DE602005004946T2 - Zoomlinsensystem - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochleistungs-Zoom-Objektivsystem, das in einer kleinen Bildverarbeitungsvorrichtung, die einen Bildsensor, wie beispielsweise eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD – charge coupled device) verwendet, eingesetzt wird, das in einer digitalen Fotokamera und Ähnlichem verwendet worden ist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In den letzten Jahren wurden verschiedene Arten von Zoom-Objektivsystemen, die in Bildverarbeitungsvorrichtungen digitaler Fotokameras verwendet worden sind, vorgeschlagen. So ist beispielsweise auf dem Gebiet der Technik durch ein effektives Bereitstellen von wenigstens einer asphärischen Objektivfläche (im Folgenden als eine asphärische Fläche bezeichnet), die aus einem Kunstharzmaterial besteht, ein kompaktes Zoom-Objektivsystem mit einer hohen Auflösung und einem minimalen Maß an Verzerrung bekannt, das des Weiteren eine geringe Anzahl von Linsenelementen aufweist, wie dies beispielsweise in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2003-057542 offenbart wird.
  • Das voranstehend beschriebene Zoom-Objektivsystem weist jedoch in dem Fall Verbesserungspotential auf, in dem ein Versuch unternommen wird, solch ein Zoom-Objektivsystem auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung einer flachen digitalen Fotokamera anzuwenden. Und zwar ist die Gesamtlänge des herkömmlichen Zoom-Objektivsystems während der Benutzung und selbst in einem vollständig eingezogenen Zustand zu lang.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein kostengünstiges Zoom-Objektivsystem bereit, das eine hohe Auflösung und eine minimale Verzerrung aufweist und das während der Be nutzung ebenso wie in einem eingezogenen Zustand kompakt ist, indem auf effektive Weise wenigstens eine asphärische Fläche bereitgestellt wird.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zoom-Objektivsystem bereitgestellt, das eine erste Objektivgruppe und eine zweite Objektivgruppe, in dieser Reihenfolge von dem Objekt her, umfasst.
  • Die erste Objektivgruppe weist eine negative Brechkraft auf (im Folgenden als negative, erste Objektivgruppe bezeichnet) und enthält ein erstes Linsenelement, das als ein Linsenelement mit negativem Meniskus, dessen konvexe Fläche dem Objekt zugewandt ist, (im Folgenden als erstes Linsenelement mit negativem Meniskus bezeichnet), und ein zweites Linsenelement, das als ein Linsenelement mit positivem Meniskus, dessen konvexe Fläche dem Objekt zugewandt ist, (im Folgenden als zweites Linsenelement mit positivem Meniskus bezeichnet), in dieser Reihenfolge vom Objekt her umfasst.
  • Die zweite Objektivgruppe weist eine positive Brechkraft auf (im Folgenden als eine positive, zweite Objektivgruppe bezeichnet), und umfasst ein drittes Linsenelement, das als ein positives Linsenelement mit einem kleineren Krümmungsradius an der Objektseiten-Fläche davon ausgebildet ist (im Folgenden als ein positives, drittes Linsenelement bezeichnet), ein viertes Linsenelement, das als ein positives Linsenelement ausgebildet ist (im Folgenden als ein positives, viertes Linsenelement bezeichnet), ein fünftes Linsenelement, das als ein negatives Linsenelement ausgebildet ist (im Folgenden als ein negatives, fünftes Linsenelement bezeichnet), das an das positive, vierte Linsenelement geklebt ist, so dass das positive, vierte Linsenelement und das negative, fünfte Linsenelement geklebte Linsenelemente bilden, und ein sechstes Linsenelement mit einer geringeren Brechkraft, bei der es sich um die geringste Brechkraft von denen der anderen Linsenelemente in der positiven, zweiten Objektivgruppe handelt, in dieser Reihenfolge vom Objekt her.
  • Zoomen wird durchgeführt, indem die negative, erste Linsengruppe und die positive, zweite Linsengruppe entlang der optischen Achse des Zoom-Objektivsystems bewegt werden.
  • Das Zoom-Objektivsystem erfüllt in Bezug auf die Länge davon die folgenden Bedingungen entlang der optischen Achse: TL/fw < 1.9 (1) 0.6 < fw/fII < 0.77 (2)wobei TL die Summe der Länge der negativen ersten Linsengruppe (die Entfernung zwischen der der Objektseite am nächsten liegenden Fläche und der der Bildseite am nächsten liegenden Fläche der negativen, ersten Objektivgruppe) und die der positiven zweiten Linsengruppe (die Entfernung zwischen der der Objektseite am nächsten liegenden Fläche und der der Bildseite am nächsten liegenden Fläche der positiven zweiten Objektivgruppe) ist;
    • fw
    die kombinierte Brennweite der Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und
    fII
    die Brennweite der positiven, zweiten Linsengruppe bezeichnet.
  • Die Bedingung (1) spezifiziert die Gesamtlänge des Zoom-Objektivsystems, wenn sich der Objektivtubus davon in einer vollständig eingezogenen Position befindet.
  • Wenn die obere Grenze der Bedingung (1) überschritten wird, erweist es sich schwierig, eine ausreichende Miniaturisierung des Zoom-Objektivsystems zu erzielen.
  • Die Bedingung (2) spezifiziert die Verteilung der Brechkraft auf eine jede Linsengruppe zum Zwecke des Erzielens von sowohl einer Miniaturisierung des Zoom-Objektivsystems als auch einer höheren optischen Leistung davon mit einer angemessenen Brechkraft.
  • Wenn die obere Grenze der Bedingung (2) überschritten wird, wird die Brechkraft des Zoom-Objektivsystems übermäßig stark, so dass sich die optische Leistung verschlechtert.
  • Wenn die untere Grenze von Bedingung (2) überschritten wird, nimmt die Gesamtgröße des Zoom-Objektivsystems zu.
  • Hinsichtlich der ersten, negativen Objektivgruppe erfüllt das negative, erste Linsenelement davon vorzugsweise die folgende Bedingung in Bezug auf die Brechkraft des negativen, ersten Linsenelementes: –1.1 < fw/f1 < –0.8 (3)wobei
    • fw
    die kombinierte Brennweite der Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und
    f1
    die Brennweite des negativen, ersten Linsenelementes bezeichnet.
  • Das negative, erste Linsenelement und das positive, zweite Linsenelement der negativen, ersten Objektivgruppe erfüllen vorzugsweise die folgenden Bedingungen in Bezug auf die Linsenmaterialien davon: 10 < v1 – v2 (4) 1.66 < n2 (5)wobei
    • v1
    die Abbesche Zahl des negativen, ersten Linsenelementes bezeichnet;
    v2
    die Abbesche Zahl des positiven, zweiten Linsenelementes bezeichnet; und
    n2
    den Brechungsindex des positiven, zweiten Linsenelementes in Bezug auf die d-Linie bezeichnet.
  • Das negative, erste Linsenelement der negativen, ersten Objektivgruppe erfüllt vorzugsweise die folgende Bedingung in Bezug auf die Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes: 1.16 < fw/R2 < 1.51 (6) wobei
    • fw
    die kombinierte Brennweite des Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und
    R2
    den Krümmungsradius der Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes bezeichnet.
  • Die Bedingung (3) bezieht sich auf die geeignete Verteilung der Brechkraft auf die negative, erste Objektivgruppe. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass aufgrund dieser Bedingungen die Gesamtgröße des Zoom-Objektivsystems und die Bedingungen zum angemessenen Korrigieren von Aberrationen ausgeglichen werden können.
  • Wenn die untere Grenze der Bedingung (3) überschritten wird, wird die negative Brechkraft der negativen, ersten Linsengruppe stärker. Demzufolge muss die positive Brechkraft der positiven, zweiten Linsengruppe verstärkt werden. Im Ergebnis erweist sich das Aufrechterhalten des Gleichgewichtes zwischen den Aberrationen schwierig, und die optische Leistung des Zoom-Objektivsystems verschlechtert sich.
  • Wenn die obere Grenze von Bedingung (3) überschritten wird, muss die Entfernung zwischen der negativen, ersten Linsengruppe und der positiven, zweiten Linsengruppe länger gestaltet werden. Demzufolge nimmt das Zoom-Objektivsystem an Größe zu, was sich als ungeeignet für eine kompakte digitale Fotokamera erweist.
  • Die Bedingung (4) bezieht sich auf das Korrigieren von chromatischer Aberration.
  • Wenn die untere Grenze von Bedingung (4) überschritten wird, kann das Korrigieren von chromatischer Aberration durch das negative, erste Linsenelement nicht in ausreichendem Maße durchgeführt werden, so dass es sich as schwierig erweist, chromatische Aberration innerhalb der negativen, ersten Linsengruppe zu korrigieren.
  • Die Bedingung (5) bezieht sich auf das Korrigieren von Feldkrümmung.
  • Wenn die untere Grenze der Bedingung (5) überschritten wird, wird die Petzval-Summe größer, und die Feldkrümmung kann nicht in ausreichendem Maße korrigiert werden.
  • Die Bedingung (6) spezifiziert die konkave Fläche der Bildseite, die mit einer größeren Krümmung ausgebildet ist, des negativen, ersten Linsenelementes der negativen, ersten Objektivgruppe. Durch Vorhandensein einer Krümmung innerhalb des Bereiches aus Bedingung (6) kann die Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes in Bezug auf die Eintrittspupille konzentrisch ausgebildet sein. Aufgrund dieser Anordnung wird das Auftreten von Aberrationen im Wesentlichen reduziert.
  • Wenn die obere Grenze der Bedingung (6) überschritten wird, wird der Krümmungsradius der Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes zu klein, so dass sich die Herstellung davon als schwierig erweist. Darüber hinaus wird die negative Brechkraft zu stark, so dass die Petzval-Summe zu klein wird.
  • Wenn die untere Grenze der Bedingung (6) überschritten wird, erweist es sich dies für das Herstellen der Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes als vorteilhaft; jedoch verschlechtert sich die Konzentrizität davon in Bezug auf die Eintrittspupille, und das Korrigieren von Verzerrung und Feldkrümmung erweist sich als schwierig.
  • Die Bildseiten-Fläche des negativen, ersten Linsenelementes ist vorzugsweise als eine asphärische Fläche ausgebildet.
  • In Bezug auf die positive, zweite Objektivgruppe erfüllt das positive dritte Linsenelement davon vorzugsweise die folgenden Bedingungen hinsichtlich der Linsenmaterialien davon: 29.7 < (ν3 + ν4)/2 – ν5 (7) 1.45 < (n3 + n4)/2 < 1.78 (8)wobei
    • v3
    die Abbesche Zahl des positiven, dritten Linsenelementes bezeichnet;
    v4
    di Abbesche Zahl des positiven vierten Linsenelementes bezeichnet;
    n3
    den Brechungsindex des positiven, dritten Linsenelementes in Bezug auf die d-Linie bezeichnet; und
    n4
    den Brechungsindex des vierten, positiven Linsenelementes in Bezug auf die d-Linie bezeichnet.
  • Das positive, dritte Linsenelement der positiven, zweiten Objektivgruppe erfüllt vorzugsweise die folgende Bedingung in Bezug auf die Brechkraft davon: 0.5 < fw/f3 < 0.85 (9)wobei
    • fw
    die kombinierte Brennweite der Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und
    f3
    die Brennweite des positiven, dritten Linsenelementes bezeichnet.
  • Das positive, dritte Linsenelement der positiven, zweiten Objektivgruppe erfüllt die folgende Bedingung in Bezug auf die Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes: 0.8 < fw/R5 < 1.45 (10)wobei
    • fw
    die kombinierte Brennweite der Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und
    R5
    den Krümmungsradius der Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes bezeichnet.
  • Das positive, dritte Linsenelement und das negative fünfte Linsenelement der negativen, zweiten Objektivgruppe erfüllen vorzugsweise die folgende Bedingung in Bezug auf die Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes und der Objektseiten-Fläche des negativen, fünften Linsenelementes: 0.75 < R5/R9 < 1.45 (11) wobei
    • R5
    den Krümmungsradius der Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes bezeichnet; und
    R9
    den Krümmungsradius der Bildseiten-Fläche des negativen, fünften Linsenelementes bezeichnet.
  • Die Bedingung (7) wird für das geeignete Korrigieren chromatischer Aberration verwendet.
  • Wenn die untere Grenze von Bedingung (7) überschritten wird, erweist sich das Korrigieren von chromatischer Aberration als schwierig.
  • Die Bedingung (8) betrifft das Korrigieren von Feldkrümmung.
  • Wenn die Bedingung (8) nicht erfüllt wird, wird die Petzval-Summe ein unangemessener Wert. Demzufolge wird Feldkrümmung nicht adäquat korrigiert.
  • Die Bedingung (9) spezifiziert die geeignete Verteilung der Brechkraft auf das positive, dritte Linsenelement. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass, aufgrund dieser Bedingung die Gesamtgröße des Zoom-Objektivsystems sowie die Bedingungen für das geeignete Korrigieren von Aberrationen ausgeglichen werden.
  • Wenn die Bedingung (9) nicht erfüllt wird, wird die positive Brechkraft des positiven, dritten Linsenelementes stärker. Demzufolge muss die negative Brechkraft der negativen, ersten Objektivgruppe stärker gestaltet werden. Als ein Ergebnis wird das Aufrechterhalten des Gleichgewichts zwischen Aberrationen schwierig, und die optische Leistung des Zoom-Objektiv-Systems verschlechtert sich.
  • Die Bedingung (10) wird zum Korrigieren von unterkorrigierter sphärischer Aberration verwendet, die auftritt, da das positive, dritte Linsenelement eine starke Brechkraft aufweist, und sie wird zum Miniaturisieren der positiven, zweiten Objektivgruppe durch Einrichten der positiven, zweiten Objektivgruppe als ein Objektivsystem des Telefoto-Typs verwendet.
  • Wenn die obere Grenze der Bedingung (10) überschritten wird, erweist sich dies als vorteilhaft für die Miniaturisierung des Zoom-Objektivsystems; jedoch wird die optische Leistung verschlechtert.
  • Wenn die untere Grenze von Bedingung (10) überschritten wird, kann die optische Leistung des Zoom-Objektivsystems verbessert werden, es erweist sich dann jedoch als schwierig, das Zoom-Objektivsystem zu miniaturisieren.
  • Die Bedingung (11) wird zum Korrigieren von sphärischer Aberration und Koma verwendet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass in Bezug auf das einfallende Lichtstrahlenbündel eine konzentrische Ebene erforderlich ist, da ein dickes Bündel an axialen Lichtstrahlen und ein dickes Bündel aus von der Achse abweichenden Lichtstrahlen dazu veranlasst werden, auf die positive, zweite Objektivgruppe einzufallen.
  • Wenn die Bedingung (11) nicht erfüllt wird, erweist es sich dann als schwierig, die Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes und die Bildseiten-Fläche des negativen, fünften Linsenelementes konzentrisch zu positionieren. Demzufolge werden sphärische Aberration und Koma größer; und dementsprechend wird weder das Korrigieren von sphärischer Aberration noch von Koma auf angemessene Weise durchgeführt.
  • Darüber hinaus sind wenigstens zwei Linsenflächen der positiven, zweiten Objektivgruppe als asphärische Flächen ausgebildet. Darüber hinaus ist das negative, fünfte Linsenelement vorzugsweise aus transparenter Keramik hergestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1A eine Linsenanordnung eines Zoom-Objektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 1B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Die 2A, 2B, 2C, 2D, 2E und 2F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der ersten Ausführungsform auftreten;
  • 3A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Die 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der zweiten Ausführungsform auftreten;
  • 5A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Die 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der dritten Ausführungsform auftreten;
  • 7A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Die 8A, 8B, 8C, 8D, 8E und 8F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der vierten Ausführungsform auftreten;
  • 9A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Die 10A, 10B, 10C, 10D, 10E und 10F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der fünften Ausführungsform auftreten;
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Ausführungsformen beschrieben. In der ersten bis vierten Ausführungsform enthält das Zoom-Objektivsystem eine negative, erste Objektivgruppe LG1 und eine positive, zweite Objektivgruppe LG2, in dieser Reihenfolge vom Objekt her.
  • Die negative, erste Objektivgruppe LG1 umfasst ein erstes Linsenelement L1 mit einem negativen Meniskus, dessen konvexe Fläche dem Objekt zugewandt ist, und ein zweites Linsenelement L2 mit positivem Meniskus, dessen konvexe Fläche dem Objekt zugewandt ist.
  • Die positive, zweite Objektivgruppe LG2 umfasst ein positives, drittes Linsenelement L3, deren Objektseiten-Fläche einen kleineren Krümmungsradius hat, ein positives, viertes Linsenelement L4, ein negatives, fünftes Linsenelement L5 und ein sechstes Linsen element L6 mit einer geringeren Brechkraft, bei der es sich um die geringste Brechkraft von den anderen Linsenelementen in der positiven, zweiten Objektivgruppe handelt.
  • Hierbei ist zu beachten, dass das positive, vierte Linsenelement L4 und das negative fünfte Linsenelement L5 miteinander verklebt sind, um geklebte Linsenelemente zu bilden.
  • Darüber hinaus ist wenigstens eine zur Ebene parallele Glasplatte LP zwischen der der Bildseite am nächsten liegenden Fläche der positiven, zweiten Objektivgruppe LG2 und einer Abbildungsebene IP vorhanden. Die zur Ebene parallel liegende Glasplatte LP umfasst tatsächlich wenigstens eins von, beziehungsweise eine Kombination aus, einem Abdeckglas einer ladungsgekoppelten Schaltung (CCD – charge coupled device), eines Kristallfilters und eines Infrarot-Absorptionsfilters; in der dargestellten ersten bis fünften Ausführungsform ist die zur Ebene parallel liegende Glasplatte LP im Sinne einer einfacheren Erklärung jedoch als ein einzelnes Element dargestellt, von dem die Dicke so dargestellt ist, dass sie der tatsächlichen Dicke der zur Ebene parallel liegenden Glasplatte LP entspricht.
  • In Bezug auf eine asphärische Fläche, die in einer jeden Ausführungsform dargestellt ist, wird die asphärische Fläche, wie dies auf dem Gebiet der Technik gut bekannt ist, im Allgemeinen durch die folgende asphärische Formel definiert, wobei angenommen wird, dass sich die Z-Achse entlang der Richtung der optischen Achse erstreckt, und dass sich die Y-Achse entlang einer Richtung, die senkrecht zur optischen Achse verläuft, erstreckt: Z = (Y2/r)[1 + {1 – (1 + K)(Y/r)2}1/2] + A4Y4 + A6Y6+ A8Y8 + A10Y10
  • Das bedeutet, dass die asphärische Fläche eine gekrümmte Fläche ist, die durch Drehen der gekrümmten Linie, die durch die voranstehend aufgeführte Formel definiert wird, um die optische Achse erhalten wird.
  • Die Form der asphärischen Fläche wird durch einen paraxialen Radius der Krümmung r, eine konische Konstante K und Koeffizienten einer asphärischen Fläche der höheren Ordnung A4, A6, A8 und A10 definiert.
  • [Ausführungsform 1]
  • Die numerischen Werte der ersten Ausführungsform sind in Tabelle 1 dargestellt. 1A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches. 1B zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches. Die 2A, 2B, 2C, 2D, 2E und 2F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der ersten Ausführungsform auftreten.
  • In den Tabellen bezeichnet f die Brennweite des gesamten Zoom-Objektivsystems, FNO bezeichnet die f-Zahl, 2ω bezeichnet den gesamten Bildwinkel (°) und bf bezeichnet die hintere Brennweite. Die hintere Brennweite bf ist die reduzierte Entfernung von der Bildseiten-Fläche des sechsten Linsenelementes L6 der positiven, zweiten Objektivgruppe LG2 zu der Abbildungsebene IP. Darüber hinaus bezeichnet R den Krümmungsradius, D bezeichnet die Linsendicke oder die Entfernung zwischen den Linsenelementen, nd bezeichnet den Brechungsindex in Bezug auf die d-Linie und vd bezeichnet die Abbesche Zahl.
  • In den Aberrations-Diagrammen bezeichnen d, g und C Aberrationskurven bei ihren jeweiligen Wellenlängen. Darüber hinaus stehen in den Diagrammen zu astigmatischer Feldkrümmung S und M jeweils für sagittal und meridional.
  • Die Symbole in den Tabellen und in den Diagrammen, die hierin erläutert werden, können auch auf die zweite bis fünfte Ausführungsform angewendet werden. [Tabelle 1]
    f = 5.00 ~ 8.24 ~ 13.50
    FNO = 3.22 ~ 4.04 ~ 5.39
    2ω = 64.3° ~ 40.1° ~ 24.8°
    bf = 7.523 ~ 10.049 ~ 14.201
    Fläch. Nr. R D nd vd
    1 47.8657 1.000 1.80025 40.8
    2* 3.6748 1.557 - -
    3 6.6658 1.268 1.84666 23.785
    4 15.1935 9.180 ~ 3.900 ~ 0.725
    5* 4.0754 1.264 1.56907 71.315
    6* –34.1334 0.212 - -
    7 4.1351 0.967 1.62041 60.344
    8 9.9538 0.400 2.08165 30.288
    9 3.1948 0.585 - -
    10 66.3961 0.904 1.67407 55
    11* –11.3711 6.578 ~ 9.104 ~ 13.255
    12 ∞ 0.380 1.54892 69.759
    13 ∞ 0.700 - -
    • * bezeichnet die asphärische Fläche, die in Bezug auf die optische Achse drehbar symmetrisch ist.
  • Daten zur asphärischen Fläche (die Koeffizienten der asphärischen Fläche, die nicht angezeigt sind, sind Null (0.00)):
    Fläch. Nr. K A4 A6
    2 –3.4886 7.3110 × 10–3 –4.7308 × 10–4
    5 –1.096 0.0000 2.5755 × 10–4
    6 –13.769 –7.7187 × 10–4 3.4108 × 10–4
    11 8.00044 2.0569 × 10–3 3.8219 × 10–4
    Fläch. Nr. A4 A6
    2 3.2015 × 10–6 –1.0426 × 10–6
    5 –7.7718 × 10–7 –1.0822 × 10–7
    6 –1.4188 × 10–6 7.4981 × 10–6
    11 –6.9746 × 10–5 2.8466 × 10–5
  • [Ausführungsform 2]
  • Die numerischen Werte der zweiten Ausführungsform sind in Tabelle 2 dargestellt. 3A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches. 3B zeigt eine Linsenanordnung am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches. Die 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der zweiten Ausführungsform auftreten. [Tabelle 2]
    f = 4.98 ~ 8.23 ~ 13.46
    FNO = 3.2 ~ 4.0 ~ 5.4
    2ω = 64.5° ~ 40.2° ~ 24.9°
    bf = 7.530 ~ 10.069 ~ 14.225
    Fläch. Nr. R D nd vd
    1 47.866 1 1.80025 40.8
    2* 3.675 1.54 - -
    3 6.652 1.289 1.84666 23.785
    4 15.106 9.186 ~ 3.900 ~ 0.741
    5* 4.059 1.264 1.56627 71.32
    6* –33.691 0.212 - -
    7 4.176 0.96 1.62041 60.344
    8 9.893 0.4 2.08165 30.288
    9 3.221 0.59 - -
    10 65.849 0.904 1.67407 55
    11* –11.371 6.086 ~ 8.625 ~ 12.781
    12 ∞ 0.591 15 64
    13 ∞ 1.05 - -
    • * bezeichnet die asphärische Fläche, die in Bezug auf die optische Achse drehbar symmetrisch ist.
  • Daten zur asphärischen Fläche (die Koeffizienten der asphärischen Fläche, die nicht angezeigt sind, sind Null (0.00)):
    Fläch. Nr. K A4 A6
    2 –3.4886 7.3110 ×10–3 –4.7308 × 10–4
    5 –1 –7.4662 × 10–5 1.8056 × 10–4
    6 16.4777 –5.4804 × 10–4 2.8592 × 10–4
    11 8.00044 2.0569 × 10–3 3.8219 × 10–4
    Fläch. Nr. A8 A10
    2 3.2016 × 10–5 –1.0426 × 10–6
    5 –2.9815 × 10–5 –7.4888 × 10–6
    6 –9.7459 × 10–5 –9.7829 × 10–7
    11 –6.9746 × 10–5 2.8466 × 10–5
  • [Ausführungsform 3]
  • Die numerischen Werte der dritten Ausführungsform sind in Tabelle 3 dargestellt. 5A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches. 5B zeigt eine Linsenanordnung am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches. Die 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der dritten Ausführungsform auftreten. [Tabelle 3]
    f = 4.83 ~ 8.07 ~ 13.05
    FNO = 3.11 ~ 3.89 ~ 5.11
    2ω = 66.22° ~ 40.82° ~ 25.62°
    bf = 7.253 ~ 9.723 ~ 13.574
    Fläch. Nr. K A4 A6
    1 35.5771 1.000 1.80025 40.80
    2* 3.6598 1.523 - -
    3 6.3478 1.264 1.84666 23.79
    4 13.0856 9.464 ~ 3.900 ~ 0.725
    5* 4.2369 1.258 1.56627 71.32
    6* –28.4172 0.150 - -
    7 4.1515 1.083 1.48749 70.44
    8 –139.1604 0.400 1.80610 33.27
    9 3.6852 0.609 - -
    10 –49.5235 0.872 1.67407 55.00
    11* –10.2360 5.809 ~ 8.279 ~ 12.130
    12 ∞ 0.591 1.50000 64.00
    13 ∞ 1.050 - -
    • * bezeichnet die asphärische Fläche, die in Bezug auf die optische Achse drehbar symmetrisch ist.
  • Daten zur asphärischen Fläche (die Koeffizienten der asphärischen Fläche, die nicht angezeigt sind, sind Null (0.00)):
    Fläch. Nr. K A4 A6
    2 –3.4886 7.3110 × 10–3 –4.7308 × 10–4
    5 –1.096 0.0000 2.5755 × 10–4
    6 –13.769 –7.7187 × 10–4 3.4108 × 10–4
    11 8.00044 2.0569 × 10–3 3.8219 × 10–4
    Fläch. Nr. A8 A10
    2 3.2015 × 10–5 –1.0426 ×10–6
    5 –7.7718 × 10–5 –1.0822 × 10–7
    6 –1.4188 × 10–4 7.4981 × 10–6
    11 –6.9746 × 10–5 2.8466 × 10–5
  • [Ausführungsform 4]
  • Die numerischen Werte der vierten Ausführungsform sind in Tabelle 4 dargestellt. 7A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches. 7B zeigt eine Linsenanordnung am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches. Die 8A, 8B, 8C, 8D, 8E und 8F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der vierten Ausführungsform auftreten. [Tabelle 4]
    f = 5.06 ~ 8.27 ~ 13.65
    FNO = 3.23 ~ 4.05 ~ 5.41
    2ω = 63.88° ~ 40.02° ~ 24.56°
    bf = 7.712 ~ 10.256 ~ 14.564
    Fläch. Nr. R D nd vd
    1 46.0354 1.000 1.80025 40.80
    2* 3.6778 1.538 - -
    3 6.5423 1.256 1.84666 23.79
    4 14.2401 9.023 ~ 3.900 ~ 0.725
    5* 4.3697 1.245 1.51680 64.20
    6* –26.9151 0.150 - -
    7 3.7246 1.043 1.61800 63.33
    8 11.3378 0.458 1.80610 33.27
    9 3.3040 0.538 - -
    10 –118.4590 0.911 1.60970 57.74
    11* –8.4897 6.270 ~ 8.814 ~ 13.122
    12 ∞ 0.592 1.50900 64.00
    13 ∞ 1.050 - -
    • * bezeichnet die asphärische Fläche, die in Bezug auf die optische Achse drehbar symmetrisch ist.
  • Daten zur asphärischen Fläche (die Koeffizienten der asphärischen Fläche, die nicht angezeigt sind, sind Null (0.00)):
    Fläch. Nr. K A4 A6
    2 –3.1814 6.5394 × 10–3 –3.4373 × 10–4
    5 –1 4.1103 × 10–4 1.5418 × 10–4
    6 –75.584 –2.8092 × 10–4 1.6511 × 10–4
    11 3.79761 2.5952 × 10–3 4.2350 × 10–4
    Fläch. Nr. A8 A10
    2 1.9863 × 10–5 –5.4411 × 10–7
    5 –5.3829 × 10–5 –8.1734 × 10–8
    6 –8.8092 × 10–5 3.5145 × 10–6
    11 –3.4932 × 10–5 2.2830 × 10–5
  • [Ausführungsform 5]
  • Die numerischen Werte der fünften Ausführungsform sind in Tabelle 5 dargestellt. 9A zeigt eine Linsenanordnung des Zoom-Objektivsystems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches. 9B zeigt eine Linsenanordnung am äußersten Ende des Telefoto-Bereiches. Die 10A, 10B, 10C, 10D, 10E und 10F zeigen verschiedene Aberrationen, die in dem Zoom-Objektivsystem der fünften Ausführungsform auftreten. [Tabelle 5]
    f = 4.75 ~ 7.95 ~ 18.82
    FNO = 3.09 ~ 3.89 ~ 5.11
    2ω = 67.02° ~ 41.20° ~ 26.00°
    bt = 7.212 ~ 9.631 ~ 13.345
    Fläch. Nr. R D Nd vd
    1 39.5169 1.000 1.80025 40.80
    2* 3.6880 1.654 - -
    3 6.6959 1.248 1.84666 23.79
    4 14.4980 9.547 ~ 3.900 ~ 0.725
    5 5.0957 1.139 1.61800 63.33
    6 7097.5990 0.150 - -
    7 3.9490 1.170 1.61800 63.33
    8 –47.1643 0.400 2.08165 30.29
    9 6.0943 0.571 - -
    10* –42.0791 0.786 1.67407 55.00
    11* –26.7331 5.769 ~ 8.187 ~ 11.901
    12 ∞ 0.591 1.50000 64.00
    13 ∞ 1.050 - -
    • * bezeichnet die asphärische Fläche, die in Bezug auf die optische Achse drehbar symmetrisch ist.
  • Daten zur asphärischen Fläche (die Koeffizienten der asphärischen Fläche, die nicht angezeigt sind, sind Null (0.00)):
    Fläch. Nr. K A4 A6
    2 –2.2064 4.1306 × 10–3 –8.3484 × 10–5
    10 –1 7.6989 × 10–3 1.2038 × 10–3
    11 –1 1.2474 × 10–2 1.9681 × 10–3
    Fläch. Nr. A8 A10
    2 2.0876 × 10–6 1.3820 × 10–8
    10 2.5461 × 10–5 –5.5427 × 10–5
    11 6.1522 × 10–5 –4.3647 × 10–5
  • Tabelle 6 zeigt die numerischen Werte der ersten bis fünften Ausführungsform in Bezug auf die Bedingungen (1) bis (11). [Tabelle 6]
    Ausff. 1 Ausff. 2 Ausff. 3 Ausff. 4 Ausff. 5
    Bedg. (1) 1,63 1,64 1,69 1,61 1,71
    Bedg. (2) 0,69 0,69 0,68 0,70 0,67
    Bedg. (3) –0,99 –0,99 –0,94 –1,00 –0,92
    Bedg. (4) 17,0 17,0 17,0 17,0 17,0
    Bedg. (5) 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85
    Bedg. (6) 1,36 1,36 1,32 1,37 1,29
    Bedg. (7) 35,5 35,5 37,6 33,5 33,0
    Bedg. (8) 1,59 1,59 1,53 1,57 1,62
    Bedg. (9) 0,77 0,77 0,73 0,69 0,58
    Bedg. (10) 1,23 1,23 1,14 1,16 0,93
    Bedg. (11) 1,28 1,26 1,15 1,32 0,84
  • Wie dies anhand von Tabelle 6 gesehen werden kann, erfüllen die numerischen Werte einer jeden Ausführungsform die Bedingungen (1) bis (11). Darüber hinaus werden, wie dies anhand der Diagramme der Aberrationen gesehen werden kann, die verschiedenen Aberrationen auf adäquate Weise korrigiert.
  • Das fünfte Linsenelement L5 der positiven, zweiten Objektivgruppe LG2 in der ersten, der zweiten und der fünften Ausführungsform ist aus transparenter Keramik hergestellt, die beispielsweise in der ungeprüften, japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2004-43194 offenbart ist.
  • In Übereinstimmung mit der voranstehenden Beschreibung kann durch effektives Bereitstellen von wenigstens einer asphärischen Fläche ein Zoom-Objektivsystem, das eine höhere Auflösung und eine minimale Verzerrung aufweist, und das während der Benutzung ebenso wie in einem eingezogenen Zustand kompakt ist, erzielt werden.
  • An den spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben worden sind, können naheliegende Änderungen vorgenommen werden, wobei solche Modifizierungen innerhalb des beanspruchten Umfangs der Erfindung liegen. Es wird darauf hingewiesen, dass der gesamte, hierin enthaltene Gegenstand rein illustrativ ist, wohingegen die Ansprüche den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzen.

Claims (9)

  1. Zoom-Objektivsystem, das eine negative, erste Objektivgruppe (LG1) und eine positive zweite Objektivgruppe (LG2) in dieser Reihenfolge von einem Objekt her umfasst, wobei die negative, erste Objektivgruppe (LG1) ein erstes Linsenelement (L1) mit negativem Meniskus, dessen konvexe Fläche (S1) dem Objekt zugewandt ist, und ein zweites Linsenelement (L2) mit positivem Meniskus, dessen konvexe Fläche (S3) dem Objekt zugewandt ist, in dieser Reihenfolge von dem Objekt her umfasst; wobei die positive, zweite Linsengruppe (LG2) ein positives, drittes Linsenelement (L3), das an der Objektseiten-Fläche desselben einen kleineren Krümmungsradius hat, ein positives, viertes Linsenelement (L4), ein negatives, fünftes Linsenelement (L5), das an das positive, vierte Linsenelement (L4) geklebt ist, und ein sechstes Linsenelement (L6) mit einer geringeren Brechkraft in dieser Reihenfolge von dem Objekt her umfasst; wobei Zoomen durchgeführt wird, indem die negative, erste Linsengruppe (LG1) und die positive, zweite Linsengruppe (LG2) entlang der optischen Achse des Zoom-Objektivsystems bewegt werden; und wobei das Zoomobjektiv-System Bedingungen (1) und (2) in Bezug auf die Länge desselben entlang der optischen Achse erfüllt: TL/fw < 1,9 (1) 0,6 < fw/fII < 0,77 (2)wobei TL die Summe der Länge der negativen ersten Linsengruppe (LG1) und die der positiven zweiten Linsengruppe (LG2) bezeichnet; fw die kombinierte Brennweite des Zoomobjektivsystems im äußersten Weitwinkelbereich bezeichnet; und fII die Brennweite der positiven, zweiten Linsengruppe (LG2) bezeichnet.
  2. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 1, wobei die Bildseitenfläche (S2) des negativen, ersten Linsenelementes (L1) eine asphärische Fläche umfasst.
  3. Zoomlinsen-System nach Anspruch 1, wobei das negative, fünfte Linsenelement (L5) aus transparenter Keramik besteht.
  4. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 1, wobei das negative, erste Linsenelement (L1) der negativen, ersten Linsengruppe (LG2) Bedingung (3) in Bezug auf eine Brechkraft des negativen, ersten Linsenelementes (L1) erfüllt; wobei das negative, erste Linsenelement (L1) und das positive, zweite Linsenelement (L2) Bedingungen (4) und (5) in Bezug auf Linsenmaterialien derselben erfüllen; wobei das negative, erste Linsenelement (L1) der negativen, ersten Linsengruppe (LG1) Bedingung (6) in Bezug auf eine Bildseitenfläche (S2) des negativen, ersten Linsenelementes (L1) erfüllt: –1,1 < fw/f1 < –0,8 (3) 10 < ν1 – ν2 (4) 1,66 < n2 (5) 1,16 < fw/R2 < 1,51 (6)wobei fw die kombinierte Brennweite des Zoomobjektiv-Systems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches bezeichnet; f1 die Brennweite des negativen, ersten Linsenelementes (L1) bezeichnet; ν1 die Abbesche Zahl des negativen, ersten Linsenelementes (L1) bezeichnet; ν2 die Abbesche Zahl des positiven, zweiten Linsenelementes (L2) bezeichnet; n2 den Brechungsindex des positiven, zweiten Linsenelementes (L2) in Bezug auf die d-Linie bezeichnet; und R2 den Krümmungsradius der Bildseitenfläche (S2) des negativen, ersten Linsenelementes (L1) bezeichnet.
  5. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 4, wobei die Bildseitenfläche (S2) des negativen, ersten Linsenelementes (L1) eine asphärische Fläche umfasst.
  6. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 4, wobei das negative, fünfte Linsenelement (L5) aus transparenter Keramik besteht.
  7. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 1, wobei das positive, dritte Linsenelement (L3) der positiven, zweiten Linsengruppe (LG2) Bedingungen (7) und (8) in Bezug auf das Linsenmaterial desselben erfüllt; wobei das positive, dritte Linsenelement der positiven, zweiten Linsengruppe Bedingung (9) in Bezug auf eine Brechkraft desselben erfüllt; wobei das positive, dritte Linsenelement der positiven, zweiten Linsengruppe Bedingung (10) in Bezug auf eine Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes erfüllt; und wobei das positive, dritte Linsenelement und das negative, fünfte Linsenelement der zweiten, negativen Linsengruppe Bedingung (11) in Bezug auf die Objektseiten-Fläche des positiven, dritten Linsenelementes und eine Bildseiten-Fläche des negativen, fünften Linsenelementes erfüllen: 29,7 < (ν3 + ν4)/2 – ν5 (7) 1,45 < (n3 + n4)/2 < 1,78 (8) 0,5 < fw/f3 < 0,85 (9) 0,8 < fw/R5 < 1,45 (10) 0,75 < R5/R9 < 1,45 (11)wobei ν3 die Abbesche Zahl des positiven, dritten Linsenelementes bezeichnet; ν4 die Abbesche Zahl des positiven, vierten Linsenelementes bezeichnet; ν5 die Abbesche Zahl des negativen, fünften Linsenelementes bezeichnet; n3 den Brechungsindex des positiven, dritten Linsenelementes (L3) in Bezug auf die d-Linie bezeichnet; n4 den Brechungsindex des positiven, vierten Linsenelementes (L4) in Bezug auf die d-Linie bezeichnet; fw die kombinierte Brennweite des Zoomobjektiv-Systems am äußersten Ende des Weitwinkelbereiches bezeichnet; f3 die Brennweite des positiven, dritten Linsenelementes (L3) bezeichnet; R5 den Krümmungsradius der Objektseiten-Fläche (S5) des positiven dritten Linsenelementes (L3) bezeichnet; und R9 den Krümmungsradius der Bildseitenfläche (S9) des negativen, fünften Linsenelementes (L5) bezeichnet.
  8. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 7, wobei wenigstens zwei Flächen (S5–S11) von Linsenelementen (L3–L6), die die positive, zweite Linsengruppe (LG2) bilden, asphärische Flächen umfassen.
  9. Zoomobjektiv-System nach Anspruch 7, wobei das negative, fünfte Linsenelement (L5) aus transparenter Keramik besteht.
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