DE69206368T2

DE69206368T2 - Zoomobjektiv.

Info

Publication number: DE69206368T2
Application number: DE69206368T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Okayama; Shusuke Ono
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-12
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-09-13
Also published as: DE69206368D1; JPH0572475A; EP0533077B1; EP0533077A1; JP3033276B2; US5267082A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein asphärisches Hochleistungs-Zoomobjektiv, das einen halben Bildweitwinkel von ungefähr 32º-35º an einem Weitwinkelende aufweist, sowie eine Videokamera, bei der das Zoomobjektiv eingesetzt wird.
In Reaktion auf neuere Anforderungen hinsichtlich einer exzellenten Funktionsfähigkeit, guter Beweglichkeit und hoher Bildqualität bei Videokameras sind so kompakte hochauflösende Bildgeräte wie 1/3" Bildgeräte den wichtigsten Geräten geworden. Hierbei sind stark vergrößernde Hochleistungszoomobjektive, die ein großes Öffnungsverhältnis, eine kompakte Größe sowie ein geringes Gewicht aufweisen, sehr beliebt. Aufgrund der großen Notwendigkeit die Produktionskosten von Zoomobjektiven zu reduzieren, werden Hochleistungsweitwinkel-Zoomobjektive, bei denen die Anzahl an Linsenbauteilen verringert ist, dringend gefordert.
Um eine noch präzisere Aberrationskorrektur auszuführen, werden jedoch bei bekannten Weitwinkel-Zoomobjektiven nicht nur die Durchmesser der Linsen einer ersten Linsengruppe extrem groß, sondern eine große Anzahl an Linsen ist erforderlich. Im Ergebnis werden die bekannten Weitwinkelzoomobjektive größer, schwerer sowie teurer und sind daher nicht für die Verwendung bei Videokameras für den privaten Gebrauch geeignet. Daher beträgt der halbe Bild winkel der bekannten kompakten und leichten Zoomobjektive, die eine F-Zahl von 1,4 bis 1,6 aufweisen und die ungefähr 10 bis 13 Linsen enthalten, 25º oder weniger.
Nachfolgend wird ein Beispiel eines aus dem Stand der Technik bekannten Zoomobjektivs für die Verwendung in einer Videokamera, welches beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,100,223 offenbart ist, unter Bezugnahme auf die Figur 2 erläutert. Das bekannte Zoomobjektiv enthält eine Linsengruppe 21, die einen Bildformungsabschnitt bildet, eine zweite Linsengruppe 22, die einen die Vergrößerung verändernden Abschnitt bildet, eine dritte Linsengruppe 23, die als Lichtbündelungsabschnitt vorgesehen ist, eine vierte Linsengruppe 24, die als Fokussierungsabschnitt vorgesehen ist, sowie eine Glasplatte 25, die optisch äquivalent zu einem Quarzkristallfilter und einer Schirm- bzw. Flächenplatte eines Bildgerätes ist. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Bildfläche.
Nachstehend wird die Funktionsweise des bekannten Zoomobjektivs mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erläutert. Die erste Linsengruppe 21 ist gegenüber der Bildfläche 26 ortsfest und weist eine Bildformungsfunktion auf, wogegen die zweite Linsengruppe 22 entlang einer optischen Achse A so bewegbar ist, daß sich die Vergrößerung in der Weise ändert, daß sich die Brennweite eines ganzen Systems ändert. Die dritte Linsengruppe 23 ist ortsfest gegenüber der Bildfläche 26 und weist eine Funktion zum Bündeln von divergierendem Licht, das durch die zweite Linsengruppe 22 erzeugt wird. Auf der anderen Seite ist die vierte Linsengruppe 24 entlang der optischen Achse A bewegbar und weist eine Fokussierungsfunktion auf. Veränderungen in der Position der Bildfläche 26 aufgrund des Bewegens der zweiten Linsengruppe 22 beim Zoomen werden durch Verlagern der vierten Linsengruppe 4 in der Weise beseitigt, daß die Bildfläche 26 in einer vorbestimmten Position fixiert ist.
Wenn es jedoch notwendig ist, den halben Bildwinkel auf 30º oder mehr zu erhöhen, wird es bei dem bekannten Zoomobjektiv mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau schwierig, eine Aberrationskorrektur, insbesondere auf der Weitwinkelseite durchzuführen, was zu dem Nachteil führt, daß eine hohe Bildqualität nicht über den gesamten Zoombereich erreicht werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß besteht eine wesentlichen Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neben der Beseitigung der Unzulänglichkeiten des Standes der Technik ein asphärisches Hochleistungsweitwinkel-Zoomobjektiv mit einfachem Aufbau zu schaffen, daß einen halben Bildwinkel von 300 oder mehr aufweist und bei dem ein neuer Linsentyp sowie eine optische asphärische Kontur verwendet werden, sowie eine Videokamera, bei der das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv eingesetzt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe der vorliegenden Erfindung enthält ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung aufeinanderfolgend von der Seite eines Objektes aus: eine erste Linsengruppe, welche eine positive Brechkraft besitzt und welche, bezogen auf eine Bildfläche, ortsfest ist; eine zweite Linsengruppe, welche eine negative Brechkraft besitzt und welche entlang einer optischen Achse des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs so bewegbar ist, daß sie eine Vergrößerungsänderungsfunktion aufweist; eine dritte Linsengruppe, welche eine positive Brechkraft besitzt und welche, bezogen auf die Bildfläche, ortsfest ist, so daß sie eine Lichtbündelungsfunktion aufweist; und eine vierte Linsengruppe, welche eine positive Brechkraft besitzt und welche entlang der optischen Achse in der Weise beweg bar ist, daß die Bildfläche, die in Abhängigkeit zu der Bewegung der zweiten Linsengruppe und der Bewegung des Objekts verschiebbar ist, an einer Position fixiert wird, die mit einem vorbestimmten Abstand von einer Bezugsfläche beabstandet ist; wobei ein relativ großer Luftspalt zwischen der dritten und vierten Linsengruppe vorgesehen ist; wobei bei aufeinanderfolgender Betrachtung von der Objektseite aus die erste Linsengruppe durch eine erste Konkavlinse, eine erste Bikonvexlinse, eine zweite Konkavlinse, eine zweite Bikonvexlinse und eine konvexe Miniskuslinse, die zweite Linsengruppe durch eine konkave Miniskuslinse, eine Bikonkavlinse sowie eine Konvexlinse, die dritte Linsengruppe durch eine einzelne, wenigstens eine asphärische Oberfläche aufweisende Linse und die vierte Linsengruppe durch eine Konkavlinse sowie eine Konvexlinse gebildet ist, von denen wenigstens eine mindestens eine asphärische Oberfläche aufweist.
Die Linsen der ersten bis vierten Linsengruppe weisen Oberflächenkonturen auf, die für eine ausgezeichnete Aberrationsleistung geeignet sind. Zu diesem Zweck ist es bei der ersten Linsengruppe wünschenswert, daß die erste Konkavlinse eine der Bildfläche gegenüberliegende, konkave Oberfläche aufweist, die zweite Konkavlinse eine konkave Miniskuslinse ist, die eine der Bildfläche gegenüberliegende konkave Oberfläche aufweist, und die konvexe Miniskuslinse eine der Bildfläche gegenüberliegende, konkave Oberfläche aufweist, und daß ein verhältnismäßig großer Luftspalt zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse vorgesehen ist.
Insbesondere sollte das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung die folgenden Bedingungen (1) bis (3) wünschenswerterweise erfüllen:
(1) 1,0 < r2/f1 < 3,
(2) 1,5 < r3/f1 < 3,5
(3) 0,2 < d2/f1 < 0,8
wobei die Bezeichnung f1 eine Brennweite der ersten Linsengruppe, die Bezeichnung r2 einen Radius einer Krümmung einer Oberfläche der ersten Konkavlinse der ersten Linsengruppe, deren Oberfläche der Bildfläche gegenüberliegt, die Bezeichnung r3 einen Radius einer Krümmung der einen Oberfläche der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe, deren Oberfläche dem Objekt gegenüberliegt, und die Bezeichnung d2 einen Luftspalt zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse in der ersten Linsengruppe bezeichnet.
Zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung enthält eine Videokamera gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv, eine Abbildungseinrichtung, eine Signalverarbeitungsschaltung und einen Sucher.
Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau der vorliegenden Erfindung können die dem Stand der Technik inherenten Probleme beseitigt werden. Insbesondere bei aufeinanderfolgender Betrachtung von der Objektseite aus ist die erste Linsengruppe durch die erste Konkavlinse, die erste Bikonvexlinse, die zweite Konkavlinse, die zweite Bikonvexlinse und die konvexe Miniskuslinse, die zweite Linsengruppe durch die konkave Miniskuslinse, die Bikonkavlinse und die Konvexlinse, die dritte Linsengruppe durch die einzelne wenigstens eine asphärische Oberfläche aufweisende Linse und die vierte Linsengruppe durch die Konkavlinse sowie die Konvexlinse gebildet, von denen wenigstens eine mindestens eine asphärische Oberfläche aufweist. Im Ergebnis kann das asphärische Hochleistungsweitwinkel- Zoomobjektiv, das einen halben Bildwinkel von ungefähr 32º oder mehr aufweist, mit einem einfachem Aufbau erhalten werden.
Wenn die vorstehend genannten Bedingungen (1) bis (3) erfüllt werden, kann das einen einfachen Aufbau aufweisende, asphärische Hochleistungsweitwinkel-Zoomobjektiv, bei dem Aberrationen ausgezeichnet korrigiert werden, erhalten werden.
Weiterhin kann durch Verwendung des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs der vorliegenden Erfindung eine kompakte sowie leichte Videokamera, die eine hohe Bildqualität und einen weiten "Schuß"-Bereich aufweist, erzielt werden.
Wie aus dem Vorstehenden deutlich wird, kann gemäß der vorliegenden Erfindung das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv, das einen halben Bildwinkel von 32º bis 35º, eine F-Zahl von ungefähr 1,4 und ein Zoomverhältnis von ungefähr 8 aufweist, durch 11 Linsenbauteile so klein wie möglich verwirklicht werden. Darüber hinaus kann die kompakte sowie leichte Hochleistungs-Videokamera, die einen weiten "Schuß"-Bereich aufweist, durch Verwendung dieses asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektives verwirklicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN

Diese Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher zutage treten.
Figur 1 ist eine schematische Teilansicht eines asphärischen Zoomobjektivs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine eine schematische Teilansicht eines bekannten asphärischen Zoomobjektivs (auf das bereits Bezug genommen worden ist).
Figuren 3(a), 3(b) und 3(c) sind Diagramme, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion an einem Weitwinkelende des in Figur 1 gezeigten asphuarischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 4(a), 4(b) und 4(c) sind Diagramme, die die asphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion in einer Standardposition bei dem in Figur 1 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 5(a), 5(b) und 5(c) sind Diagramme, die die asphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion an einem Teleobjektivende bei dem in Figur 1 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 6(a), 6(b) und 6(c) sind Diagramme, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einem Weitwinkelende eines asphärischen Zoomobjektivs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
Figuren 7(a) 7(b) und 7(c) sind Diagramme, die die asphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einer Standardposition in dem in Figur 6 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 8(a) 8(b) und 8(c) sind Diagramme, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einem Teleobjektivende bei dem in Figur 6 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figur 9 ist eine schematische Teilansicht eines asphärischen Zoomobjektivs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 10(a), 10(b) u. 10(c) sind Diagramme, die die asphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einem Weitwinkelende bei dem in Figur 9 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 11(a), 11(b) u. 11(c) sind die Diagramme, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einer Standardposition bei dem in Figur 9 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figuren 12(a), 12(b) u. 12(c) sind Diagramme, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus und die Distortion bei einem Teleobjektivende bei dem in Figur 9 gezeigten asphärischen Zoomobjektivs wiedergibt.
Figur 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Videokamera gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche das asphärische Zoomobjektiv der vorliegenden Erfindung enthält.
Bei den die sphärische Aberration betreffenden Diagrammen gibt die durchgezogene Linie, die punktierte Linie und die unterbrochene Linie die d-Linie, die F-Linie und die C-Linie wieder, während bei den Diagrammen betreffend des Astigmatismus die durchgezogene Linie und die punktierte Linie die Sagittalbildfläche bzw. die meridionale Bildfläche wiedergeben.
Bevor in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortgefahren wird, ist zu bemerken, daß gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten der beigefügten Zeichnungen bezeichnet sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird nun auf die Zeichnung Bezug genommen. In Figur 1 ist eine asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv enthält eine erste Linsengruppe, die eine positive Brechkraft aufweist, eine zweite Linsengruppe 2, die eine negative Brechkraft aufweist, eine dritte Linsengruppe 3, die durch eine asphärische Linse gebildet ist, welche eine positive Brechkraft aufweist, eine vierte Linsengruppe 4, die eine positive Brechkraft aufweist und eine flache Glasplatte 5, die optisch äquivalent zu einem Quarzkristallfilter und einer Schirm- bzw. Flächenplatte eines Bildgerätes ist. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Bildfläche. Die erste Linsengruppe 1 besitzt eine Bildformungsfunktion und ist gegenüber der Bildfläche 6 ortsfest. Die zweite Linsengruppe 2 ist entlang einer optischen Achse A so beweg bar, daß sie eine Vergrößerungsänderungsfunktion aufweist. Die dritte Linsengruppe weist eine Lichtbündelungsfunktion auf und ist gegenüber der Bildfläche 6 ortsfest. Die vierte Linsengruppe 4 ist entlang der optischen Achse so bewegbar, daß sie Fokussierungseinstellungen ausführt, und enthält eine asphärische Linse.
Ein verhältnismäßig großer Luftspalt d16 ist zwischen der dritten und vierten Linsengruppe 3, 4 vorgesehen. Bei aufeinanderfolgender Betrachtung von der Objektseite aus enthält die erste Linsengruppe 1 eine erste Konkavlinse, eine erste Bikonvexlinse, eine aus einer zweiten Konkavlinse, einer zweite Bikonvexlinse und einer konvexen Miniskuslinse gebildete, geklebte Linse, während die zweite Linsengruppe eine konkave Miniskuslinse und eine aus einer Bikonkavlinse sowie einer Konvexlinse gebildeten, geklebten Linse enthält. Auf der anderen Seite ist die dritte Linsengruppe durch eine einzelne Linse gebildet, die zumindest eine asphärische Oberfläche aufweist. Die vierte Linsengruppe 4 enthält eine Konkavlinse sowie eine Konvexlinse, von denen wenigstens eine zumindest eine asphärische Oberfläche aufweist.
Die Voraussetzungen, daß bei der ersten Linsengruppe 1 die erste Konkavlinse eine konkave, der Bildfläche 6 gegenüberliegende Oberfläche aufweist, die zweite Konkavlinse eine konkave Miniskuslinse mit einer der Bildfläche 6 gegenüberliegenden konkaven Oberfläche ist und die konvexe Miniskuslinse eine der Bildfläche 6 gegenüberliegende konkave Oberfläche aufweist und daß der verhältnismäßig große Luftspalt d16 zwischen der dritten und vierten Linsengruppe 3, 4 vorgesehen ist, sind für die Korrektur verschiedener Aberrationen eines halben Bildwinkels von ungefähr 320 oder mehr durch Verwendung einer kleinen Anzahl an Linsenbauteilen notwendig.
Es wird bevorzugt, daß das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv die folgenden Bedingungen (1) bis (3) erfüllt:
(1) 1,0 < r2/f1 < 3,
(2) 1,5 < r3/f1 < 3,5
(3) 0,2 < d2/f1 < 0,8
wobei die Bezeichnung f1 eine Brennweite der ersten Linsengruppe 1, die Bezeichnung r2 einen Krümmungsradius einer Oberfläche der ersten Konkavlinse der ersten Linsengruppe 1, deren Oberfläche der Bildfläche 6 gegenüberliegt, die Bezeichnung r3 einen Krümmungsradius der einen Oberfläche der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1, deren Oberfläche dem Objekt gegenüberliegt, und die Bezeichnung d2 einen Luftspalt zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1 bezeichnet.
Die Bedingungen (1) bis (3) werden nachstehend näher erläutert. Die Bedingung (1) betrifft den Krümmungsradius r2 der Oberfläche der ersten Konkavlinse der ersten Linsengruppe 1, die der Bildfläche 6 gegenüberliegt. Die Bedingung (2) betrifft den Krümmungsradius der Oberfläche der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1, die dem Objekt gegenüberliegt. Wenn das Verhältnis (r2/f1) der Bedingung (1) den unteren Grenzwert von 1,0 überschreitet oder das Verhältnis (r3/f1) der Bedingung (2) den unteren Grenzwert von 1,5 überschreitet, wird der Astigmatismus in meridionaler Richtung in der Nähe eines relativen Bildwinkels von 0,7 groß und es kann daher keine exzellente Bildformungsleistung erzielt werden. Wenn auf der anderen Seite das Verhältnis der Bedingung (1) die obere Grenze von 3,0 überschreitet oder das Verhältnis der Bedingung (2) die obere Grenze von 3,5 überschreitet, nimmt die Distortion an dem Weitwinkelende einen großen negativen Wert an und kann daher nicht korrigiert werden.
Die Bedingung (3) betrifft den Luftspalt d2 zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1. Wenn das Verhältnis (d2/f1) der Bedingung (3) die untere Grenze von 0,2 überschreitet, wird die Brechkraft der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1 groß, so daß der Astigmatismus und die Distortion in der Nähe der Weitwinkelendes nicht auf eine gut ausgeglichene Weise korrigiert werden kann. Wenn im Gegensatz hierzu das Verhältnis der Bedingung (3) die obere Grenze von 0,8 überschreitet, ist es schwierig, daß Gesamtsystem kompakt zu gestalten, und es ist unmöglich, den Durchmesser der ersten Konkavlinse der ersten Linsengruppe 1 zu verringern. Im Ergebnis kann das Gesamtsystem nicht kompakt oder leicht gestaltet werden.
Ein konkretes Beispiel, das die Bedingung (1) bis (3) erfüllt, wird nachstehend für das asphärische Weitwinkel-Zoomobjektiv gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Linsengruppe i der i-ten Oberfläche variabel
In der Tabelle 1 bezeichnet die Bezeichnung r den Krümmungsradius einer Oberfläche jeder der Linsen des Zoomobjektivs, die Bezeichnung d die Dicke jeder der Linsen des Zoomobjektivs oder des Luftspalts zwischen den Linsen, die Bezeichnung n den Berechnungsindex für die d-Linie jeder der Linsen des Zoomobjektivs, die Bezeichnung die Abbe-Zahl für die d-Linie jeder der Linsen des Zoomobjektivs, die Bezeichnung f die Fokallänge an dem Weitwinkelende und einem Teleoende des Zoomobjektivs und die Bezeichnung F/Nr. die F-Zahl an dem Weitwinkelende und dem Teleende des Zoomobjektivs.
Die Kontur der asphärischen Oberfläche wird durch die folgende Gleichung definiert:
wobei Z einen Abstand zwischen einer Vertex der asphärischen Oberfläche und einem Punkt auf der asphärischen Oberfläche, wenn die Höhe des Punktes von der optischen Achse A durch Y ausgedrückt wird, bezeichnet, die Bezeichnung C eine Krümmung der Vertex der asphärischen Oberfläche bezeichnet, der Buchstabe K eine konischen Konstante bezeichnet und die Bezeichnung D bis 1 die asphärischen Koeffizienten bezeichnen.
In der Tabelle 1 sind die 15., 16., und 19. Oberfläche asphärisch. Die konische Konstante K sowie die asphärischen Koeffizienten D bis I dieser Oberflächen sind in Tabelle 2 nachstehend gezeigt. Tabelle 2 Oberfläche
Nachstehend sind als Beispiele für den durch das Zoomen variablen Luftspalts Werte des Luftspalts, die dann erhalten werden, wenn ein Objektpunkt in einem infinitiven Abstand von dem Zoomobjektiv angeordnet wird, Werte des Luftspalts, die dann erhalten werden, wenn der Objektpunkt mit einem Abstand von 1,4 m von der Oberfläche r1 der ersten Linsengruppe 1 angeordnet wird, und Werte des Luftspalts, die dann erhalten werden, wenn der Objektpunkt mit einem Abstand von 0,7 m von der Oberfläche r1 der ersten Linsengruppe 1 angeordnet wird, jeweils in den Tabellen 3, 4 und 5 nachstehend gezeigt. In den Tabellen 3 bis 5 bedeutet die Bezeichnung "Standard" eine Standardposition, die einer Zoomposition entspricht, bei der die vierte Linsengruppe 4 am dichtesten an die dritte Linsengruppe 3 für jede Position des Objektpunktes herankommt. Tabelle 3 Weitwinkel Standard Tele Tabelle 4 Weitwinkel Standard Tele Tabelle 5 Weitwinkel Standard Tele
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen Aberrationen an dem Weitwinkelende, der Standardposition und dem Teleende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs, das in Tabelle 1 wiedergegeben ist, und zeigen exzellente optische Leistungen des in Tabelle 1 wiedergegebenen Zoomobjektivs.
Bei dieser Ausführungsform weist die Konvexlinse der vierten Linsengruppe 4 die asphärische Oberfläche r19 auf. Es ist jedoch nicht notwendig zu sagen, daß die vorliegende Erfindung auch für einen Fall anwendbar ist, bei dem die Konkavlinse der vierten Linsengruppe zumindest eine asphärische Oberfläche aufweist.
Werte eines asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind nachstehend in Tabelle 6 gezeigt. Da die Linsenanordnung dieses Zoomobjektivs zu der des in Figur 1 gezeigten Zoomobjektivs gemäß der ersten Ausführung sform der vorliegenden Erfindung gleichartig ist, wird deren Beschreibung zum Zwecke der Knappheit abgekürzt.
In Tabelle 6 ist die 5. bis 11. Linse, gezählt von der Objektseite aus, und die Abstände zwischen benachbarten Linsen dieser Linsen gleich denen, die in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 6 Linsengruppe i der iten Oberfläche (Der übrige Teil ist gleich zu dem der Tabelle 1)
Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen Aberrationen an dem Weitwinkelende, der Standardposition und dem Teleende des asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs, das in Tabelle 6 gezeigt ist, und geben exzellente optische Leistungen des in Tabelle 6 gezeigten Zoomobjektivs wieder.
In Figur 9 ist ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Tabelle 7 Linsengruppe i der i-ten Oberfläche (Der übrige Teil ist gleich zu dem der Tabelle 1)
Werte des in Figur 9 gezeigten Zoomobjektivs sind in der oben angeführten Tabelle 7 wiedergegeben. In der Tabelle 7 ist die 5. bis 11. Linse, gezählt von der Seite des Objektes aus, und die Abstände zwischen benachbarten Linsen dieser Linsen gleich denen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
Das Zoomobjektiv der Figur 9 unterscheidet sich strukturell von dem der Figur 1 dadurch, daß die zweite Konkavlinse und die zweite Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1 zu der geklebte Linse in Figur 1 geformt sind, während die zweite Konkavlinse und die zweite Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe 1 getrennt voneinander in Figur 9 vorgesehen sind.
Die Figuren 10, 11 und 12 zeigen Aberrationen an dem Weitwinkelende, der Standardposition und dem Teleende des in Tabelle 7 gezeigten, asphärischen Weitwinkel-Zoomobjektivs und geben exzellente optische Leistungen des Zoomobjektivs der Tabelle 7 wieder.
Die Figur 13 zeigt eine Videokamera 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Videokamera 100 enthält zumindest ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv 51 der vorliegenden Erfindung, eine Abbildungseinrichtung 52, eine Signalverarbeitungsschaltung 53 sowie einen Sucher 54.

Claims

1. Asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv, enthaltend aufeinanderfolgend von der Seite des Objekts aus:

eine erste Linsengruppe (1), welche eine positive Brechkraft besitzt und welche, bezogen auf eine Bildfläche (6), ortsfest ist;

eine zweite Linsengruppe (2), welche eine negative Brechkraft besitzt und welche entlang einer optischen Achse (A) des asphärischen Weitwinkel- Zoomobjektivs so bewegbar ist, daß sie eine Vergrößerungsänderungsfunktion aufweist;

eine dritte Linsengruppe (3), welche eine positive Brechkraft besitzt und welche, bezogen auf die Bildfläche (6), ortsfest ist, so daß sie eine Lichtbündelungsfunktion aufweist; und

eine vierte Linsengruppe (4), welche eine positive Brechkraft besitzt und welche entlang der optischen Achse (A) in der Weise bewegbar ist, daß die Bildfläche (6), die in Abhängigkeit zu der Bewegung der zweiten Linsengruppe (2) und der Bewegung des Objekts verschiebbar ist, an einer Position fixiert wird, die mit einem vorbestimmten Abstand von einer Bezugsfläche beabstandet ist;

wobei ein relativ großer Luftspalt (d16) zwischen der dritten und vierten Linsengruppe (3, 4) vorgesehen ist;

wobei bei aufeinanderfolgender Betrachtung von der Objektseite aus die zweite Linsengruppe (2) durch eine konkave Meniskuslinse, eine Bikonkavlmse sowie eine Konvexlinse, die dritte Linsengruppe (3) durch eine einzelne wenigstens eine asphärische Oberfläche aufweisende Linse und die vierte Linsengruppe (4) durch eine Konkavlinse sowie eine Konvexlinse gebildet ist, von denen wenigstens eine mindestens eine asphärische Oberfläche aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß bei aufeinanderfolgender Betrachtung von der Objektseite aus die erste Linsengruppe (1) durch eine erste Konkavlinse, eine erste Bikonvexlinse, eine zweite Konkavlinse, eine zweite Bikonvexlinse und eine konvexe Meniskuslinse gebildet ist.

2. Zoomobjektiv nach Anspruch 1, bei dem bei der ersten Linsengruppe (1) die erste Konkavlinse eine der Bildfläche (6) gegenüberliegende, konkave Oberfläche aufweist, die zweite Konkavlinse eine konkave Meniskuslinse ist, die eine der Bildfläche (6) gegenüberliegende konkave Oberfläche aufweist, und die konvexe Miniskuslinse eine der Bildfläche (6) gegenüberliegende, konkave Oberfläche aufweist und bei dem ein verhältnismäßig großer Luftspalt (d2) zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse vorgesehen ist.

3. Zoomobjektiv nach Anspruch 2, welches die folgenden Bedingungen in (1) bis (3) erfüllt:

(1)1,0 < r2/f1 < 3,

(2)1,5 < r3/f1 < 3,5

(3) 0,2 < d2/f1 < 0,8

wobei die Bezeichnung f1 eine Brennweite der ersten Linsengruppe (1), die Bezeichnung r2 einen Radius einer Krümmung einer Oberfläche der ersten Konkavlinse der ersten Linsengruppe (1), deren Oberfläche der Bildfläche (6) gegenüberliegt, die Bezeichnung r3 einen Radius einer Krümmung der einen Oberfläche der ersten Bikonvexlinse der ersten Linsengruppe (1), deren Oberfläche dem Objekt gegenüberliegt, und die Bezeichnung d2 den Luftspalt zwischen der ersten Konkavlinse und der ersten Bikonvexlinse in der ersten Linsengruppe (1) bezeichnet.

4. Videokamera (100), enthaltend ein asphärisches Weitwinkel-Zoomobjektiv (51) nach Anspruch 3, eine Abbildungseinrichtung (52), eine Signalverarbeitungsschaltung (53) und einen Sucher (54).