DE69404197T2

DE69404197T2 - Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv

Info

Publication number: DE69404197T2
Application number: DE69404197T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Nakajima; Hiroaki Okayama; Shusuke Ono
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2014-04-14
Also published as: DE69404197D1; EP0620467A2; US5552937A; EP0620467A3; EP0620467B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Feld der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv hoher Leistungsfähigkeit zum Gebrauch in einer Videokamera oder ähnlichem, das ein Zoomverhältnis von ungefähr 3, einen halben Öffnungswinkel am Weitwinkelende von ungefähr 40º und eine Aberrationskorrektur hat.

2. Stand der Technik mit Bezug zu der Erfindung

Sowohl hohe Bildqualität und hohe Leistungsfähigkeit als auch Bedienbarkeit und Handhabbarkeit werden von den jüngsten Videokameras verlangt. Daher wurden 1/3 Inch-hochauflösende Abbildungsvorrichtungen populär und 1/4 Inch-Abbildungsvorrichtungen werden nun entwickelt. So haben diese Vorrichtungen zur Abnahme der Größe und des Gewichtes von Videokameras beigetragen. Zusätzlich besteht großer Bedarf an einem kompakten leichtgewichtigen Weitwinkel-Zoomobjektiv hoher Leistungsfähigkeit mit einem großen Aperturverhältnis. Außerdem ist auch eine Abnahme der Kosten sehr erwünscht. Daher ist es nötig, ein Weitwinkel-Zoomobjektiv hoher Leistungsfähigkeit zu entwickeln, das weniger Linsen umfaßt, maschinell bearbeitbar ist und bessere Massenproduktionseigenschaften hat.
Für ein Weitwinkel-Zoomobjektiv hoher Vergrößerung steigt jedoch der Außendurchmesser der Linse, die am nächsten an einem Objekt ist; außerdem sind mehrere Linsen nötig, um eine hohe Aberrationskorrektur zu erhalten. Die Größe, das Gewicht und der Preis der Zoomobjektive steigen und deswegen können Zoomobjektive nicht in Verbrauchervideokameras benutzt werden.
Für kompakte und leichtgewichtige Zoomobjektive mit einem Zoomverhältnis von 2 bis 3, die weniger Linsen umfassen, wird häufig ein Zwei-Gruppen-Zoomobjektiv benutzt, welches ein Objekt durch Anordnung einer Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft auf der Objektseite und einer Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft auf der Bildseite und Veränderung des Abstandes zwischen den beiden Linsengruppen zoomt. Zum Beispiel hat das Zwei-Gruppen-Zoomobjektiv, das in US-Patent Nr. 5,155,629 offenbart ist, ein Zoomverhältnis von ungefähr 3, einen halben Öffnungswinkel von 27º bis 9º und eine F-Zahl von 2,8 bis 5,7 und umfaßt 7 bis 8 Linsen. Das Zwei-Gruppen-Zoomobjektiv, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 3-16004 offenbart ist, hat ein Zoomverhältnis von ungefähr 2, einen halben Öffnungswinkel von ungefähr 38º bis 17º und eine F-Zahl von 4 bis 4,5 und umfaßt 10 Linsen.
In US-Patent Nr. 5,054,897 ist ein Zwei-Gruppen-Objektiv mit einem Zoomverhältnis von 2, einem halben Öffnungswinkel an der Weitwinkel-Zoomposition von 27º und einer F-Zahl bei der Weitwinkel-Zoomposition von 2 beschrieben, das sieben Komponenten hat.
Jedoch können die existierenden Zwei-Gruppen-Zoomobjektive, die den obigen Aufbau haben, nicht gleichzeitig ein Zoomverhältnis von ungefähr 3, einen halben Öffnungswinkel von ungefähr 38º und eine F-Zahl von 2 haben, da das Objektiv eine kleine Anzahl von Linsen umfaßt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung soll die obigen Probleme mit existierenden Zoom-Objektiven lösen und ihr Ziel ist es, ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv mit einem einfachen Aufbau zur Verfügung zu stellen, das verschiedene Arten von Aberrationskorrektur, einschließlich chromatischer Aberration, und ein Zoomverhältnis von ungefähr 3 hat, indem eine neue Linsenstruktur und der optimale asphärische Aufbau benutzt wird und außerdem eine Videokamera bereitzustellen, die das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv einsetzt.
Dieses Ziel wird mit einem asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektiv, das die Merkmale des Anspruches 1 hat und durch eine Videokamera entsprechend dem Anspruch 2 erreicht.
Die vorliegende Erfindung stellt ein maschinell bearbeitbares asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv zur Verfügung, das den obigen einfachen Aufbau aufweist und ein Zoomverhältnis von ungefähr 3, einen halben Öffnungswinkel am Weitwinkelende von ungefähr 40º und eine F-Zahl von ungefähr 2 hat, indem die erste Linsengruppe mit zwei negativen Linsen und einer positiven Linse und die zweite Linsengruppe mit einer positiven Linse, einer verkitteten Linse, die eine positive Linse und eine negative Linse umfaßt, und einer positiven Linse aufgebaut sind und indem eine oder mehrere asphärische Oberflächen in jeder der ersten und zweiten Linsengruppen gebildet sind.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv hoher Leistungsfähigkeit mit einem einfachen Aufbau zur Verfügung, das Aberrationskorrektur durch Erfüllen der Bedingungen (1) bis (6) hat.
Weiterhin ist es durch Erfüllen der Bedingungen (7) oder (8) möglich, das Herstellungsverfahren zu benutzen, welches besser in den Massenproduktionseigenschaften ist und außerdem die Herstellungszeit während der Realisierung einer genauen Oberflächenform verringert.
Weiterhin ist es mglich, durch den Gebrauch des Weitwinkel- Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung eine kompakte, leichtgewichtige Videokamera hoher Vergrößerung und hoher Bildqualität zu realisieren.
Wie oben beschrieben, macht es das asphärische Weitwinkel- Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung möglich, z.B. ein Zoomverhältnis von ungefähr 3, einen halben Öffnungswinkel am Weitwinkelende von ungefähr 40º und eine F-Zahl von ungefähr 2 zu realisieren, wobei eine einfache maschinenbearbeitbare Struktur gebraucht wird, die 7 Linsen umfaßt, und auch eine kompakte leichtgewichtige Videokamera hoher Leistungsfähigkeit zu realisieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 2, 3 bzw. 4 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 5, 6 bzw. 7 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 8, 9 bzw. 10 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asph4rischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 11, 12 bzw. 13 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 14, 15 bzw. 16 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 17, 18 bzw. 19 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 20, 21 bzw. 22 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 23, 24 bzw. 25 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 26, 27 bzw. 28 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 29, 30 bzw. 31 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figuren 32, 33 bzw. 34 zeigen Aberrationsdiagramme der Zoompositionen am Weitwinkelende, an der Standardposition bzw. am telephotographischen Ende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobj ektivs der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 35 zeigt eine Darstellung des Aufbaus einer Videokamera der vorliegenden Erfindung.
In jedem Aberrationsdiagramm stellt (a), (b), (c), (d) bzw. (e) die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Verzerrung (%), die chromatische sphärische Aberration bzw. die chromatische Aberration der Vergrößerung dar. Im Diagramm der sphärischen Aberration stellt eine durchgehende Linie die sphärische Aberration der d-Linie und die gestrichelte Linie die sin-Bedingung dar. Im Diagramm des Astigmatismus stellt eine durchgehende Linie die sagittale Bildoberflächenkrümmung und die gestrichelte Linie die meridionale Bildoberflächenkrümmung dar. Im Diagramm der chromatischen sphärischen Aberration stellt die durchgehende Linie den Wert für die d-Linie, die gestrichelte Linie den Wert für die F-Linie und die durchbrochene Linie den Wert für die C-Linie dar. Im Diagramm der chromatischen Aberration der Vergrößerung stellt die gestrichelte Linie den Wert der F-Linie und die gebrochene Linie den Wert für die C-Linie dar.
1 ... Erste Linsengruppe
2 ... Zweite Linsengruppe
3 ... Kristallfilter oder ähnliches
4 ... Bilderzeugende Oberfläche

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜRRUNGSPORMEN

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen werden im folgenden durch Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der ersten Ausführungsform des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 sind eine erste Linsengruppe 1, eine zweite Linsengruppe 2, eine flache Platte 3, die optisch äquivalent zu einem Kristallfilter oder einer Frontplatte einer Abbildungsvorrichtung ist, und eine Abbildungsfläche 4 von links in dieser Reihenfolge angeordnet.
Zoomen wird durch Änderung des Luftspaltes zwischen der ersten Linsengruppe 1 mit einer negativen Brechkraft und der zweiten Linsengruppe 2 mit einer positiven Brechkraft durchgeführt. Wenn es nötig ist, wird Fokussieren durch Bewegen der ersten Linsengruppe entlang der optischen Achse oder durch Bewegen sowohl der ersten Linsengruppe 1 als auch der zweiten Linsengruppe 2 entlang der optischen Achse durchgeführt.
Die erste Linsengruppe 1 hat eine oder mehrere asphärische Oberflächen und umfaßt zwei negative Linsen und eine positive Linse und die zweite Linsengruppe 2 hat eine oder mehrere asphärische Oberflächen und umfaßt eine positive Linse, eine verkittete Linse, die eine positive Linse und eine negative Linse umfaßt, und eine positive Linse.
Die erste Linsengruppe umfaßt zwei meniskusnegative Linsen L1 und L2, deren Bildseiten konkav sind, und die meniskuspositive Linse L3, deren Bildseite konkav ist, welche von der photographischen Objektseite in dieser Reihenfolge angeordnet sind, und hat eine oder mehrere asphärische Oberflächen, welche unverzichtbar für den Aufbau der ersten Linsengruppe 1 mit drei Linsen sind, einen halben Öffnungswinkel von ungefähr 400 realisieren und verschiedene Arten von Aberrationen korrigieren. Im speziellen ist die asphärische Oberfläche der ersten Linsengruppe 1 sehr effektiv beim Korrigieren einer Verzerrung.
Jede Bedingung der ersten Linsengruppe 1 ist unten in größerem Detail beschrieben.
Die Bedingung (1) befaßt sich mit der Brechkraft der ersten Linsengruppe 1. Wenn die Brechkraft eine obere Schranke übersteigt, steigt die laterale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe 2, die F-Zahl an der Schmalwinkelseite steigt und es ist schwieriger eine Aberration zu korrigieren. Im Gegensatz dazu fällt die laterale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe 2, wenn die Brechkraft unter eine untere Schranke fällt und es ist schwieriger, den hinteren Brennpunkt zu sichern, der nötig ist zum Einsatz eines Kristallfilters, und die Objektivlänge über alles und der äußere Durchmesser der Linsen der ersten Linsengruppe steigen.
Die Bedingung (2) befaßt sich mit dem Durchschnittswert der Krümmungsradien auf der bildseitigen Oberfläche der Linse L1 und der der Linse L2. Wenn der Durchschnittswert unter eine untere Schranke fällt, wird die sphärische Aberration auf der Schmalwinkelseite überkorrigiert und es ist schwieriger, die Linsen maschinell zu bearbeiten, aufgrund der zu großen Krümmung. Wenn der Durchschnittswert eine obere Schranke übersteigt, ist es unmöglich, gleichzeitig den Astigmatismus und die Verzerrungen nur durch die Optimierung der asphärischen Oberfläche zu korrigieren.
Die Bedingung (3) befaßt sich mit dem Krümmungsradius der objektivseitigen Oberfläche der Linse L3. Wenn der Krümmungsradius unter eine untere Schranke fällt, ist es schwieriger, die sphärische Aberration auf der Schmalwinkelseite zu korrigieren, und es ist auch schwieriger, die Linsen maschinell zu bearbeiten, aufgrund des zu großen Krümmungsradius. Wenn der Krümmungsradius eine obere Schranke übersteigt, ist es schwieriger, die Koma-Aberration zu korrigieren, die in den Linsen L1 und L2 erzeugt wird.
Die Bedingung (4) befaßt sich mit den Abbe-Zahlen der Linsen L1, L2 und L3, die die erste Linsengruppe bilden. Wenn die Abbe-Zahl unter eine untere Schranke fällt, ist es unmöglich, die chromatische Aberration der Vergrößerung auf der Weitwinkelseite zu korrigieren. Darüber hinaus ist es schwierig, gleichzeitig die chromatische sphärische Aberration und die chromatische Aberration der Vergrößerung auf der Schmalwinkelseite zu korrigieren.
Die Bedingungen für die zweite Linsengruppe umfassen die positive Linse L4, deren Objekt- und Bildseiten konvex sind, die verkittete Linse, die die positive Linse L5, deren Objektseite konvex ist, und die negative Linse L6, deren Bildseite konkav ist, umfaßt, und die positive Linse L7, deren Objektseite konvex ist, und die in dieser Reihenfolge von der Objektseite angeordnet sind und eine oder mehrere asphärische Oberflächen haben, die unverzichtbar für den Aufbau der zweiten Linsengruppe 2 mit vier Linsen sind, ein großes Aperturverhältnis von ungefähr F2 auf der Weitwinkelseite und ungefähr F3 auf der Schmalwinkelseite realisieren und verschiedene Arten monochromatischer Aberrationen und die chromatische Aberration korrigieren. Im speziellen ist die asphärische Oberfläche der zweiten Linsengruppe 2 sehr effektiv beim Korrigieren der sphärischen Aberration.
Die Bedingung, daß die objektseitige Oberfläche und die bildseitige Oberfläche der positiven Linse L5, welche die zweite Linse von der Objektseite aus der zweiten Linsengruppe 2 ist, oder der positiven Linse L7, welche die vierte Linse von der Objektseite davon ist, die denselben Krümmungsradius haben, stellt einen großen Vorteil beim Herstellen des Zoomobjektivs dar, das eine kleine Linse umfaßt, deren Objekt- und bildseitigen Krümmungsradien sehr schwierig auseinanderzuhalten sind, um nicht umgekehrt eingesetzt zu werden, wenn das Zoomobjektiv zusammengesetzt wird.
Jede Bedingung der zweiten Linsengruppe 2 wird weiter unten in größerem Detail beschrieben.
Die Bedingung (5) befaßt sich mit dem Krümmungsradius der objektseitigen Oberfläche der Linse L5. Wenn der Krümmungsradius unter eine untere Schranke fällt, wird die Koma-Aberration, welche höher als der Hauptstrahl ist, für einen Objektpunkt unter der optischen Achse überkorrigiert und es ist schwieriger, die Linse maschinell zu bearbeiten, aufgrund des zu großen Krümmungsradius. Wenn der Krümmungsradius eine obere Schranke übersteigt, ist es schwieriger, den hinteren Brennpunkt zu sichern, der nötig für das Einsetzen eines Kristallfilters oder ähnlichem ist, weil die Position des bildseitigen Hauptpunktes der zweiten Linsengruppe 2 der Objektseite nahekommt.
Die Bedingung (6) befaßt sich mit dem Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche der Linse L7. Wenn der Krümmungsradius unter eine untere Schranke fällt, wird eine große Öffnungsweite aufgrund der Koma-Aberration oberhalb des Hauptstrahles für einen Objektpunkt unter der optischen Achse erzeugt und es ist schwieriger, die Linse maschinell zu bearbeiten, aufgrund des zu großen Krümmungsradius. Wenn der Krümmungsradius eine obere Schranke übersteigt, ist es schwieriger, den Astigmatismus zu korrigieren.
Tabelle 1 zeigt konkrete Zahlenwerte.
In Tabelle 1 bezeichnet das Symbol "r" den Krümmungsradius einer Linsenoberfläche, "d" bezeichnet die Dicke einer Linse oder den Luftspalt zwischen Linsen, "n" bezeichnet den Brechungsindex für die d-Linie jeder Linse, "v" bezeichnet die Abbe-Zahl für die d-Linie jeder Linse.
Die asphärische Oberfläche wird durch den folgenden Ausdruck (1) definiert.
Z: Abstand vom Punkt auf der asphärischen Oberfläche von dem Scheitel der asphärischen Oberfläche, wenn die Höhe gleich Y ist
Y: Höhe von der optischen Achse
C: Krümmung am Scheitel der asphärischen Oberfläche
D, E, F und G: Faktor der asphärischen Oberfläche
Die erste und die achte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 3 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann. Tabelle 4 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. In diesen Tabellen ist die Standardposition eine Zoomposition für die minimale Objektivlänge. Die Symbole f, F/NO bzw. W bezeichnen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Die Tabelle 5 zeigt die zweite zahlenmäßige Ausführungsform. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 7 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann. Tabelle 8 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnun gswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 9 zeigt die dritte zahlenmäßige Ausführungsform. Die erste und achte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 10 gezeigt. Tabelle 11 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 12 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 13 zeigt die vierte zahlenmäßige Ausführungsform. Die dritte und achte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 15 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 16 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 17 zeigt die fünfte zahlenmäßige Ausführungsform Die erste und zehnte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 18 gezeigt. Tabelle 19 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 20 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 21 zeigt die sechste zahlenmäßige Ausführungsform. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 22 gezeigt. Tabelle 23 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 24 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzwc W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 25 zeigt die siebte zahlenmäßige Ausführungsform. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 26 gezeigt. Tabelle 27 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 28 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 29 zeigt die achte zahlenmäßige Ausführungsform, welche ein konkretes numerisches Beispiel für das Erfüllen der Bedingung (7) für die Zentrumsdicke dl der Linse L1 der ersten Linsengruppe ist. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 31 gezeigt. Tabelle 31 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 32 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdrukkes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F- Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 33 zeigt die neunte zahlenmäßige Ausführungsform, welche ein anderes konkretes zahlenmäßiges Beispiel für das Erfüllen der Bedingung (7) ist. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 34 gezeigt. Tabelle 35 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 36 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 37 zeigt die zehnte zahlenmäßige Ausführungsform, welche noch ein anderes konkretes zahlenmäßiges Beispiel für das Erfüllen der Bedingung (7) ist. Die erste, achte und neunte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 38 gezeigt. Tabelle 39 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 40 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Tabelle 41 zeigt die elfte zahlenmäßige Ausführungsform, welche ein konkretes zahlenmäßiges Beispiel für das Erfüllen der Bedingung (8) für die Zentrumsdicke d3 der Linse L2 der ersten Linsengruppe ist. Die dritte und achte Oberfläche sind asphärisch und der Faktor der asphärischen Oberfläche ist in Tabelle 42 gezeigt. Tabelle 43 zeigt den Wert für einen Objektpunkt an einer Position 2 m von der Linsenspitze, als ein Beispiel des Luftspaltes, welcher durch Zoomen geändert werden kann, und Tabelle 44 zeigt den Wert jedes Bedingungsausdruckes. Die Symbole f, F/NO bzw. W zeigen die Brennweite, die F-Zahl bzw. den halben Öffnungswinkel bei jeder Zoomposition.
Figuren 2, 3 bzw. 4 zeigen Aberrationsdiagramme an den Zoompositionen des Weitwinkelendes, der Standardposition bzw. dem telephotographischen Ende des asphärischen Zoomobjektivs der ersten Ausführungsform, die in Tabelle 1 gezeigt ist; Figuren 5, 6 bzw. 7 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der zweiten Ausführungsform, die in Tabelle 5 gezeigt ist; Figuren 8, 9 bzw. 10 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der dritten Ausführungsform, die in Tabelle 9 gezeigt ist; Figuren 11, 12 bzw. 13 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der vierten Ausführungsform, die in Tabelle 13 gezeigt ist; Figuren 14, 15 bzw. 16 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der fünften Ausführungsform, die in Tabelle 17 gezeigt ist; Figuren 17, 18 bzw. 19 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der sechsten Ausführungsform, die in Tabelle 21 gezeigt ist; Figuren 20, 21 bzw. 22 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der siebten Ausführungsform, die in Tabelle 25 gezeigt ist; Figuren 23, 24 bzw. 25 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der achten Ausführungsform, die in Tabelle 29 gezeigt ist;
Figuren 26, 27 bzw. 28 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der neunten Ausführungsform, die in Tabelle 33 gezeigt ist; Figuren 29, 30 bzw. 31 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der zehnten Ausführungsform, die in Tabelle 37 gezeigt ist; und Figuren 32, 33 bzw. 34 zeigen Aberrationsleistungen des asphärischen Zoomobjektivs der elften Ausführungsform, die in Tabelle 41 gezeigt ist. An diesen Figuren wird gefunden, daß jede Ausführungsform eine vorzuziehende optische Leistungsfähigkeit hat, bei welcher sowohl die monochromatische Aberration als auch die chromatische Aberration gut korrigiert sind.
Die Videokamera der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 35 gezeigt ist, umfaßt zumindest das asphärische Weitwinkelobjektiv 11, die Abbildungsvorrichtung 12, den Signalprozessierungskreis 13 und den Sucher 14 der obigen Ausführungsformen. Deshalb ist es möglich, eine kompakte, leichtgewichtige Videokamera hoher Leistungsfähigkeit zu realisieren.
In der obigen Beschreibung ist ein Fall beschrieben, in dem die objektseitige Oberfläche der Linsen L1 oder L2 der ersten Linsengruppe 1 asphärisch ist. Jedoch ist es ebenso möglich, die vorliegende Erfindung auf einen Fall anzuwenden, bei welchem die andere Oberfläche asphärisch ist.
In der obigen Beschreibung ist ein Fall beschrieben, bei welchem die Linse L1 oder L2 der zweiten Linsengruppe 2 asphärisch ist. Jedoch ist es auch möglich, die vorliegende Erfindung auf einen Fall anzuwenden, bei welchem die andere Oberfläche asphärisch ist. Tabelle 1 Erste Ausführungsform Tabelle 2 Faktor der asphärischen Oberfläche der ersten Ausführungsform Tabelle 3 Zoomintervall der ersten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 4 Wert des Bedingungsausdruckes der ersten Ausführungsform Tabelle 5 zweite Ausführungsform Tabelle 6 Faktor der asphäridchen Oberfläche der zweiten Ausführungsform Tabelle 7 Zoomintervall der zweiten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 8 Wert des Bedingungsausdruckes der zweiten Ausführungsform Tabelle 9 Dritte Ausführungsform Tabelle 10 Faktor der asphärischen Oberfläche der dritten Ausführungsform Tabelle 11 Zoomintervall der dritten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 12 Wert des Bedingungsausdruckes der dritten Ausführungsform Tabelle 13 Vierte Ausführungsform Tabelle 14 Faktor der asphärischen Oberfläche der vierten Ausführungsform Tabelle 15 Zoomintervall der vierten Ausführungsform für den Objekt unkt 2-m Tabelle 16 Wert des Bedingungsausdruckes der vierten Ausführungsform Tabelle 17 Fünfte Ausführungsform Tabelle 18 Faktor der asphärischen Oberfläche der fünften Ausführungsform Tabelle 19 Zoomintervall der fünften Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 20 Wert des Bedingungsausdruckes der fünften Ausführungsform Tabelle 21 Sechste Ausführungsform Tabelle 22 Faktor der asphärischen Oberfläche der sechsten Ausführungsform Tabelle 23 Zoomintervall der sechsten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 24 Wert des Bedingungausdruckes der sechsten Ausführungsform Tabelle 25 Siebte Ausführungsform Tabelle 26 Faktor der asphärischen Oberfläche der siebten Ausführungsform Tabelle 27 Zoomintervall der siebten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 28 Wert des Bedingungsausdruckes der siebten Ausführungsform Tabelle 29 Achte Ausführungsform Tabelle 30 Faktor der asphärischen Oberfläche der achten Ausführungsform Tabelle 31 Zoomintervall der achten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 32 Wert des Bedingungsausdruckes der achten Ausführungsform Tabelle 33 Neunte Ausführungsform Tabelle 34 Faktor der asphärischen Objektfläche der neunten Ausführungsform Tabelle 35 Zoomintervall der neunten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 36 Wert des Bedingungsausdruckes der neunten Ausführungsform Tabelle 37 Zehnte Ausführungsform Tabelle 38 Faktor der asphärischen Oberfläche der zehnten Ausführungsform Tabelle 39 Zoomintervall der zehnten Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 40 Wert des Bedingungsausdruckes der zehnten Ausführungsform Tabelle 41 Elfte Ausführungsform Tabelle 42 Faktor der asphärischen Oberfläche der elften Ausführungsform Tabelle 43 Zoomintervall der elften Ausführungsform für den Objektpunkt 2-m Tabelle 44 Wert des Bedingungsausdruckes der elften Ausführungsform

Claims

1. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv, das eine erste Linsengruppe (1), die eine negative Brechkraft hat, und eine zweite Linsengruppe (2), die eine positive Brechkraft hat, welche in dieser Reihenfolge von einer photographischen Objektseite angeordnet sind, umfaßt, um Zoomen durch Änderung eines Luftspaltes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe auszuführen, wobei

sowohl die erste als auch die zweite Linsengruppe eine oder mehrere asphärische Oberflächen haben;

die erste Linsengruppe zwei meniskusnegative Linsen (L1) und (L2), von denen jeweils die Bildseite konkav ist, und eine positive Linse (L3), deren Objektseite konvex ist, umfaßt, welche in dieser Reihenfolge von der photographischen Objektseite aus angeordnet sind;

die erste Linsengruppe, die folgende Bedingung erfüllt:

(1) 0,3 < fW f1 < 0,5;

die zweite Linsengruppe eine positive Linse (L4), deren Objekt- und Bildseiten konvex sind, eine kombinierte Linse (L5, L6), die eine positive Linse (L5), deren Objektseite konvex ist, und eine negative Linse (L6), deren Bildseite konkav ist, umfaßt, und eine positive Linse (L7), deren Objektseite konvex ist, umfaßt, welche in dieser Reihenfolge von der photographischen Objektseite aus angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die kombinierte Linse in der zweiten Linsengruppe (2) eine verkittete Linse (L5, L6) ist;

die erste Linsengruppe (1) weiterhin die folgenden Bedingungen erfüllt:

(2) 0,6 < (r2 + r4) 1 (2 f1 ) < 1,0

(3) 0,7 < r5/ f1 < 1,5

(4) 20 < (VL1 + vL2)/2 - vL3

wobei in den obigen Ausdrücken fW eine Brennweite an einem Weitwinkelende darstellt; f1 eine Brennweite der ersten Linsengruppe darstellt; r2, r4 bzw. r5 die Krümmungsradien der bildseitigen Oberfläche der ersten Linse (L1) der ersten Linsengruppe, einer bildseitigen Oberfläche der zweiten Linse (L2) der ersten Linsengruppe bzw. einer objektseitigen Oberfläche der dritten Linse (L3) der ersten Linsengruppe darstellen; vL1, vL2 bzw. vL3 die entsprechenden Abbe-Zahlen darstellen; und

die zweite Linsengruppe (2) die folgenden Bedingungen erfüllt:

(5) 0,6 < r10/f2 < 3,0

(6) 0,4 < r12/f2 < 0,8

wobei in den obigen Ausdrücken f2 eine Brennweite der zweiten Linsengruppe (2) darstellt und rlo bzw. r12 die Krümmungsradien der Objektseite der positiven Linse (L5), die in der kombinierten Linse in der zweiten Linsengruppe (2) umfaßt ist, bzw. der Bildseite der negativen Linse (L6), die in der kombinierten Linse in der zweiten Linsengruppe (2) umfaßt ist, darstellt.

2. Videokamera, die das asphärische Weitwinkelobjektiv entsprechend dem Anspruch 1 verwendet.

3. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv entsprechend dem Anspruch 1, wobei die zweite Linse (L5) der zweiten Linsengruppe (2) von der photographischen Objektseite aus eine positive Linse ist, deren Objekt- und Bildseiten die gleichen Krümmungsradien haben.

4. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv entsprechend dem Anspruch 1, wobei die vierte Linse (L7) der zweiten Linsengruppe (2) von der photographischen Objektseite aus eine positive Linse ist, deren Objekt- und Bildseiten die gleichen Krümmungsradien haben.

5. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv entsprechend dem Anspruch 1, wobei die erste Linse (L1) der ersten Linsengruppe (1) von der photographischen Objektseite aus eine oder mehrere asphärische Oberflächen hat und die folgende Bedingung erfüllt:

(7) d1 / fW > 0,35

wobei in dem obigen Ausdruck d1 eine Zentrumsdicke der ersten negativen Linse (L1) ersten Linsengruppe (1) und fW eine Brennweite am Weitwinkelende darstellt.

6. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv entsprechend dem Anspruch 1, wobei die zweite Linse (L2) der ersten Linsengruppe (1) von der photographischen Objektseite aus eine oder mehrere asphärische Oberflächen hat und die folgende Bedingung erfüllt:

(8) d3 / fW > 0,3

wobei in dem obigen Ausdruck d3 eine Zentrumsdicke der zweiten negativen Linse (L2) der ersten Linsengruppe (1) und fW eine Brennweite am Weitwinkelende darstellt.