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DE4335283A1 - Zoom-Linsensystem - Google Patents

Zoom-Linsensystem

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Publication number
DE4335283A1
DE4335283A1 DE4335283A DE4335283A DE4335283A1 DE 4335283 A1 DE4335283 A1 DE 4335283A1 DE 4335283 A DE4335283 A DE 4335283A DE 4335283 A DE4335283 A DE 4335283A DE 4335283 A1 DE4335283 A1 DE 4335283A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lens
lens group
positive
negative
object side
Prior art date
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Granted
Application number
DE4335283A
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English (en)
Other versions
DE4335283B4 (de
DE4335283B8 (de
Inventor
Shuji Yooneyama
Takayuki Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Publication of DE4335283A1 publication Critical patent/DE4335283A1/de
Publication of DE4335283B4 publication Critical patent/DE4335283B4/de
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Publication of DE4335283B8 publication Critical patent/DE4335283B8/de
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Description

Die Anmeldung beansprucht die Priorität und basiert auf der am 15. Oktober 1992 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 4-277083, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier mit eingebunden ist.
Diese Erfindung betrifft ein Zoom-Linsensystem (das heißt ein Linsensystem für veränderliche Brennweite und Bildgröße), welches sich zur Verwendung mit Kompaktkameras eignet, die eine Beschränkung der hinteren Brennweite (bildseitigen Schnittweite) aufweisen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Zoom-Linsensystem, welches eine geringe Gesamtabmessung besitzt und welches ein hohes Zoom-Verhältnis von wenigstens 3 aufzeigen kann.
Bis jetzt verfügbare Zoom-Linsensysteme zur Verwendung mit Kompaktkameras, die Zoom-Verhältnisse von ungefähr 3 besitzen, bestehen aus drei Gruppen, entweder positive-positive-negative oder negative-positive-negative Gruppen. Die meisten dieser herkömmlichen Zoom-Linsensysteme besaßen jedoch eine große Gesamtlinsenlänge (der Abstand von der ersten Oberfläche zur Bildebene) an dem Schmalwinkelende (Teleobjektiveinstellung). Im Falle eines Linsensystems mit einer geringen Gesamtlänge ist die hintere Brennweite (bildseitige Schnittweite) gering und der Linsendurchmesser der dritten Linsengruppe ist so groß, daß die Anforderung an eine kompakte Anordnung nicht erfüllt wurde.
Ein anderes Problem bei den herkömmlichen Zoom-Linsensystemen liegt darin, daß bei Versuchen zur Herabsetzung der Gesamtlinsenlänge eine Neigung zu einer erhöhten positiven Verzeichnung (Verzerrung) auftritt.
Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich dieser Umstände durchgeführt worden und besitzt als Aufgabe ein Zoom-Linsensystem vorzusehen, welches nicht nur eine reduzierte Gesamtlinsenlänge und Linsendurchmesser aufweist, um selbst als eine Gesamteinheit kompakt zu sein, sondern auch ausgelegt ist, um eine wirksame Kompensation von Aberrationen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch ein Zoom-Linsensystem gelöst werden, welches in der Reihenfolge von der Objektseite gesehen umfaßt: eine positive Linsengruppe, eine positive erste Linsengruppe und eine negative zweite Linsengruppe, wobei die dritte negative Linsengruppe ein positives Linsenelement aufweist, mit asphärischen Oberflächen auf beiden Seiten, auf der dem Objekt am nächsten liegenden Seite, die eine auf das Bild gerichtete konvexe Oberfläche aufweist und wobei die dritte Linsengruppe außerdem wenigstens ein negatives Linsenelement enthält, welches eine auf das Objekt gerichtete konkave Oberfläche aufweist, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß alle Linsengruppen während eines Zoomvorgangs von dem Weitwinkelende zu dem Telewinkelende (Schmalwinkelende) in Richtung auf das Objekt hin bewegt werden und das System die folgenden Bedingungen erfüllt:
  • a) 0 < ΔX3 G1/fs
  • b) - 0,75 < ΔX3G2/ΔX3G1 < 0
  • c) - 1,5 < r3G2/fs < - 0,5
wobei
ΔX3G1 der Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Objektseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe;
ΔX3G2 der Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe;
r3G2 der paraxiale Krümmungsradius der asphärischen Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe; und
fs die Brennweite des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 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;
Fig. 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;
Fig. 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;
Fig. 5 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 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;
Fig. 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;
Fig. 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;
Fig. 9 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 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;
Fig. 11 eine Anzahl von Kurvendarstellungen, in denen verschiedene Aberrationen aufgetragen sind, die in dem Linsensystem von Beispiel 3 an dem Mittenwinkelende auftreten;
Fig. 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;
Fig. 13 eine vereinfachte Querschnittsansicht, die das Zoom-Linsensystem gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 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;
Fig. 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
Fig. 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 Fig. 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:
  • d) 0,1 < ΔV3G1 < 0,5
  • e) 0,0 < ΔV3G2 < 0,3
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:
  • f) 0,3 < fs/f3GP < 0,8
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 positive 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:
  • g) 0,9 < fs/f2G < 1,4
  • h) 40 < γ2GaN
  • i) γ2GbN < 40
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:
  • j) 0,2 < Σd2G/fs < 0,4
  • k) -35 < ΔI2Gb/fB <-5,
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:
Wenn die konische Konstante K gleich 0 ist, wird die folgende Gleichung erhalten:
mit
wenn die Brennweite f gleich 1,0 ist, wird der sich ergebende Wert wie folgt transformiert. Durch Einsetzen der folgenden Gleichungen
in die obige Gleichung wird die folgende Gleichung erhalten:
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 den Koeffizienten der verschiedenen Arten von Aberrationen dritter Ordnung
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, 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
Fig. 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.
Fig. 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 Fig. 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:
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
Tabelle 2
Tabelle 3
Beispiel 2
Fig. 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 Fig. 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
Tabelle 5
Tabelle 6
Beispiel 3
Fig. 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 Fig. 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
Tabelle 8
Tabelle 9
Beispiel 4
Fig. 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 Fig. 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 Koeffizienten 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
Tabelle 11
Tabelle 12
Die folgende Tabelle 13 zeigt wie die darin spezifizierten Bedingungen a) bis k) durch jeweilige Beispiele 1 bis 4 erfüllt werden.
Tabelle 13
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 (12)

1. Zoom-Linsensystem, welches in der Reihenfolge von der Objektseite umfaßt: eine positive Linsengruppe, eine positive erste Linsengruppe und eine negative zweite Linsengruppe, wobei die negative dritte Linsengruppe ein positives Linsenelement aufweist, mit asphärischen Oberflächen auf beiden Seiten, auf der dem Objekt am nächsten liegenden Seite, die eine auf das Bild gerichtete konvexe Oberfläche aufweist und wobei die dritte Linsengruppe außerdem wenigstens ein negatives Linsenelement enthält, welches eine auf das Objekt gerichtete konkave Oberfläche aufweist, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß alle Linsengruppen während eines Zoomvorgangs von der Weitwinkelstellung auf die Telewinkelstellung bewegt werden und das System die folgenden Bedingungen erfüllt:
  • a) 0 < ΔX3 G1/fs
  • b) - 0,75 < ΔX3G2/ΔX3G1 < 0
  • c) - 1,5 < r3G2/fs < - 0,5
wobei
ΔX3G1 der Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Objektseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe;
ΔX3G2 der Betrag der Asphärizität der Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe;
r3G2 der paraxiale Krümmungsradius der asphärischen Oberfläche auf der Bildseite des positiven Linsenelements auf der Objektseite der dritten Linsengruppe; und
fs die Brennweite des Gesamtsystems an dem Weitwinkelende ist.
2. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Linsenelement in der dritten Linsengruppe, welches auf der dem Objekt nächstliegenden Seite angeordnet ist, außerdem die folgenden Bedingungen erfüllt:
  • d) 0,1 < ΔV3G1 < 0,5
  • e) 0,0 < ΔV3G2 < 0,3
wobei
ΔV3G1 der Änderungsbetrag des Verzeichnungskoeffizienten aufgrund der asphärischen Oberfläche auf der Objektseite ist, berechnet unter der Annahme, daß die Brennweite des Gesamtsystems an der Weitwinkelstellung 1,0 ist; und
ΔV3G2 der Änderungsbetrag des Verzeichnungskoeffizienten der Aberrationen mit dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Oberfläche auf der Bildseite ist, berechnet unter der Annahme, daß die Brennweite des Gesamtsystems an der Weitwinkelstellung 1,0 ist.
3. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Linsenelement auf der Objektseite der dritten Linsengruppe aus einem Plastikmaterial hergestellt ist und die folgende Bedingung erfüllt:
  • f) 0,3 < fs/f3GP < 0,8
wobei f3GP die Brennweite der Plastiklinse ist.
4. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe in der Reihenfolge von der Objektseite umfaßt: eine negative erste Untergruppe (2a) und eine positive zweite Untergruppe (2b), wobei jede wenigstens eine verkittete Linse umfaßt, die aus einem negativen und einem positiven Linsenelement besteht und außerdem die folgenden Bedingungen erfüllt:
  • g) 0,9 < fs/f2G < 1,4
  • h) 40 < γ2GaN
  • i) γ2GbN < 40
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.
5. Zoom-Linsensystem nach Anspruch 3, welches außerdem die folgende Bedingung j) erfüllt und wobei die zweite Untergruppe (2b) wenigstens eine asphärische Oberfläche umfaßt, die die folgende Bedingung k) erfüllt:
  • j) 0,2 < Σd2G/fs < 0,4
  • k) -35 < ΔI2Gb/fB < -5,
wobei
Σd2G die Summe der Abstände zwischen Oberflächen in der zweiten Linsengruppe; und
ΔI2Gb der Änderungsbetrag des sphärischen Aberrationskoeffizienten aufgrund der asphärischen Oberfläche in der zweiten Untergruppe (2b) bedeutet.
6. Zoom-Linsensystem, welches in der Reihenfolge von der Objektseite umfaßt: eine positive Linsengruppe, eine positive erste Linsengruppe und eine negative zweite Linsengruppe, wobei die dritte negative Linsengruppe ein positives Linsenelement aufweist, mit asphärischen Oberflächen auf beiden Seiten, auf der dem Objekt nächstliegenden Seite, welche eine auf das Bild gerichtete konvexe Oberfläche aufweist und wobei die dritte Linsengruppe außerdem wenigstens ein negatives Linsenelement umfaßt, welches eine auf das Objekt gerichtete konkave Oberfläche aufweist, das positive Linsenelement auf der Objektseite der dritten Linsengruppe aus einem Plastikmaterial hergestellt ist und die folgende Bedingung erfüllt:
  • f) 0,3 < fs/f3GP < 0,8
wobei fs die Brennweite des Gesamtsystems an der Weitwinkeleinstellung und f3GP die Brennweite der Plastiklinse ist.
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