DE60123204T2

DE60123204T2 - Zoom-Objektiv

Info

Publication number: DE60123204T2
Application number: DE60123204T
Authority: DE
Inventors: c/o Canon Kabushiki Kaisha Yoshinori Itoh
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: DE60123204D1; EP1220002B1; KR20020053758A; US6671103B2; EP1220002A3; US20020154908A1; CN1374544A; EP1220002A2; CN1162727C; KR100505800B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zoomlinse, die für eine Verwendung in einer digitalen Stehbildkamera, einer Videokamera, einer Silberhalidkamera, oder dergleichen, geeignet ist, und insbesondere auf eine Zoomlinse, bei der eine Zunahme des Fotografiesichtwinkels und eine Verringerung der Gesamtlinsenlänge erzielt werden und die im Hinblick auf die Tragbarkeit überlegen ist.
Zugehöriger Stand der Technik
Derzeit gibt es als ein Ergebnis des funktionellen Fortschritts von Kameras (optischen Geräten), die einen Festkörperbildsensor anwenden, wie beispielsweise eine Videokamera, eine Digitalkamera und eine elektronische Stehbildkamera, einen Bedarf an einer Vereinbarkeit zwischen einer hohen optischen Leistung des optischen Systems, die in dieser verwendet wird, und einer Verringerung ihrer Größer. Des Weiteren ist es bei einer Kamera von dieser Art erforderlich, zwischen dem hintersten Abschnitt der Linse und dem Bildsensor verschiedene optischen Elemente anzuordnen, wie beispielsweise einen Tiefpassfilter und einen Farbkorrekturfilter, so dass das dabei verwendete optische System ein Linsensystem haben muss mit einem relativ langen Rückseitenfokus. Des Weiteren ist es im Falle einer Kamera, die einen Farbbildsensor verwendet, für das dabei verwendete optische System erforderlich, dass es zufriedenstellende telezentrische Eigenschaften an der Bildseite hat, um eine Farbschattierung zu verhindern.
Es ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 63-135 913 (die dem Patent US 4 838 666 entspricht), in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-261 083, etc. ein Zoomlinsensystem vorgeschlagen worden, das aus drei Linseneinheiten in einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung besteht, der sowohl die Rückfokussiereigenschaften als auch die telezentrischen Eigenschaften erfüllt.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 7-52 256 offenbart eine Zoomlinse, die aus drei Linseneinheiten besteht in einem Aufbau einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung von der Objektseite aus, wobei der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linseneinheit beim Zoomen von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende zunimmt.
Die Beschreibung des Patents US 5 434 710 offenbart eine Zoomlinse, die aus drei Linseneinheiten besteht mit einem Aufbau einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung von der Objektseite aus, wobei der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linseneinheit beim Zoomen von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende abnimmt.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 3-288 113 (die dem Patent US 5 270 863 entspricht) offenbart ein optisches System, das aus einer Zoomlinse besteht, die drei Linseneinheiten aufweist in einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung, bei dem die erste Linseneinheit mit der negativen optischen Leistung ortsfest ist und die zweite und die dritte Linseneinheit mit einer positiven optischen Leistung bewegt werden, um eine Leistungsvariation zu bewirken.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-147 381 (die dem Patent US 6 243 213 B entspricht), die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-137 164 und das Patent US 4 465 343 offenbart an einer Zoomlinse, die drei Linseneinheiten aufweist mit einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung, wobei ein Fokussieren mit der zweiten Einheit bewirkt wird.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-111 798 (die dem Patent US 6 308 011 B entspricht) offenbart eine Zoomlinse, die aus drei Linseneinheiten besteht mit einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung von der Objektseite aus. Bei dieser Zoomlinse sind eine Linsenrückseite mit der erforderlichen Länge zum Einführen eines Filters oder dergleichen, die an der Bildebenenseite sichergestellt ist, und den erforderlichen telezentrischen Eigenschaften für einen Festkörperbildsensor gleichzeitig vorgesehen, bei der die Gesamtlänge so weit wie möglich verringert ist, während ein variables Leistungsverhältnis von zwei oder mehr beibehalten wird, um eine kompakte Zoomlinse vorzusehen.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 60-31 110 (die dem Patent US 4 687 302 entspricht) offenbart eine Zoomlinse, die aus vier Linseneinheiten besteht mit einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven, einer positiven und einer positiven optischen Leistung von der Objektseite aus, bei der der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linseneinheit beim Zoomen von einem Weitwinkelende zu einem Telefotoende abnimmt, wobei die vierte Linseneinheit während des Zoomens ortsfest ist.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-14 764 (die dem Patent US 4 687 302 entspricht) offenbart eine Zoomlinse, die aus vier Linseneinheiten in einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven, einer positiven und einer positiven optischen Leistung besteht, bei der ein Fokussieren mit der dritten Linseneinheit bewirkt wird.
Derzeit hat der Festkörperbildsensor eine große Anzahl an Pixeln, und es gibt eine Tendenz, dass die Pixelgröße bei einer speziellen Bildgröße eher klein wird. Als ein Ergebnis gibt es ein Bedarf an einer fotografischen Linse, die eine höhere optische Leistung im Vergleich zu den herkömmlichen Linsen mit der gleichen Bildgröße hat.
Des Weiteren besteht ein Bedarf an einer Zoomlinse, bei der die erforderliche Linsenrückfläche für das Einführen eines Filters oder dergleichen hinter dem Linsensystem sichergestellt ist und gleichzeitig die erforderlichen telezentrischen Eigenschaften zum Verringern eines Schattierens für einen Festkörperbildsensor erzielt werden, wobei die Gesamtlinsenlänge verringert ist, um eine kompakte Zoomlinse mit einem hohen variablen Leistungsverhältnis zu schaffen.
Beispielsweise gibt es bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-147 831, in der offengelegte japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-137 164 und in dem Patent US 4 465 343 offenbarten Zoomlinse aus drei Linseneinheiten keine positiven Linseneinheit, die in dem gesamten Zoombereich in der Nähe der Bildebene angeordnet ist, so dass es schwierig ist, eine ausreichend lange Ausgangspupille sicherzustellen, um die telezentrischen Eigenschaften vorzusehen. Um eine ausreichend lange Ausgangspupille sicherzustellen, ist es erforderlich, die Leistung der ersten Einheit zu entspannen, was dazu führt, dass die Gesamtlinsenlänge bei dem Weitwinkelende ziemlich groß ist.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 60-31 110 offenbarten Zoomlinse ist die Anzahl an Linsen hoch, so dass das Linsensystem als Ganzes dazu neigt, dass es eher groß ist.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 4-14 764 offenbarten Zoomlinse ist der Luftabstand zwischen der zweiten und der dritten Linseneinheit an dem Weitwinkelende klein, so dass es schwierig ist, eine ausreichend lange Ausgangspupille an dem Weitwinkelbereich sicherzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue kompakte Zoomlinse zu schaffen, die aus wenigen Linsen besteht, und die eine ausgezeichnete optische Leistung hat, wenn der vorstehend erwähnte Stand der Technik berücksichtigt wird.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, wird eine Zoomlinse gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Eine Zoomlinse gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist:
eine erste Linseneinheit mit einer negativen optischen Leistung;
eine Linseneinheit mit einer positiven optischen Leistung, wobei die zweite Linseneinheit aus einer ersten Linsenuntereinheit mit einer positiven optischen Leistung, die an einer Objektseite angeordnet ist, und einer zweiten Linsenuntereinheit mit einer positiven optischen Leistung, die an einer Bildseite in Bezug auf einen maximalen Zwischenraum in der zweiten Linseneinheit angeordnet ist, besteht; und
eine dritte Linseneinheit mit einer positiven optischen Leistung, wobei die erste bis dritte Linseneinheit in dieser Reihenfolge von der Objektseite zu der Bildseite angeordnet sind,
wobei eine Zoomen bewirkt wird durch ein Bewegen der Linseneinheiten in derartiger Weise, dass der Abstand zwischen der ersten Linseneinheit und der zweiten Linseneinheit an einem Telefotoende kleiner als an einem Weitwinkelende ist, und dass der Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit und der dritten Linseneinheit an dem Telefotoende größer als an dem Weitwinkelende ist,
wobei ein Fokussieren bewirkt wird durch ein Bewegen der zweiten Linsenuntereinheit,
wobei ein Strahlbündel, das von der ersten Linsenuntereinheit an dem Telefotoende ausgegeben wird, im Wesentlichen afokal ist, und
wobei unter der Annahme, dass die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei einer Unendlichkeit an den Telefotoende bewirkt wird, β2bt ist, die folgende Bedingung erfüllt ist: –0,30 < β2bt < 0,55.
Bei einem weiteren Aspekt weist die Zoomlinse das Merkmal auf, dass, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei einer Unendlichkeit an dem Weitwinkelende bewirkt wird, unter der Annahme, dass der Abstand zwischen der ersten Linsenuntereinheit und der zweiten Linsenuntereinheit d2abw ist und dass die Fokussierlänge von dem gesamten System bei dem Weitwinkelende fw ist, die folgende Bedingung erfüllt ist: 0,2 < d2abw/fw < 1,0.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1A, 1B und 1C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 1.
2 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 1.
3 zeigt eine Darstellung der Aberration an der Zwischenzoomposition der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 1.
4 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 1.
Die 5A, 5B und 5C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 2.
6 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 2.
7 zeigt eine Darstellung der Aberration bei der Zwischenzoomposition der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 2.
8 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 2.
Die 9A, 9B und 9C zeigen Schnittansichten von einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 3.
10 zeigt eine Darstellung der Aberration bei dem Weitwinkelende von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiels 3.
11 zeigt eine Darstellung der Aberration bei der Zwischenzoomposition von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 3.
12 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 3.
Die 13A, 13B und 13C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 4.
14 zeigt eine Darstellung der Aberration bei dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 4.
15 zeigt eine Darstellung der Aberration bei der Zwischenzoomposition von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiels 4.
16 zeigt eine Darstellung der Aberration bei dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 4.
Die 17A, 17B und 17C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 5.
18 zeigt eine Darstellung der Aberration bei dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 5.
19 zeigt eine Darstellung der Aberration bei der Zwischenzoomposition der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 5.
20 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 5.
Die 21A, 21B und 21C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 6.
22 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 6.
23 zeigt eine Darstellung der Aberration an der Zwischenzoomposition von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 6.
24 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 6.
Die 25A, 25B und 25C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 7.
26 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 7.
27 zeigt eine Darstellung der Aberration an der Zwischenzoomposition von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 7.
28 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 7.
Die 29A, 29B und 29C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 8.
30 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Weitwinkelende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 8.
31 zeigt eine Darstellung der Aberration an der Zwischenzoomposition von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 8.
32 zeigt eine Darstellung der Aberration an dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 8.
33 zeigt eine schematische Darstellung einer Digitalkamera.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind die Ausführungsbeispiele der Zoomlinse gemäß der vorliegenden Erfindung und ein optisches Gerät, das diese anwendet, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die 1A, 1B und 1C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 1, das nachstehend beschrieben ist. Die 2 bis 4 zeigen Darstellungen, die jeweils die Aberration an dem Weitwinkelende, der Zwischenzoomposition und dem Telefotoende von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiel 1 darstellen.
Die 5A, 5B und 5C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 2, das nachstehend beschrieben ist. Die 6 bis 8 zeigen Darstellungen, die jeweils die Aberration an dem Weitwinkelende, an der Zwischenzoomposition und an dem Telefotoende von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiels 2 darstellen.
Die 9A, 9B und 9C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiels 3, das nachstehend beschrieben ist. Die 10 bis 12 zeigen Darstellungen, die jeweils die Aberration an dem Weitwinkelende, an der Zwischenzoomposition und an dem Telefotoende von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiels 3 darstellen.
Die 13A, 13B und 13C zeigen Schnittansichten einer Zoomlinse gemäß einem Ausführungsbeispiel 4, das nachstehend beschrieben ist. Die 14 bis 16 zeigen Darstellungen, die jeweils die Aberration an dem Weitwinkelende, an der Zwischenzoomposition und an dem Telefotoende der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 4 darstellen.
In den Schnittansichten der jeweiligen Zoomlinsen der numerischen Ausführungsbeispielen, die in den 1, 5, 9 und 13 gezeigt sind, ist mit dem Symbol L1 eine erste Linseneinheit mit einer negativen optischen Leistung (die optische Leistung ist das Reziprok der fokussierten Länge) gezeigt, ist mit dem Symbol L2 eine zweite Linseneinheit mit einer positiven optischen Leistung bezeichnet, ist mit dem Symbol L3 eine dritte Linseneinheit mit einer positiven optischen Leistung bezeichnet, ist mit dem Symbol SP eine Aperturblende bezeichnet und ist mit dem Symbol IP eine Bildebene bezeichnet, an der ein Festkörperbildsensor wie beispielsweise ein CCD oder ein CMOS angeordnet. Mit dem Symbol G ist ein Glasblock gezeigt, der einem Filter, einem Farbtrennprisma oder dergleichen entspricht.
Die zweite Linseneinheit L2 ist aus einer ersten Linsenuntereinheit L2a mit einer positiven optischen Leistung und einer zweiten Linsenuntereinheit L2b mit einer positiven optischen Leistung zusammengesetzt, die voneinander durch einen Luftzwischenraum beabstandet sind, der in der zweiten Linseneinheit L2 am größten ist, wobei die zweite Linsenuntereinheit L2b in der Richtung der optischen Achse bewegt wird, um ein Fokussieren von einem Objekt bei einer Unendlichkeit zu einem Objekt bei einem endlichen Abstand zu bewirken.
Die Zoomlinse von dem Ausgangsbeispiel 1 hat eine erste Linseneinheit L1 mit einer negativen optischen Leistung, eine zweite Linseneinheit L2 mit einer positiven optischen Leistung und eine dritte Linseneinheit L3 mit einer positiven optischen Leistung, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite aus angeordnet sind, und die Linseneinheiten werden derart bewegt, dass der Abstand zwischen der ersten Linseneinheit L1 und der zweiten Linseneinheit L2 kleiner ist und der Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit L2 und der dritten Linseneinheit L3 größer ist an dem Telefotoende als an dem Weitwinkelende, um das Zoomen dadurch zu bewirken. Dann wird unter der Annahme, dass der Abstand zwischen der ersten Linsenuntereinheit L2a und der zweiten Linsenuntereinheit L2b, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei Unendlichkeit an dem Weitwinkelende erzielt wird, d2abW ist und dass die Fokussierlänge von dem Gesamtsystem bei dem Weitwinkelende fw ist, die folgende Bedingung erfüllt: 0,2 < d2abW/fw < 1,0 (1)
Des Weiteren wird unter der Annahme, dass das Strahlbündel, das von der ersten Linsenuntereinheit L2a an dem Telefotoende ausgegeben wird, im Wesentlichen afokal ist, und dass die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit L2b, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei Unendlichkeit an dem Telefotoende erzielt wird, β2bt ist, die folgende Bedingung erfüllte –0,30 < β2bt < 0,55 (2)
Wenn gesagt wird, dass das Strahlbündel im Wesentlichen afokal ist, bedeutet dies, dass die kombinierte Fokussierlänge f12a von der ersten Linseneinheit L1 und der ersten Linsenuntereinheit L2a ungefähr eine Größe hat, die die folgende Ungleichung erfüllt: 20 × fw < |f12a|.
Bei der Zoomlinse des Ausführungsbeispiels 1 wird die Hauptleistungsvariation bewirkt durch ein Bewegen der zweiten Linseneinheit L2 mit der positiven optischen Leistung, und ein Versatz von dem Bildpunkt auf Grund der Leistungsvariation wird korrigiert, indem die erste Linseneinheit L1 mit der negativen optischen Leistung im Wesentlichen hin- und herbewegt wird. Die dritte Linseneinheit L3 mit der positiven optischen Leistung trägt nicht zu einer Leistungsvariation bei, wenn sie während des Zoomens ortsfest ist. Jedoch teilt sie die Zunahme der optischen Leistung der fotografischen Linse als ein Ergebnis der Verringerung der Größe eines Bildsensors und sie verringert die optischen Leistung von dem Kurzzoomsystem, das durch die erste und die zweite Linseneinheit ausgebildet ist, wodurch die Erzeugung einer Aberration bei jeder der Linsen, die die erste Linseneinheit L1 bilden, insbesondere eingeschränkt wird, wodurch eine zufriedenstellende optische Leistung erzielt wird. Des Weiteren wird eine an der Bildseite bewirkte Erzeugung eines telezentrischen Bildes, die insbesondere bei einem fotografischen Gerät, das eine Festkörperbildsensor oder dergleichen verwendet, erforderlich ist, erzielt, indem bewirkt wird, dass die dritte Linseneinheit L3 mit der positiven optischen Leistung als eine Feldlinse fungiert.
Des Weiteren wird, was das Fokussieren anbelangt, ein sogenanntes Innenfokussiersystem, bei dem die kleine und leichte zweite Linsenunterheit L2b bewegt wird, aufgegriffen, wodurch ein schnelles Fokussieren mit Leichtigkeit erzielt werden kann. Des Weiteren wird durch ein geeignetes Einstellen des Linsenaufbaus die Schwankung der Aberration zum Zeitpunkt des Fokussierens vermindert.
Des Weiteren ist die dritte Linseneinheit L3 zum Zeitpunkt des Zoomens und Fokussierens ortsfest gemacht, wodurch der Linsenfassungsaufbau vereinfacht ist.
Während bei sämtlichen numerischen Ausführungsbeispielen der Zoomlinse von dem Ausführungsbeispiel 1 die dritte Linseneinheit L3 während des Zoomens ortsfest ist, ist es ebenfalls möglich, dass die Linseneinheit beweglich ist. Dies gestaltet den Linsenfassungsaufbau kompliziert, erleichtert jedoch das weitere Vermindern einer Schwankung der Aberration beim Zoomen.
Bei dem Ausführungsbeispiel 1 sind die erste und die zweite Linsenuntereinheit L2a und L2b an dem gleichen Nocken angeordnet, und die unterschiedliche Änderung bei jedem Objektabstand in Bezug auf die ersten Linsenuntereinheit L2a wird durch einen Aktuator, der mit der zweiten Linseneinheit L2 operativ verbunden ist, während des Zoomens angetrieben, wodurch eine Vereinfachung des mechanischen Aufbaus erzielt wird.
Nachstehend wird die Bedeutung von den Konditionalausdrücken erläutert.
Bei dem Konditionalausdruck (1) ist der Abstand d2abW zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b bei dem Weitwinkelende genormt durch die Fokussierlänge fb bei dem Weitwinkelende. Wenn der obere Grenzwert von dem Konditionalausdruck (1) überschritten wird, und der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b zu groß wird, wird die Größe von dem Antriebsmechanismus zum Antreiben der zweiten Linsenuntereinheit L2b in nachteilhafter Weise groß.
Wenn der untere Grenzwert von dem Konditionalausdruck (1) überschritten wird, und der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b zu klein wird, wird die Ausgangspupillenposition an dem Weitwinkelende zu kurz, so dass der Einfluss des Schattierens in nachteilhafter Weise groß wird.
Genauer gesagt ist der numerische Bereich von dem Konditionalausdruck (1) wie folgt eingestellte: 0,3 < d2abw/fw < 0,7 (1a)
Nachstehend ist die technische Bedeutung von dem Konditionalausdruck (2) erläutert.
Bei der Zoomlinse von dem Ausführungsbeispiel 1 wird das Fokussieren durch die zweite Linsenuntereinheit L2b der zweiten Linseneinheit L2 bewirkt. Es ist erforderlich, den mechanischen Aufbau einfach einzustellen, und in geeigneter Weise die Fokussierempfindlichkeit von der zweiten Linsenuntereinheit 2b bei dem Telefotoende einzustellen, um die Schwankungen der verschiedenen Aberrationen auf Grund des Fokussierens zu unterdrücken.
Unter der Annahme, dass die jeweiligen Bilderzeugungsvergrößerungen von der zweiten Linsenuntereinheit Lb und der dritten Linseneinheit L3 an dem Telefotoende β2bt bzw. β33t betragen, kann die Fokussierempfindlichkeit von der zweiten Linsenuntereinheit L2b wie folgt ausgedrückt werden: (1 – β2bt2) × β3t3
Um eine geeignete Empfindlichkeit zu halten, ist es erforderlich, dass das Strahlbündel, das von der ersten Linsenuntereinheit L2a an dem Telefotoende ausgegeben wird, im Wesentlichen afokal ist und dass die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit L2b, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei Unendlichkeit erzielt wird, ausreichend gering eingestellt ist.
Der Konditionalausdruck (2) ist auf die vorstehend dargelegte Anforderung gegründet.
Wenn der obere Grenzwert von dem Konditionalausdruck (2) überschritten wird und die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit L2b zu groß wird, wird die Fokussierempfindlichkeit von der zweiten Linsenuntereinheit L2b verschlechtert, und der Fokussierauslassbetrag nimmt zu. Somit ergibt sich, wenn ein Fokussieren an einem nahen Objekt in dem Telefotobereich zu erzielen ist, eine Beeinträchtigung bei der zweiten und der ersten Linsenuntereinheit L2b und L2a, so dass es schwierig ist, den Nah-Abstand zu verkürzen.
Wenn andererseits der untere Grenzwert von dem Konditionalausdruck (2) überschritten wird und die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit L2b zu gering wird, zeigt das Strahlbündel, das von der ersten Linsenuntereinheit L2a ausgegeben wird, eine intensive Divergenz, und die Schwankung bei der Feldkrümmung auf Grund des Fokussierens nimmt in dem Telefotobereich in nachteilhafter Weise zu.
Es ist hier zu bevorzugen, den numerischen Bereich von dem Konditionalausdruck (2) wie folgt einzustellen: –0,10 < β2bt < 0,52 (2a)
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Zoomlinse von diesem Ausführungsbeispiel die ursprüngliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung lösen. Jedoch ist es, um eine hohe optische Leistung über den gesamten variablen Leistungsbereich und die gesamte Bildebene zu erzielen, erwünscht, dass eine oder mehrere der folgenden Anforderungen erfüllt wird.
(A-1) Unter der Annahme, dass die jeweiligen Abstände zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b an dem Weitwinkelende und an dem Telefotoende, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei Unendlichkeit erzielt wird, d2abw bzw. d2abd sind, und die jeweiligen Abstände zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a, L2b bei dem Weitwinkelende und dem Telefotoende, wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei einem Abstand von 500 × fw erzielt wird, d2abw#fo bzw. d2abt#fo betragen, wird die folgende Bedingung erfüllt: (d2abt – d2abt#fo) > (d2abw – d2abw#fo) (3)
Der Konditionalausdruck (3) wird verwendet, um den Linsenabstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a L2b geeignet einzustellen, wenn die zweite Linsenuntereinheit L2b zum Zeitpunkt des Fokussierens ausgelassen wird. Wenn der Konditionalausdruck (3) nicht erfüllt werden kann, nimmt die Größe von dem Linsensystem als Ganzes in nachteilhafter Weise zu.
(A-2) Beim Bewirken eines Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende soll der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b variieren.
Indem somit der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a L2b zum Zeitpunkt des Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende variiert, ist es möglich, die Schwankung der Aberration auf Grund der Leistungsschwankung in einer noch eher zufriedenstellenden Weise zu korrigieren.
Des Weiteren wird bei dem Ausführungsbeispiel 1 die Zoomlinse als eine solche Zoomlinse erachtet, die aus drei Linseneinheiten zusammen gesetzt ist. Wenn jedoch wie in dem Fall der Zoomlinsen von dem numerischen Ausführungsbeispielen 1, 2 und 3 der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a L2b während des Zoomens variiert, kann die Zoomlinse als eine solche Zoomlinse erachtet werden, die aus vier Linseneinheiten zusammengesetzt ist und zwar in einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven, einer positiven und einer positiven optischen Leistung.
(A-3) Es sollte eine Blende SP vorgesehen sein, die daran angepasst ist, sich mit der ersten Linsenuntereinheit L2a einstückig zu bewegen.
(A-4) Die Blende SP soll an der Objektseite von der ersten Linsenuntereinheit L2a angeordnet werden. Die vorstehend genannten Bedingungen (A-3) und (A-4) sind Bedingungen zum Plazieren einer Verringerung des Durchmessers der vorderen Linse, während eine Aberrationskorrektur in einer zufriedenstellenden Art und Weise ausgeführt wird.
(A-5) Die erste Linseneinheit L1 soll lediglich durch zwei Linsenelemente aus einem negativen Linsenelement mit einer asphärischen Oberfläche und einem positiven Linsenelement ausgebildet sein. Dies macht es einfach, die Dicke von der ersten Linseneinheit zu verringern, um eine Verringerung der Größe zu erzielen, während die Distorsionsaberration in dem Weitwinkelbereich korrigiert wird.
(A-6) Die erste Linsenuntereinheit L2a soll zumindest eine zementierte Linse haben, die ausgewählt worden ist, indem ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement miteinander zementiert worden sind. Die positive und die negative Linse, die beim Korrigieren der axialen chromatischen Aberration erforderlich sind, sind außerordentlich empfindlich, so dass es erwünscht ist, sie miteinander zu zementieren, um eine Verschlechterung der Leistung während der Herstellung zu verhindern.
(A-7) Die erste Linsenuntereinheit L2a soll zumindest zwei positive Linsenelemente haben. Dies ermöglicht es, die Hauptpunkte in der ersten Linsenuntereinheit nach vorn anzuordnen, wodurch es möglich ist, eine physikalische Beeinträchtigung (Interferenz) mit der ersten Linseneinheit in dem Telefotobereich zu verhindern.
(A-8) Die zweite Linsenuntereinheit L2b soll lediglich durch eine unitäre Linsenkomponente ausgebildet sein, die aus einem einzelnen Linsenelement und einer zementierten Linse besteht.
In dem der Linsenaufbau von der zweiten Linsenuntereinheit minimal gestaltet wird, wird es leicht, eine Verringerung der Größe des gesamten Systems zu erzielen.
(A-9) Die dritte Linseneinheit L3 soll durch ein einzelnes Linsenelement ausgebildet sein. Indem die dritte Linseneinheit minimiert (minimal gestaltet) wird, ist es möglich, eine Interferenz (eine Beeinträchtigung) mit der zweiten Linsenuntereinheit bei dem Weitwinkelende zu verhindern und eine Verringerung der Größe zu erzielen.
(A-10) Die dritte Linseneinheit L3 soll während des Zoomens ortsfest sein. Dies ermöglicht ein Ausbilden der Linsenfassung mit einem mechanisch einfachen Aufbau.
Nachstehend ist der Linsenaufbau von den Zoomlinsen von den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 spezifisch beschrieben.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 besteht die erste Linseneinheit L1 aus zwei Linsen: eine negative Miniskuslinse, die an der Objektseite angeordnet ist und eine konvexe Oberfläche an der Objektseite und eine asphärische Oberfläche an der Bildseite aufzeigt; und eine positive Miniskuslinse, die eine konvexe Oberfläche an der Objektseite aufzeigt.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 1 besteht die erste Linsenuntereinheit L2a aus drei Linsen, die eine positive Linse und eine zementierte Linse sind, die eine positive optische Leistung als Ganzes hat und die ausgebildet ist, indem eine positive Linse mit konvexen Oberflächen an beiden Seiten und eine negative Linse, die konkave Flächen an beiden Seiten hat, zementiert sind.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 2 bis 4 besteht die erste Linsenuntereinheit L2a aus drei Linsen: eine positive Linse, deren Krümmung an der Objektseite größer (deren Krümmungsradius kleiner ist) als an der Bildseite ist und deren beide Seiten konvexe Oberflächen bilden; und zementierte Linsen, die ausgebildet sind, indem eine positive Linse, deren beide Seiten konvexe Oberflächen ausbilden, und eine negative Linse, deren beide Seiten konkave Oberflächen ausbilden und die eine negative optische Leistung als Ganzes hat, miteinander zementiert sind.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 ist eine Blende SP an der Objektseite der zweiten Linseneinheit L2 vorgesehen, wobei die Blende SP sich mit der zweiten Linseneinheit L2 während des Zoomens einstückig bewegt.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 ist eine asphärische Oberfläche an der Objektseite von der positiven Linse an der Objektseite der zementierten Linse in der ersten Linsenuntereinheit L2a vorgesehen.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1, 2 und 4 besteht die zweite Linsenuntereinheit L2b aus einer zementierten Linse, die ausgebildet ist, indem eine negative Linse mit einer konvexen Oberfläche an der Objektseite und einer positiven Linse mit konvexer Oberfläche an beiden Seiten von ihr miteinander zementiert sind.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 3 besteht die zweite Linsenuntereinheit L2b aus einer einzelnen positiven Linse, deren beide Seiten konvexe Oberflächen sind.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 besteht die dritte Linseneinheit L3 aus einer einzelnen positiven Linse.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 3 hat die positive Linse von der dritten Linseneinheit L3 eine asphärische Oberfläche an der Objektseite.
Bei dem Zoomen bewegt sich bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 die erste Linseneinheit L1 an einer Bewegungsortskurve der Hin- und Herbewegungsart, wobei die Positionen der ersten Linseneinheit L1 an dem Weitwinkelende und dem Telefotoende im Wesentlichen die gleichen sind, wobei die Bewegung in einer Ortskurve konvex an der Bildseite in dem Zwischenbereich bewirkt wird.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 bewegen sich die erste und die zweite Linsenuntereinheit L2a und L2b zu der Objektseite hin während des Zoomens. Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 und 2 nimmt der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b während des Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende ab. Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 3 nimmt der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b während des Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende zu und nimmt dann ab, wobei der Abstand an dem Telefotoende etwas größer als an dem Weitwinkelende ist. Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 4 ändert sich der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b während des Zoomens von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende nicht.
Nachstehend sind die Daten der numerischen Ausführungsbeispiele 1 bis 4 gezeigt. Bei diesen numerischen Ausführungsbeispielen ist mit dem Symbol e der Ordnungsgrad der Oberfläche von der Objektseite aus gezeigt, ist mit dem Symbol Ri der Krümmungsradius von jeder Oberfläche gezeigt, ist mit dem Symbol Di die Elementdicke oder der Luftabstand zwischen der i- ten Oberfläche und der (i + 1)- ten Oberfläche gezeigt und sind mit Ni bzw. υi jeweils der Brechungsindex in Bezug auf die d-Linie und die Abbe-Konstante gezeigt. Die beiden Oberflächen, die am nächsten zu der Bildseite sind, bilden einen Glasblock G, der einem Kristalltiefpassfilter, einem Infrarotabtrennfilter oder dergleichen entspricht. Unter der Annahme, dass der Versatz in der Richtung der optischen Achse bei einer Höhe H gemessen von der optischen Achse den Wert x hat, wobei die Oberflächenwerte als eine Referenz dient, kann der asphärische Aufbau wie folgt ausgedrückt werden: [Gleichung 1]
wobei R der Krümmungsradius ist, K eine konische Konstante ist und A, B, C, D und E asphärische Konstanten sind.
Des Weiteren ist mit [e – x] gemeint: [x 10^–x]
Die Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen den vorstehend erwähnten Konditionalausdrücken aus den verschiedenen Werten bei den numerischen Ausführungsbeispielen 1 bis 4.
Numerisches Ausführungsbeispiel 1
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = 1,30000e+00 A = 0 B = 3,19358c-04 C = 2,47171e-07 D = 3,57102e-08 E = 4,6710e-10
6. Fläche: k = 6,85202c-03 A = 0 B = 2,83480c-04 C = 3,66671e-06 D = –1,22280e-06 E = 4,61961e-08

Numerisches Ausführungsbeispiel 2
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = –1,05670c+100 A = 0 B = 4,30431c-04 C = 1,54471e-06 D = 5,01190e-08 E = 9,58836e-10
8. Fläche: k = 1,19778c+00 A = 0 B = –5,99304e-04 C = –8,60711e-06 D = –1,23239e-06 E = 4,79022e-08

Numerisches Ausführungsbeispiel 3
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = –1,26671e100 A = 0 B = 1,98495c-03 C = 1,78263c-05 D = –3,89544e-06 E = 1,54685e-07
8. Fläche: k = 6,85202e-03 A = 0 B = –1,94477e-03 C = 3,27632e-05 D= –3,11268e-05 E = 3,51825e-06
13. Fläche: k = 0,00000e+100 A = 0 B = 3,36681e-05 C = 8,26694c-06 D = –1,04884c-05 E = 3,52403e-08

Numerisches Ausführungsbeispiel 4
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = 1,04670c+100 A = 0 B = 4,09984e-04 C = 1,40934e-06 D = 7,47026e-08 E = –1,55583e-09
8. Fläche: k = 1,18413e+100 A = 0 B = –6,00015e-04 C = –8,91980e-06 D = –1,20969c-06 E = 4,79022e-08

Tabelle 1
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Die 17A bis 17C zeigen Schnittansichten von einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 5, das nachstehend beschrieben ist. Die 18 bis 20 zeigen Darstellungen der Aberration von der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 5 bei dem Weitwinkelende, der Zwischenzoomposition und dem Telefotoende.
Die 21A bis 21C zeigen Schnittansichten von einer Zoomlinse gemäß einem Ausführungsbeispiel 6, das nachstehend beschrieben ist. Die 22 bis 24 zeigen Darstellungen der Aberration von der Zoomlinse des numerischen Ausführungsbeispiels 6 bei dem Weitwinkelende, der Zwischenzoomposition und dem Telefotoende.
Die 25A bis 25C zeigen Schnittansichten von einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 7, das nachstehend beschrieben ist. Die 26 bis 28 zeigen Darstellungen der Aberration der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 7 bei dem Weitwinkelende, der Zwischenzoomposition und dem Telefotoende.
Die 29A bis 29C zeigen Schnittansichten von einer Zoomlinse gemäß einem numerischen Ausführungsbeispiel 8, das nachstehend beschrieben ist. Die 30 bis 32 zeigen Darstellungen der Aberration der Zoomlinse von dem numerischen Ausführungsbeispiel 8 bei dem Weitwinkelende, der Zwischenzoomposition und dem Telefotoende.
Bei den jeweiligen Zoomlinsen der numerischen Ausführungsbeispiele, die in den Schnittansichten der 17, 21, 25 und 29 gezeigt sind, haben die Komponenten, die durch die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet sind, die gleichen Funktionen wie bei dem Ausführungsbeispiel 1. Der größte Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel 2 und dem Ausführungsbeispiel 1 ist, dass bei dem Ausführungsbeispiel 2 ein Fokussieren von einem Objekt bei Unendlichkeit zu einem Objekt bei einem endlichen Abstand ausgeführt wird, indem die dritte Linseneinheit L3 bewegt wird.
In dieser Weise ist es, indem ein sogenanntes Hinterfokussystem aufgegriffen wird, bei dem ein Fokussieren bewirkt wird, indem die dritte Linseneinheit L3 bewegt wird, die klein und leicht ist, einfach, ein schnelles Fokussieren auszuführen, und, indem der Linsenaufbau geeignet eingestellt ist, die Schwankung der Aberration zum Zeitpunkt des Fokussierens zu verringern.
Es ist außerdem möglich, die dritte Linseneinheit L3 während des Zoomens zu bewegen. Dies erleichtert das Verringern der Schwankung der Aberration bei dem Zoomen.
Des Weiteren wird wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 unter der Annahme, dass der Luftabstand zwischen der ersten Linsenuntereinheit L2a und der zweiten Linsenuntereinheit L2b bei dem Weitwinkelende d2abW ist und dass die Fokussierlänge von dem gesamten System bei dem Weitwinkelende fw ist, bei der Zoomlinse von diesem Ausführungsbeispiel die folgende Bedingung erfüllt: 0,2 < d2abW/fw < 1,0 (1)
Des Weiteren wird unter der Annahme, dass die jeweiligen Fokussierlängen der zweiten Linseneinheit L2b und der dritten Linseneinheit L3 f2b bzw. f3 sind, bei diesem Ausführungsbeispiel die folgende Bedingung erfüllt: f2b < f3 (2)
Der Konditionalausdruck (4) bezieht sich auf die Beziehung der Fokussierlänge zwischen der zweiten Linsenuntereinheit L2b und der dritten Linseneinheit L3. Indem die Fokussierlänge f3 größer als die Fokussierlänge f2b eingestellt wird, wie dies in dem Konditionalausdruck (4) gezeigt ist, ist es möglich, mit Leichtigkeit ein System mit einer weiteren Verringerung der Gesamtlänge zu erzielen.
Des Weiteren ist es erwünscht, dass f2b und f3 die folgende Bedingung erfüllen: 1,1 < f3/f2b < 2,0 (5)
Wenn f3 ein großer Wert ist zum Überschreiten des oberen Grenzwertes von dem Konditionalausdruck (5) und wenn die optische Leistung der dritten Linseneinheit L3 zu schwach wird, nimmt der Bewegungsbetrag (Auslassbetrag) von der dritten Linseneinheit L3 zum Zeitpunkt des Fokussierens zu, was dazu führt, dass die Größe von dem gesamten System in nachteilhafter Weise zunimmt. Wenn andererseits f2b ein großer Wert ist zum Überschreiten des unteren Grenzwertes von dem Konditionalausdruck (5) und die optische Leistung von der zweiten Linsenuntereinheit L2b zu schwach wird, nimmt die Schwankung bei der Position der Ausgangspupille zum Zeitpunkt des Zoomens in nachteilhafter Weise zu.
Nachstehend sind die Zoomlinsenaufbauarten der numerischen Ausführungsbeispiele 5 bis 8 spezifisch beschrieben.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 besteht die erste Linseneinheit L1 aus zwei Linsen, die in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite aus angeordnet sind: eine negative Miniskuslinse, die eine konvexe Oberfläche an der Objektseite und eine asphärische Oberfläche an der Bildseite aufzeigt, und eine positive Miniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche an der Objektseite.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5, 6 und 8 besteht die erste Linsenuntereinheit L2a aus einer Linsenkomponente, die ausgebildet ist, indem eine positive Linse mit konvexen Oberflächen an ihren beiden Seiten und eine negative Linse mit konkaven Oberflächen an ihren beiden Seiten miteinander zementiert sind, und die eine positive optische Leistung als Ganzes vorsehen.
Bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 7 besteht die erste Linsenuntereinheit L2a aus einer einzelnen positiven Miniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche an der Objektseite.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 ist eine Aperturblende SP an der Objektseite von der ersten Linsenuntereinheit L2a vorgesehen, und die Aperturblende SP bewegt sich einstückig mit der ersten Linsenuntereinheit L2a zum Zeitpunkt des Zoomens.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 ist eine asphärische Oberfläche an der Oberfläche der ersten Linsenuntereinheit L2a angeordnet, die am nächsten zu der Objektseite ist.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 besteht die zweite Linsenuntereinheit L2b aus einer Linse, die ausgebildet worden ist, indem eine negative Linse mit einer konvexen Oberfläche an der Objektseite und eine positive Linse mit konvexen Oberflächen an beiden Seiten von ihr miteinander zementiert sind.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 besteht die dritte Linseneinheit L3 aus einer einzelnen positiven Linse.
Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 6 und 7 ist eine asphärische Oberfläche an der Objektseite von der positiven Linse der dritten Linseneinheit L3 angeordnet.
Beim Zoomen bewegt sich die erste Linseneinheit L1 in einer Bewegungsortskurve der Hin- und Herbewegungsart, und die Position der ersten Linseneinheit ist im Wesentlichen die gleiche an dem Weitwinkelende und an dem Telefotoende, wobei die Einheit sich in einer Ortskurve konvex an der Bildseite bewegt.
Des Weiteren bewegen sich bei sämtlichen numerischen Ausführungsbeispielen die erste und die zweite Linsenuntereinheit L2a und L2b zu der Objektseite hin bei einer Leistungsvariation von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende. Bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 7 wird eine Bewegung bewirkt, während der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b sich verringert, und bei dem numerischen Ausführungsbeispiel 8 wird eine Bewegung bewirkt ohne eine Änderung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Linsenuntereinheit L2a und L2b.
Nachstehend sind die Daten der numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8 gezeigt.
Des Weiteren zeigt die Tabelle 2 die Beziehung zwischen den vorstehend erwähnten Konditionalausdrücken und den verschiedenen Werten bei den numerischen Ausführungsbeispielen 5 bis 8.
Numerisches Ausführungsbeispiel 5
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = 2,13513e+100 A = 0 B = 8,30712e-04 C = –9,70575e-06 D = 7,05621e-08 E = –5,14318e-10
4. Fläche: k = 0,00000e+100 A = 0 B = 3,88722e-05 C = –1,01838e-06 D = 5,82592e-08 E = –3,53652e-10
8. Fläche: k = –2,15316e-01 A = 0 B = –1,56419e-04 C = 1,37232e-07 D = –3,99679e-07 E = 1,44205e-08

Numerisches Ausführungsbeispiel 6
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = –1,30000e+00 A = 0 B = 1,21009e-03 C = –6,02818e-06 D = –1,41438e-06 E = 8,11980e-06
4. Fläche: k = 6,85202e-03 A = 0 B = –1,11855e-03 C = 1,43075e-05 D = –8,93001e-06 E = 7,60689e-07
14. Fläche: k = 0,00000e+100 A = 0 B = –5,15160e-04 C = 2,60423e-04 D = –2,423347e-06 E = 1,05607e-07

Numerisches Ausführungsbeispiel 7
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = –1,26655e+100 A = 0 B = 1,36048e-03 C = 5,59113e-05 D = –7,31206e-06 E = 3,07291e-07
6. Fläche: k = –3,69906e-01 A = 0 B = 2,44272e-03 C = 2,46121e-04 D = 2,35484e-05 E = 1,61948r-06
7. Fläche: k = 0,00000e+00 A = 0 B = 4,48079e-03 C = 3,41112e-04 D = 7,09351e-05 E = 5,42141e-06
11. Fläche: k = 0,00000e+00 A = 0 B = –4,18680e-04 C = 3,37068e-05 D = –4,97321e-06 E = 2,65887e-07

Numerisches Ausführungsbeispiel 8
Asphärischer Koeffizient

2. Fläche: k = –2,07337e+00 A = 0 B = 8,01568e-04 C = –8,25158e-06 D = 8,57719e-08 E = –1,48257e-09
4. Fläche: k = 0,00000e+00 A = 0 B = 4,66298e-05 C = –1,38758e-06 D = 3,82302e-08 E = 4,40160e-10
6. Fläche: k = –1,96956e-01 A = 0 B = –1,64445e-04 C = 3,22940e-07 D = –4,35061e-07 E = 1,44205e-08

Tabelle 2
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel einer Digitalkamera, die eine Zoomlinse gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 verwendet, als das fotografische optische System unter Bezugnahme auf 32 beschrieben.
In 33 ist mit Bezugszeichen 10 ein Kamerahauptkörper bezeichnet, ist mit dem Bezugszeichen 11 ein fotografisches optisches System bezeichnet, das durch eine Zoomlinse gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 ausgebildet ist, die vorstehend beschrieben sind, ist mit dem Bezugszeichen 12 ein Einbaublitz bezeichnet, der in dem Kamerahauptkörper vorgesehen ist, ist mit den Bezugszeichen 13 beim Sucher der Außenart bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 14 eine Verschlusstaste bezeichnet. Bei dem fotografischen optischen System 11 wird ein Bild von einem Subjekt an einem Festkörperbildsensor (nicht gezeigt) erzeugt und wird als eine elektrische Information aufgezeichnet.
Indem somit die Zoomlinse der vorliegenden Erfindung bei einem optischen Gerät angewendet wird, wie beispielsweise eine Digitalkamera, ist es möglich, ein kleines optisches Gerät mit einer hohen optischen Leistung zu verwirklichen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es möglich, eine kompakte Zoomlinse zu verwirklichen, die aus einer geringen Anzahl an Linsen besteht und die eine überlegene optische Leistung hat, und ein optisches Gerät zu verwirklichen, das diese anwendet.
Insbesondere ist es bei einer Zoomlinse, die drei Linseneinheiten in einem Aufbau mit einer negativen, einer positiven und einer positiven optischen Leistung hat, durch ein optimales Einstellen des Linsenaufbaus von jeder Linseneinheit, die Position der asphärischen Oberfläche, wenn die asphärische Oberfläche angewendet wird, die Art und Weise des Bewegens der Linseneinheiten beim Zoomen und das Fokussierverfahren möglich, eine Zoomlinse zu verwirklichen, bei der die Anzahl an Linsen von dem gesamten System verringert ist, um die Gesamtlinsenlänge zu verringern, die ein variables Leistungsverhältnis von ungefähr 3 hat, die hell ist und eine hohe optische Leistung hat und einen Weitwinkelbereich hat und für eine Digitalstehbildkamera, eine Videokamera oder dergleichen geeignet ist, und ein optisches Gerät zu verwirklichen, das diese anwendet.

Claims

Zoomlinse (11), die in der Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite folgendes aufweist: eine erste Linseneinheit (L1) mit einer negativen optischen Leistung; eine Linseneinheit (L2) mit einer positiven optischen Leistung, wobei die zweite Linseneinheit aus einer ersten Linsenuntereinheit (L2a) mit einer positiven optischen Leistung, die an einer Objektseite angeordnet ist, und einer zweiten Linsenuntereinheit (L2b) mit einer positiven optischen Leistung, die an einer Bildseite in Bezug auf einen maximalen Zwischenraum in der zweiten Linseneinheit angeordnet ist, besteht; und eine dritte Linseneinheit (L3) mit einer positiven optischen Leistung, wobei eine Zoomen bewirkt wird durch ein Bewegen der Linseneinheiten in derartiger Weise, dass der Abstand zwischen der ersten Linseneinheit (L1) und der zweiten Linseneinheit (L2) an einem Telefotoende kleiner als an einem Weitwinkelende ist, und dass der Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit (L2) und der dritten Linseneinheit (L3) an dem Telefotoende größer als an dem Weitwinkelende ist, wobei ein Fokussieren bewirkt wird durch ein Bewegen der zweiten Linsenuntereinheit (L2b), wobei ein Strahlbündel, das von der ersten Linsenuntereinheit (L2a) an dem Telefotoende ausgegeben wird, im Wesentlichen afokal ist, und wobei unter der Annahme, dass die Bilderzeugungsvergrößerung von der zweiten Linsenuntereinheit (L2b), wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei einer Unendlichkeit an den Telefotoende bewirkt wird, β2bt ist, die folgende Bedingung erfüllt ist: –0,30 < β2bt < 0,55.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei wenn ein Fokussieren an einem Objekt bei einer Unendlichkeit an dem Weitwinkelende bewirkt wird, unter der Annahme, dass der Abstand zwischen der ersten Linsenuntereinheit (L2a) und der zweiten Linsenuntereinheit (L2b) d2abw ist und dass die Fokussierlänge von dem gesamten System bei dem Weitwinkelende fw ist, die folgende Bedingung erfüllt ist: 0,2 < d2abw/fw < 1,0.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei wenn ein Zoomen von dem Weitwinkelende zu dem Telefotoende bewirkt wird, der Abstand zwischen der ersten Linsenuntereinheit (L2a) und der zweiten Linsenuntereinheit (L2b) sich ändert.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, die des Weiteren eine Aperturblende (SP) aufweist, die daran angepasst ist, sich einstückig mit der ersten Linsenuntereinheit (L2a) während des Zoomens zu bewegen.
Zoomlinse gemäß Anspruch 4, wobei die Aperturblende (SP) an der Objektseite von der ersten Linsenuntereinheit angeordnet ist.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die erste Linseneinheit (L1) aus einem negativen Linsenelement mit einer asphärischen Oberfläche und einem positiven Linsenelement besteht.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die erste Linsenuntereinheit (L2a) zumindest eine zementierte Linse hat, die ausgebildet ist, indem ein positives Linsenelement und ein negatives Linsenelement miteinander zementiert sind.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die erste Linsenuntereinheit (L2a) zumindest zwei positive Linsenelemente hat.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Linsenuntereinheit (L2b) aus einer unitären Linsenkomponente besteht.
Zoomlinse gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Linsenuntereinheit aus einem einzelnen Linsenelement besteht.
Zoomlinse gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Linsenuntereinheit aus einer zementierten Linse besteht.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die dritte Linseneinheit (L3) aus einem einzelnen Linsenelement besteht.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei die dritte Linseneinheit (L3) sich nicht zum Zwecke des Zoomens bewegt.
Zoomlinse gemäß Anspruch 1, wobei unter der Annahme, dass die jeweiligen Fokussierlängen von der zweiten Linsenuntereinheit (L2b) und der dritten Linseneinheit (L3) f2b bzw. f3 sind, die folgende Bedingung erfüllt ist: f2b < f3.
Zoomlinse gemäß Anspruch 14, wobei unter der Annahme, dass die jeweiligen Fokussierlängen von der zweiten Linsenuntereinheit (L2b) und der dritten Linseneinheit (L3) f2b bzw. f3 sind, die folgende Bedingung erfüllt ist: 1,1 < f3/f2b < 2,0.
Optisches Gerät (10) mit einer Zoomlinse (11) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und einem Festkörperbildsensor zum Empfangen eines Bildes, das durch die Zoomlinse erzeugt wird.