ihre Dicke unnötig zu vergrößern.
  • Das Linsensystem gemäß der bevorzugten Ausführungsformen erfüllt die folgende zusätzliche Bedingung (j) und außerdem enthält die zweite Untergruppe 2b wenigstens eine asphärische Oberfläche, die die folgende Bedingung (k) erfüllt 0,2 < Σd2G/fs < 0,4 (j) –35 < ΔI2Gb/fB < –5, (k)wobei
  • Σd2G
    die Summe der Abstände zwischen Oberflächen in der zweiten Linsengruppe; und
    ΔI2Gb
    der Änderungsbetrag des sphärischen Aberrationskoeffizienten der Aberrationen mit dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Oberfläche in der zweiten Untergruppe 2b bedeutet.
  • Die Bedingung (j) definiert direkt die Summe der Abstände zwischen Oberflächen in der zweiten Linsengruppe. Falls der obere Grenzwert dieser Bedingung überschritten wird, wird die zweite Linsengruppe sperrig. Falls der untere Grenzwert der Bedingung (j) nicht erreicht wird, wird die Sicherstellung der erforderlichen Kantendicke schwierig.
  • Die Bedingung (k) definiert die asphärische Gestalt der zweiten Untergruppe 2b. Falls eine divergente asphärische Oberfläche, die diese Bedingung erfüllt, in der die zweite Untergruppe 2b vorgesehen wird und nahe an einem Blendenanschlag angeordnet ist, wird die Dicke der zweiten Linsengruppe verkleinert, während es gleichzeitig möglich ist, die sphärische Aberration zu korrigieren, die wegen der erhöhten Brechkraft auftritt. Falls der obere Grenzwert der Bedingung (k) überschritten wird, ist die Wirksamkeit der asphärischen Oberfläche bei der Korrektur der sphärischen Aberration gering. Falls der untere Grenzwert der Bedingung (k) nicht erreicht wird, tritt eine Überkorrektur der sphärischen Aberration auf.
  • In den Beispielen 2, 3 und 4 sind die ersten und dritten Linsengruppen ausgelegt, um gemeinsam bewegbar zu sein und dies ist ein vorteilhafter Aufbau, dessen Merkmal ein vereinfachter Mechanismus ist.
  • Im folgenden wird nun der Veränderungsbetrag des Koeffizienten der Aberrationen dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Oberfläche beschrieben. Die Gestalt der asphärischen Oberfläche kann allgemein folgendermaßen ausgedrückt werden:
    Figure 00130001
  • Wenn die konische Konstante K gleich 0 ist, wird die folgende Gleichung erhalten:
    Figure 00130002
    wenn die Brennweite f gleich 1,0 ist, wird der sich ergebende Wert wie folgt transformiert. Durch Einsetzen der folgenden Gleichungen
    X = x / f, Y = y / f, C = f
    α4 = f3B4, α6 = f5B6, α8 = f7B8, α10 = f9B10
    in die obige Gleichung wird die folgende Gleichung erhalten:
    Figure 00140001
  • Die zweiten und nachfolgenden Glieder definieren den Betrag der Asphärizität der asphärischen Oberfläche.
  • Der Zusammenhang zwischen dem Koeffizienten A4 des zweiten Gliedes und dem Koeffizienten der asphärischen Oberfläche dritter Ordnung ist ϕ und wird folgendermaßen ausgedrückt: Φ = 8(N' – N)α4 wobei N der Brechungsindex ist, wenn die asphärische Oberfläche nicht vorgesehen ist, und N' der Brechungsindex ist, wenn die asphärische Oberfläche vorgesehen ist.
  • Der Koeffizient der asphärischen Oberfläche ϕ bewirkt die folgenden Veränderungsbeträge der Koeffizienten der verschiedenen Arten von Aberrationen dritter Ordnung.
    Figure 00140002
    wobei I der sphärische Aberrationskoeffizient ist, II der Koma-Koeffizient ist, III der Astigmatismus-Koeffizient ist, IV der Koeffizient für die gekrümmte Oberfläche der dem Bild abgewendeten sphärischen Oberfläche (der Koeffizient der Bildfeldkrümmung) ist, V ein Verzeichnungskoeffizient ist, h die Höhe von paraxialen auf der Achse liegenden Strahlen ist, die durch jede, Linsenoberfläche verlaufen und h die Höhe von paraxialen und neben der Achse liegenden Strahlen ist, die durch die Mitte der Pupille und jede Linsenoberfläche verlaufen.
  • Die Gestalt der asphärischen Oberfläche kann durch verschiedene andere Gleichungen ausgedrückt werden, aber wenn y kleiner ist als der paraxiale Krümmungsradius, kann eine ausreichende Approximation durch Glieder geradzahliger Ordnung allein erzielt werden. Somit ist ersichtlich, daß die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung keineswegs durch einfache Änderung der Gleichungen zum Ausdrücken der Gestalt der asphärischen Oberfläche gefährdet ist.
  • Die folgenden Beispiele sind zur weiteren Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, sollen aber in keinerlei Hinsicht als Beschränkung angesehen werden.
  • BEISPIEL 1
  • 1 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht, die schematisch den Aufbau des Zoom-Objektivstems gemäß Beispiel 1 zeigt. Spezifische numerische Daten sind in den Tabellen 1 und 2 unten angegeben, wobei f die Brennweite, fB die hintere Brennweite (bildseitige Schnittweite), FNO. die F-Zahl, ω den Halbsichtwinkel, r den Krümmungsradius, d die Linsendicke oder den räumlichen Abstand, n den Brechungsindex an der d-Linie (588 nm) und γ die Abbe-Zahl bezeichnet.
  • 2 ist eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem an dem Weitwinkelende auftreten; die dargestellten Aberrationen sind eine sphärische Aberration SA, eine Sinus-Bedingung SC, chromatische Aberrationen wie durch die sphärischen Aberrationen an den d-, g- und c-Linien ausgedrückt, laterale chromatische Aberrationen, Astigmatismus (S, sagittal; M, meridional), und eine Verzeichnung (Verzerrung).
  • Die 3 und 4 zeigen Sätze von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven dieser Aberrationen aufgetragen sind, die dem Linsensystem an dem Mittenwinkel beziehungsweise Teleobjektivenden auftreten.
  • Die Oberflächen 12, 13 und 14 in dem Linsensystem sind asphärisch. Die Gestalt einer asphärischen Oberfläche kann allgemein durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
    Figure 00160001
    wobei X der Abstand ist, um den die Koordinaten an dem Punkt auf der asphärischen Oberfläche, an dem die Höhe von der optischen Achse Y ist, von der Tangentialebene zum Scheitel der asphärischen Oberfläche beabstandet sind; C ist die Krümmung (l/r) des Scheitels der asphärischen Oberfläche; K ist die konische Konstante; und A4, A6, A8 und A10 sind die asphärischen Koeffizienten der vierten, sechsten, achten beziehungsweise zehnten Ordnung.
  • Die asphärischen Koeffizienten der Oberflächen 12, 13 und 14 sind in Tabelle 3 angegeben.
  • In Tabelle 1 befindet sich ein Blendenanschlag 0,90 mm vor der zwölften Oberfläche in Richtung der Bildseite.
  • TABELLE 1
    Figure 00170001
  • TABELLE 2
    Figure 00180001
  • TABELLE 3
    Figure 00180002
  • BEISPIEL 2
  • 5 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht, die schematisch den Aufbau des Zoom-Objektivstems gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Spezifische numerische Daten sind in den Tabellen 4 und 5 angegeben.
  • Die 6, 7 und 8 sind drei Sätze von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem an der Weitwinkelstellung, der Mittenwinkelstellung beziehungsweise an der Telewinkeleinstellung auftreten.
  • In dem Linsensystem von Beispiel 2 sind die Oberflächen 12, 13 und 14 asphärisch und ihre asphärischen Koeffizienten sind in Tabelle 6 angegeben.
  • In Tabelle 4 befindet sich eine Blende 0,90 mm vor der zwölften Oberfläche in Richtung der Bildseite.
  • TABELLE 4
    Figure 00190001
  • TABELLE 5
    Figure 00200001
  • TABELLE 6
    Figure 00200002
  • BEISPIEL 3
  • 9 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht, die schematisch den Aufbau des Zoom-Objektivstems gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Spezifische numerische Daten sind in den Tabellen 7 und 8 angegeben.
  • Die 10, 11 und 12 zeigen drei Sätze von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem an der Weitwinkelstellung, der Mittenwinkelstellung beziehungsweise der Telewinkelstellung auftreten.
  • In dem Linsensystem von Beispiel 3 sind die Oberflächen 12, 13 und 14 asphärisch und ihre asphärischen Koeffizienten sind in Tabelle 9 angegeben.
  • In Tabelle 7 befindet sich eine Blende 0,90 mm vor der zwölften Oberfläche in Richtung der Bildseite.
  • TABELLE 7
    Figure 00210001
  • TABELLE 8
    Figure 00220001
  • TABELLE 9
    Figure 00220002
  • BEISPIEL 4
  • 13 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht, die schematisch den Aufbau des Zoom-Objektivstems gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Spezifische numerische Daten sind in den Tabellen 10 und 11 angegeben.
  • Die 14, 15 und 16 zeigen drei Sätze von Kurvendarstellungen, in denen die Kurven von verschiedenen Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem an der Weitwinkeleinstellung, der Mittenwinkeleinstellung beziehungsweise der Telewinkeleinstellung auftreten.
  • In dem Linsensystem von Beispiel 4 sind die Oberflächen 12, 13 und 14 asphärisch und ihre asphärischen Koffizienten sind in Tabelle 12 angegeben.
  • In Tabelle 1 befindet sich eine Blende 0,90 mm vor der zwölften Oberfläche in Richtung der Bildseite.
  • TABELLE 10
    Figure 00230001
  • TABELLE 11
    Figure 00240001
  • TABELLE 12
    Figure 00240002
  • Die folgende Tabelle 13 zeigt wie die darin spezifizierten Bedingungen (a) bis (k) durch jeweilige Beispiele 1 bis 4 erfüllt werden.
  • TABELLE 13
    Figure 00250001
  • Wie auf den vorangegangenen Seiten beschrieben gewährleistet die vorliegende Erfindung, daß die Gesamtlinsenlänge nicht mehr als ungefährt 0,9 mal die Brennweite ist. Gleichzeitig wird die bildseitige Schnittweite an der Weitwinkeleinstellung auf wenigstens 10 mm gehalten, um sicherzustellen, daß der Linsendurchmesser der dritten Linsengruppe nicht unnötig groß wird. Wegen dieser zwei Merkmale kann die vorliegende Erfindung ein Zoom-Linsensystem vorsehen, welches nicht nur eine kompakte Gesamtabmessung aufweist, sondern auch wirksam die Aberrationen korrigiert.

Claims (6)

  1. Variolinsensystem mit einer positiven ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer nega- tiven dritten Linsengruppe, die von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet und zur Brennweitenänderung aus der Weitwinkelstellung in die Telestellung bewegbar sind, wobei die negative dritte Linsengruppe versehen ist mit einem objektseitig angeordneten positiven Linsenelement, dessen objektseitige Fläche asphärisch und dessen bildseitige Fläche konvex ist, und mindestens einem negativen Linsenelement, dessen objektseitige Fläche konkav ist, und wobei folgende Bedingungen erfüllt sind: 0 < ΔX3G1 < fs (a) –1,5 < r3G2 < fs <– 0,5 (c)worin ΔX3G1 der längs der optischen Achse gemessene Abstand der Objektseitigen Asphäre des positiven Linsenelements der dritten Linsengruppe von der zugehörigen sphärische Fläche mit derselben Scheitelkrümmung wie die Asphäre, fs die Brennweite des Gesamtsystems in der Weitwinkelstellung und r3G2 der paraxiale Krümmungsradius der bildseitigen, asphärischen Fläche des positiven Linsenelements der dritten Linsengruppe ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die bildseitige Fläche des positiven Linsenelements asphärisch ist und folgende Bedingung erfüllt: –0,75 < ΔX3G2/ΔX3G1 < 0 (b)worin ΔX3G2 der längs der optischen Asche gemessene Abstand der bildseitigen Asphäre des positiven Linsenelements der dritten Linsengruppe von der zugehörigen sphärischen Fläche mit derselben Scheitelkrümmung wie die Asphäre ist.
  2. Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Linsenelement in der dritten Linsengruppe außerdem die folgenden Bedingungen erfüllt: 0,1 < ΔV3G1 < 0,5 (d) 0,0 < ΔV3G2 < 0,3 (e)wobei ΔV3G1 der durch die objektseitige asphärische Fläche verursachte Änderungsbetrag des Verzeichnungskoeffizienten der Aberrationen dritter Ordnung ist, berechnet unter der Annahme, daß die Brennweite des Gesamtsystems in der Weitwinkelstellung 1,0 ist, und ΔV3G2 der durch die bildseitige asphärische Fläche verursachte Änderungsbetrag des Verzeichnungskoeffizienten der Aberrationen dritter Ordnung ist, berechnet unter der Annahme, daß die Brennweite des Gesamtsystems in der Weitwinkelstellung 1,0 ist.
  3. Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Linsenelement der dritten Linsengruppe aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und die folgende Bedingung erfüllt: 0,3 < fs/f3GP < 0,8 (f)wobei f3GP die Brennweite der Kunstofflinse ist.
  4. Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe in der Reihenfolge von der Objektseite aus betrachte enthält: eine negative erste Untergruppe (2a) und eine positive zweite Untergruppe (2b), die jeweils wenigstens eine verkittete Linse enthalten, die aus einem negativen und einem positiven Linsenelement besteht und außerdem die folgenden Bedingungen erfüllt: 0,9 < fs/f2G < 1,4 (g) 40 < γ2GaN (h) γ2GbN < 40 (i)wobei f2G die Brennweite der zweiten Linsengruppe, Y2GaN die Abbe-Zahl des negativen Linsenelements der verkitteten Linse in der negativen Untergruppe (2a) und γ2GbN die Abbe-Zahl des negativen Linsenelements der verkitteten Linse in der positiven Untergruppe (2b) ist.
  5. Veriolinsensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die folgende Bedingung (j) erfüllt und die zweite Untergruppe (2b) wenigstens eine asphärische Fläche hat, die die folgende Bedingung (k) erfüllt: 0,2 < Σd2G/fs < 0,4 (j) –35 < ΔI2Gb/fB < –5, (k)wobei Σd2G die Summe der Abstände zwischen den Flächen der zweiten Linsengruppe und ΔI2Gb den Änderungsbetrag des sphärischen Aberrationskoeffizienten aufgrund der asphärischen Fläche der zweiten Untergruppe 2b bezeichnet.
  6. Variolinsensystem mit einer positiven ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer negativen dritten Linsengruppe, die von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet sind, wobei die negative dritte Linsengruppe versehen ist mit einem objektseitig angeordneten positiven Linsenelement, dessen objektseitige Fläche asphärisch und dessen bildseitige Fläche konvex ist, und mindestens einem negativen Linsenelement, dessen objektseitige Fläche konkav ist, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Linsenelement der dritten Linsengruppe auch bildseitig eine asphärische Fläche hat und eine Kunststofflinse ist, für die das System die folgende Bedingung erfüllt: 0,3 < fs/f3GP < 0,8 (f)worin fs die Brennweite des Gesamtsystems in der Weitwinkelstellung und f3GP die Brennweite der Kunststofflinse der dritten Linsengruppe ist.
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