DE19708523C2

DE19708523C2 - Zoom-Objektiv mit weitem Bereich

Info

Publication number: DE19708523C2
Application number: DE19708523A
Authority: DE
Inventors: Chikara Yamamoto
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: US5805350A; DE19708523A1; DE19717120A1; JPH09243917A; JP3310854B2; FR2745643A1; FR2745643B1

Description

In Bezug stehende Anmeldungen

Die Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung No. 8-75158, angemeldet am 4. März 1996, die hier unter Bezugnahme darauf eingeschlos sen wird.

Hintergrund der Erfindung Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zoom-Objektiv mit weitem Bereich und insbesondere auf ein Abbildungs-Zoom-Objektiv in einer Kamera, die eine Abbildungs vorrichtung, wie eine CCD oder eine Abbildungsaufnehmerröhre oder einen Silberhalo genidfilm oder dergleichen verwendet, sowie auf ein Projektions-Zoom-Objektiv für ein Televisionsgerät vom Projektions-Typ.

Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlich ist ein Zoom-Objektiv bekannt, das eine negative erste Linsengruppe, die während einer Variation der Leistung fixiert ist und eine Fokussierfunktion besitzt, eine positive zweite Linsengruppe, die eine die Leistung variierende Funktion besitzt, eine ne gative dritte Linsengruppe, die die Bewegung der Abbildungsebene korrigiert, die durch Änderung in der Leistung bewirkt wird, und eine positive vierte Linsengruppe, die wäh rend einer Variation der Leistung fixiert ist, besitzt (z. B. japanische, nicht geprüfte Pa tentveröffentlichung No. 5-297276).

Eine solche Art eines Zoom-Objektivs ist hauptsächlich dazu aufgebaut worden, um eine Abbildung auf einer Abbildungsvorrichtung mit einer kleinen Größe, wie beispielsweise einer CCD, zu bilden.

Zoom-Objektiv mit weitem Bereich, bestehend aus, in Reihenfolge von der Vergröße rungsseite, einer ersten Linsengruppe, die während der Brennweitenänderung ortsfest bleibt und eine negative Brechkraft zum Fokussierung besitzt, einer zweiten Linsengruppe, die eine positive Brechkraft besitzt, und einer dritten Linsengruppe, die eine negative Brechkraft besitzt, wobei die zweite und dritte Linsengruppe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander bewegt werden, um die Brennweite zu variieren und die Verschiebung der Abbildung zu korrigieren, die durch die Brennweitenänderung verursacht wird; und einer vierten Linsengruppe, die während der Brennweitenänderung ortsfest bleibt und eine positive Brechkraft besitzt ist aus US 4,099,844 bekannt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die im Folgenden beschrieben wird, wird durch ein Zoom-Objektiv gemäß Anspruch 1 gelöst.

Während Televisionsgeräte vom Projektions-Typ Flüssigkristalle verwenden, die in den vergangenen Jahren weit verbreitet bekannt geworden sind, vergrößert sich, wenn das vorstehend erwähnte Zoom-Objektiv, wie es ist, als ein Projektionsobjektiv angepaßt ist, das bei einem Televisionsgerät vom Projektions-Typ verwendet wird, vergrößert sich die Größe des Objektivsystems selbst, wenn die Abbildungsgröße größer wird. Bei den mo mentanen Gegebenheiten, wo sich die Anforderung nach einem Gerät mit einer kleine ren Größe erhöht, sind größere Objektiv- bzw. Linsensysteme ungünstig.

Auch besteht allgemein dann, wenn das vorstehend erwähnte Zoom-Objektiv als ein Projektionsobjektiv verwendet wird, eine Möglichkeit, daß eine Verzerrung unzureichend korrigiert werden kann.

Wenn das Zoom-Objektiv als ein Projektionsobjektiv des vorstehend erwähnten Televisi onsgeräts vom Projektions-Typ, das Flüssigkristalle verwendet, angepaßt wird, muß des sen Beziehung in Bezug auf das Beleuchtungssystem auch berücksichtigt werden. Um zu verhindern, daß eine Farbfluktuation und ein Lichtmengenverlust auftritt, wird ein Ob jektivsystem vom telezentrischen Typ gebildet, bei dem der Hauptstrahl parallel zu der optischen Achse zu der Verkleinerungsseite des Projektionsobjektivs wird. Ein solches Linsensystem wird allerdings nicht immer in dem vorstehend angegebenen Stand der Technik realisiert.

Weiterhin wird in dem vorstehend erwähnten Stand der Technik, wenn ein eine Farbe separierendes optisches System unter einer vorbestimmten Position auf der optischen Achse eingesetzt werden soll, ein rückwärtiger Fokus bzw. Brennpunkt, der einen Raum vorsieht, der zum Zulassen eines solchen Einsetzens ausreichend ist, nicht immer geschaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht eines solchen Umstands ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dieje nige, ein Zoom-Objektiv mit weitem Bereich zu schaffen, das eine kompakte Konfigurati on für seine Abbildungsgröße besitzt und ein geeignetes Ausmaß eines rückwärtigen Fokus liefert, wobei das Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene zu der Verkleinerungsseite im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse wird und verschiedene Arten einer Aberration bevorzugt korrigiert werden.

Das Zoom-Objektiv gemäß der vorliegenden Erfindung weist, und zwar aufeinanderfol gend von der Vergrößerungsseite aus, eine erste Linsengruppe, die während eines Zoo mens festgelegt ist und eine negative Brechkraft zum Fokussieren besitzt; eine zweite Linsengruppe, die eine positive Brechkraft besitzt, und eine dritte Linsen gruppe, die eine negative Brechkraft besitzt, die mit einer Beziehung dazwi schen so bewegt werden, um die Leistung zu variieren und eine Bewegung einer Abbil dungsoberfläche zu korrigieren, die durch eine so variierte Leistung verursacht wird; und eine vierte Linsengruppe, die während eines Zoomens festgelegt ist, eine positive Brechkraft besitzt;
wobei die nachfolgenden Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt werden:

-2,0 < F₁/F < -0,9 (1)

0,65 < F₂/F < 1,4 (2)

0,9 < F₄/F < 1,7 (3)

wobei
F die Brennweite des gesamten Linsensystems an dem Weitwinkelende ist;
F₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe ist;
F₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist;
F₄ die Brennweite der vierten Linsengruppe ist.

Auch ist in wünschenswerter Weise die zweite Linsengruppe durch mindestens eine ne gative Linse und zwei positive Linsen gebildet, die die nachfolgenden Bedingungen (4) oder (8) erfüllen:

0,4 < D₂/F₂ < 1,1 (4)

wobei D₂ die Baulänge der zweiten Linsengruppe ist;

0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)

wobei DD₂ der längste Abstand zwischen den positiven Linsen der zweiten Linsengrup pe ist.

Weiterhin sind in wünschenswerter Weise der Abbildungsmaßstab unter dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe und der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe so konfiguriert, um die nachfolgenden Bedingungen (5) und (6) zu erfüllen:

-1,05 < β_2W < -0,45 (5)

-0,15 < β₄ < 0,35 (6)

wobei
β2w der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe ist; und
β4 der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe ist.

Auch wird in wünschenswerter Weise die Abbe-Zahl der Linse, die am nächsten zu dem Vergrößerungsseitenende in der ersten Linsengruppe positioniert ist, so gebildet, um die nachfolgende Bedingung (7) zu erfüllen:

ν₁ < 55 (7)

wobei ν₁ die Abbe-Zahl der Linse ist, die am nächsten zu dem Vergrößerungsseitenen de in der ersten Linsengruppe angeordnet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Basis-Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Basis-Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Basis-Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Basis-Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Basis-Linsenkonfiguration gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 1 (unter ihrem Weitwinkelende);

Fig. 7 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 1 (unter ihrem mittleren Bereich);

Fig. 8 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 1 (unter ihrem Telephotoende);

Fig. 9 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 2 (unter ihrem Weitwinkelende);

Fig. 10 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 2 (unter ihrem mittleren Bereich);

Fig. 11 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 2 (unter ihrem Telephotoende);

Fig. 12 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 3 (unter ihrem Weitwinkelende);

Fig. 13 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 3 (unter ihrem mittleren Bereich);

Fig. 14 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 3 (unter ihrem Telephotoende);

Fig. 15 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 4 (unter ihrem Weitwinkelende);

Fig. 16 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 4 (unter ihrem mittleren Bereich);

Fig. 17 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 4 (unter ihrem Telephotoende);

Fig. 18 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 5 (unter ihrem Weitwinkelende);

Fig. 19 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 5 (unter ihrem mittleren Bereich);

Fig. 20 zeigt ein Aberrationsdiagramm der Linse gemäß Ausführungsform 5 (unter ihrem Telephotoende).

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Während fünf Ausführungsformen spezifisch in dem Nachfolgenden erläutert werden, wird auf Elemente, die identisch zueinander sind, mit identischen Markierungen Bezug genommen, wobei die jeweiligen Erläuterungen zu den jeweiligen Zeichnungen entsprechend der Ausführungsformen auf die jeweils anderen Ausführungsformen übertragen werden können, ohne daß die Beschreibungen wieder holt werden.

Ausführungsform 1

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist das Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausfüh rungsform aufeinanderfolgend von der Vergrößerungsseite aus auf
eine erste Linsengruppe, die aufeinanderfolgend, von der Vergrößerungsseite aus, eine positive erste Linse L₁, eine negative zweite Linse L₂, eine negative dritte Linse L₃ und eine positive vierte Linse L₄ aufweist;
eine zweite Linsengruppe, die aufeinanderfolgend, von der Vergrößerungsseite aus, ei ne negative fünfte Linse L₅, eine positive sechste Linse L₆ und eine positive siebte Linse L₇ aufweist;
eine dritte Linsengruppe, die eine negative achte Linse L₈ aufweist, und
eine vierte Linsengruppe, die, aufeinanderfolgend von der Vergrößerungsseite aus, eine negative neunte Linse L₉, eine positive zehnte Linse L₁₀ und eine positive elfte Linse L₁₁ aufweist. Dieses Zoom-Objektiv mit weitem Bereich ist so konfiguriert, um die nachfol genden Bedingungen zu erfüllen:

-2,0 < F₁/F < -0,9 (1)

0,65 < F₂/F < 1,4 (2)

0,9 < F₄/F < 1,7 (3)

Auch ist die zweite Linsengruppe durch mindestens eine negative Linse und zwei positi ve Linsen gebildet, die die nachfolgende Bedingung (4) erfüllen:

0,4 < D₂/F₂ < 1,1 (4)

wobei D2 die Baulänge der zweiten Linsengruppe ist.

Weiterhin ist der Abbildungsmaßstab an dem Weitweinkelende der zweiten Linsengruppe und der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe so konfiguriert, um die nachfolgenden Ausdrücke (5) und (6) zu erfüllen:

-1,05 < β_2W < -0,45 (5)

-0,15 < β₄ < 0,35 (6)

wobei
β 2w der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe ist; und
β4 der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe ist.

ν₁ < 55 (7)

Auch erfüllt die zweite Linsengruppe die nachfolgende Bedingung (8):

0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)

Auch bildet ein Beleuchtungsfluß, der von der Vergrößerungsseite entlang einer opti schen Achse X einfällt, eine Abbildung an einer Abbildungsposition P auf einer Abbil dungsebene 1. Auch sind zwischen der vierten Linsengruppe und der Abbildungsebene 1 Filter zum Abschneiden infraroter Strahlen oder ein Tiefpaßfilter 2 und ein die Farbe separierendes optisches System angeordnet.

Hier ist jede der ersten Linse L₁ und der vierten Linse L₄ eine Linse mit positivem Menis kus, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die zu der Vergrößerungsseite gerichtet ist; je de der zweiten Linse L₂, der fünften Linse L₅ und der neunten Linse L₉ ist eine Linse mit negativem Meniskus, der eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Vergrößerungs seite gerichtet ist; jede der dritten Linse L₃ und der achten Linse L₈ ist eine bikonkave Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Verkleine rungsseite gerichtet ist; jede der sechsten Linse L₆, der zehnten Linse L₁₀ und der elften Linse L₁₁ ist eine bikonvexe Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Vergrößerungsseite gerichtet ist; und die siebte Linse L₇ ist eine bi konvexe Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die zu der Verkleinerungsseite gerichtet ist. Die fünfte Linse L₅ und die sechste Linse L₆ sind zusammenzementiert.

Nachfolgend werden die vorstehend erwähnten Bedingungen (1) bis (8) erläutert.

Wenn F₁/F unterhalb der unteren Grenze in der vorstehend erwähnten Bedingung (1) liegt, reduziert sich die negative Leistung bzw. die Streustärke der ersten Linsengruppe, so daß sich ein Betrag einer Bewegung der ersten Linsengruppe unter Fokussierung er höht, um dadurch einen größeren Betrag einer Fluktuation in einer Aberration zu verur sachen. Wenn F₁/F die obere Grenze davon, im Gegensatz dazu, überschreitet, erhöht sich die negative Leistung der ersten Linsengruppe, wodurch der axiale Strahl durch die erste Linsengruppe so stark abgeknickt wird, daß es schwierig wird, eine Aberration zu korrigieren (Verzerrung und sphärische Aberration insbesondere). Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₁/F auf -1,34 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dar gestellt ist, um so die Bedingung (1) zu erfüllen, um dadurch vorteilhaft eine Aberration zu korrigieren und den Betrag einer Bewegung der ersten Linsengruppe gegen ein Erhö hen einzuschränken.

Wenn F₂/F unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (2) liegt, erhöht sich die positive Leistung bzw. die Sammelstärke der zweiten Linsengruppe so stark, daß es schwierig wird, eine Aberration zu korrigieren. Über die obere Grenze hin aus reduziert sich, im Gegensatz dazu, die positive Leistung der zweiten Linsengruppe, wodurch sich der Betrag einer Bewegung der zweiten Linsengruppe unter Variieren der Leistung erhöht, was die Größe des Linsensystems größer gestaltet. Zusätzlich wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₂/F auf 0,87 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 darge stellt ist, um so die Bedingung (2) zu erfüllen, um dadurch vorteilhaft eine Aberration zu korrigieren und den Betrag einer Bewegung der zweiten Linsengruppe dahingehend zu beschränken, daß er erhöht wird.

Wenn F₄/F die obere Grenze der Bedingung (3) übersteigt, reduziert sich die positive Leistung der vierten Linsengruppe, wodurch der rückwärtige Fokus so lang wird, daß die Größe, einschließlich der Linsenrückseite, groß wird. Auch wird die axiale Strahlhöhe der vierten Linse so niedrig, daß es schwierig ist, eine Aberration zu korrigieren. Unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (3) ist, im Gegensatz dazu, die positive Leistung der vierten Linsengruppe stärker, wodurch der rückwärtige Fokus zu kurz wird, und es ist für die Verkleinerungsseite schwierig, ein telezentrischer Typ zu werden. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von F₄/F auf 1,33 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um die Bedingung (3) zu erfüllen, um dadurch bevor zugt eine Aberration zu korrigieren und einen geeigneten Umfang einer rückwärtigen Brennweite beizubehalten, während das Bündel aus Strahlen zu der Verkleinerungsseite des Linsensystems darin von einem telezentrischen Typ ist.

Wenn D₂/F₂ oder DD₂/F₂ unterhalb der Grenze der vorstehend erwähnten Bedingungen (4) oder (8) liegt, wird die Objektivlänge der zweiten Linsengruppe so kurz, daß sich die Balance verschiedener Arten einer Aberration (Aberrations-Balance unter Zoomen ins besondere) verschlechtert. Über die untere Grenze hinaus ist im Gegensatz dazu die Objektivlänge der zweiten Linsengruppe länger, um dadurch die Größe des Linsensy stems zu erhöhen. Demgemäß sind in dieser Ausführungsform die Werte von D₂/F₂ und DD₂/F₂ jeweils auf 0,91 und 0,59 eingesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um da durch die gesamte Länge der zweiten Linsengruppe relativ groß zu machen, um so die Bedingungen (4) und (8) zu erfüllen. Demzufolge wird, während eine Aberration ausge zeichnet korrigiert wird, die Linsengröße dahingehend beschränkt, daß sie sich erhöht.

Wenn β_2W oberhalb der oberen Grenze oder unterhalb der unteren Grenze der Bedin gung (5) liegt, verschlechtert sich eine Aberrations-Balance unter Zoomen, oder der Be trag einer Bewegung der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe, die für ein Zoomen erforderlich ist, erhöht sich, um so die Größe des Linsensystems größer zu ge stalten. Demgemäss wird in dieser Ausführungsform der Wert des Abbildungsmaßstabes β 2w der zweiten Linsengruppe bei diesem weiten Ende auf -0,58 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um die Bedingung (5) zu erfüllen, um dadurch die Aberrations-Balance bevorzugt zu gestalten und die Größe des Linsenssystems dahingehend einzuschränken, dass sie erhöht wird.

Wenn β4 unterhalb der unteren Grenze der vorstehend erwähnten Bedingung (6) liegt, um so den Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe zu reduzieren, wird der axiale Strahl stark durch die vierte Linsengruppe gebeugt, wodurch die Zahl der Linsenblätter bzw. Einzel-Linsen erhöht werden muss. Wenn der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe klein ist, wird im Gegensatz dazu die Leistung der vierten Linsen gruppe stärker, wodurch es für Strahlen außerhalb der optischen Achse zu der Verklei nerungsseite schwierig ist, symmetrisch in Bezug auf die optische Achse in der tangen tialen Ebenen zu werden. über die obere Grenze hinaus ist im Gegensatz dazu der Abbildungsmaßstab in der vierten Linsengruppe so hoch, dass der rückwärtige Fokus bzw. Brennpunkt länger wird, wodurch die Leistung der vierten Linsengruppe so schwach wird, daß es schwierig ist, eine Aberration zu korrigieren. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert der Vergrößerung β₄ der vierten Linsengruppe auf 0,24 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedingung (6) zu erfüllen, um dadurch bevorzugt eine Aberration zu korrigieren und einen telezentrischen Typ ei nes Bündels aus Strahlen zu erhalten, während die Zahl der Linsenblätter dahingehend eingeschränkt wird, daß sie sich erhöht.

Allgemein gelangt die Linse, die am nächsten zu dem Ende der Vergrößerungsseite ei nes Zoom-Objektivs hin positioniert ist, oftmals mit der äußeren Umgebung in Kontakt, und demzufolge wird sie vorzugsweise aus einem Glasmaterial hergestellt, das ausge zeichnet in seiner Säurebeständigkeit und Wasserbeständigkeit ist. Wenn ν₁ die obere Grenze der Bedingungen (7) allerdings übersteigt, verschlechtert sich die Säurebestän digkeit und die Wasserbeständigkeit, da der Brechungsindex größer wird. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform der Wert von ν₁ auf 50,9 gesetzt, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist, um so die Bedingungen (7) zu erfüllen, um dadurch eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit und Wasserbeständigkeit in dem Glasmaterial zu erzielen.

Tabelle 1 (nachfolgend) stellt den Krümungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen benachbarten Linsen D (mm) und den Brechungsindex N jeder Linse an der d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

In Tabelle 1, ebenso in den Tabellen 2 bis 5, die später erläutert werden, erhöhen sich die Bezugszahlen entsprechend jeder Markierung R, D und N aufeinanderfolgend von der Objektseite aus.

Auch sind die F-Zahl und der Feldwinkel 2ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich in dieser Ausführungsform 2,85 (Weitwinkelende) bis 3,08 (Medium) bis 3,34 (Telephoto ende) und 53,8° (Weitwinkelende) bis 43,6° (Medium) zu 35,0° (Telephotoende) jeweils.

Die Fig. 6, 7 und 8 sind Aberrations-Diagramme, die verschiedene Arten einer Aberrati on (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrung und chromatische Aberration bei der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform unter dem Weitwinke lende, dem mittleren Bereich und dem Telephotoende jeweils zeigen. Hierbei sind für je des Astigmatismus-Diagramm die jeweiligen Aberrationen in Bezug auf die sagittale bzw. pfeilrechte (S) Abbildungsoberfläche und die tangentiale (T) Abbildungsoberfläche dargestellt. (Dies trifft auch für die Fig. 9 bis 20 zu.)

Wie anhand der Fig. 6 bis 8 und Tabelle 6 (nachfolgend) gesehen werden kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft über den gesamten Zoom-Bereich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erzielt werden, ein geeigneter Umfang eines rückwärtigen Fokus kann erhalten werden und das Bündel aus Strahlen innerhalb der tangentialen Ebene zu der Verkleinerungsseite kann im wesentlichen sym metrisch in Bezug auf die optische Achse gemacht werden.

Ausführungsform 2

Nachfolgend wird der Zoom mit weitem Bereich der Ausführungsform 2 unter Bezugnah me auf Fig. 2 erläutert.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselben vier Gruppen, 11-Blatt-Linsen-Konfiguration, wie die vorstehend angegebene Ausführungsform 1, un terscheidet sich allerdings hauptsächlich dahingehend, daß die fünfte Linse L₅ eine Lin se mit einem positiven Meniskus ist, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist, wobei jede der sechsten Linse L₆ und der zehnten Lin se L₁₀ eine bikonvexe Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung be sitzt, die auf die Verkleinerungsseite gerichtet ist, die siebte Linse eine Linse mit negati vem Meniskus ist, die eine konvexe Oberfläche besitzt, die auf die Verkleinerungsseite gerichtet ist, die achte Linse L₈ eine bikonkave Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist, und die sech ste Linse L₆ und die siebte Linse L₇ zusammenzementiert sind.

Hier werden alle vorstehend erwähnten Bedingungen (1) bis (8) erfüllt, während deren jeweilige Werte so eingestellt sind, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform 2,53 (Weitwinkelende) bis 2,86 (Medium) zu 3,26 (Telephotoen de) und 53,2° (Weitwinkelende) bis 43,0° (Medium) zu 34,6° (Telephotoende) jeweils.

Tabelle 2 (die folgt) stellt einen Krümmungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und dem Bre chungsindex N jeder Linse bei einer d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 9, 10 und 11 sind Aberrationsdiagramme, die verschiedene Arten einer Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrung und chromatische Aberra tion in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform an dem Weitwin kelende, an dem mittleren Bereich und an dem Telephotoende jeweils darstellen.

Wie anhand der Fig. 9 bis 11 und der Tabelle 6 gesehen werden kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteil haft über den Zoom-Bereich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erhalten werden, ein geeigneter Umfang eines rückwärtigen Fokus kann erhalten werden und das Strahlenbündel innerhalb der tangentialen Ebene zu der Verkleinerungsseite kann im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse gemacht werden.

Ausführungsform 3

Nachfolgend wird der Zoom mit weitem Bereich der Ausführungsform 3 unter Bezugnah me auf Fig. 3 erläutert.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Linsen-Konfigura tion, wie diejenige der vorstehenden Ausführungsform 2, unterscheidet sich allerdings hauptsächlich davon dahingehend, daß die fünfte Linse L₅ eine bikonvexe Linse ist, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Vergrößerungsseite gerichtet ist, und die neunte Linse L₉ ist eine bikonkave Linse, die eine Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung besitzt, die auf die Verkleinerungsseite gerichtet ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2ω des Zoom-Objektivs mit weitem Bereich dieser Ausführungsform 2,85 (Weitwinkelende) bis 3,24 (Medium) zu 3,73 (Telephotoen de) und 59,6° (Weitwinkelende) bis 48,6° (Medium) zu 39,4° (Telephotoende) jeweils.

Tabelle 3 (nachfolgend) stellt einen Krümmungsradius R (mm) für jede Linsenoberflä che, eine Mittendicke jeder Linse und einen Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und dem Brechungsindex N jeder Linse bei einer d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 12, 13 und 14 sind Aberrationsdiagramme, die verschiedene Arten einer Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrung und chromatische Aberra tion in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform bei dem Weitwin kelende, dem mittleren Bereich und dem Telephotoende jeweils darstellen.

Wie anhand der Fig. 12 bis 14 und der Tabelle 6 gesehen werden kann, kann, ge mäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration bevorzugt durch den Zoom-Bereich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfigurati on für die Abbildungsgröße kann erzielt werden, eine geeignete Ausdehnung eines rück wärtigen Fokus kann erhalten werden und die Bündel aus Strahlen innerhalb der tangen tialen Ebene zu der Verkleinerungsseite können im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse gestaltet werden.

Ausführungsform 4

Nachfolgend wird der Zoom mit weitem Bereich der Ausführungsform 4 unter Bezugnah me auf Fig. 4 erläutert werden.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselbe Konfiguration, wie diejenige der vorstehend erwähnten Ausführungsform 2.

Hier werden alle vorstehend angegebenen Bedingungen (1) bis (8) erfüllt, während de ren jeweilige Werte so eingestellt sind, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2ω des Weit-Zoom-Objektivs dieser Ausfüh rungsform 2,85 (Weitwinkelende) bis 3,35 (Medium) zu 3,98 (Telephotoende) und 59,8° (Weitwinkelende) bis 43,4° (Medium) zu 33,4° (Telephotoende) jeweils.

Tabelle 4 (nachfolgend) stellt den Krümmungsradius R (mm) für jede Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und den Brechungsindex N für jede Linse bei einer d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 15, 16 und 17 sind Aberrationsdiagramme, die verschiedene Arten einer Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrung und chromatische Aberra tion in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform bei dem Weitwin kelende, dem mittleren Bereich und dem Telephotoende jeweils darstellen.

Wie aus den Fig. 15 bis 17 und der Tabelle 6 gesehen werden kann, kann, gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteil haft durch den Zoom-Flächenbereich hinweg korrigiert werden, eine kompakte Konfigu ration für die Abbildungsgröße kann erzielt werden, eine geeignete Erstreckung eines rückwärtigen Fokus kann erzielt werden und die Strahlenbündel innerhalb der tangentia len Ebene zu der Verkleinerungsseite können im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse gestaltet werden.

Ausführungsform 5

Nachfolgend wird der Zoom mit weitem Bereich der Ausführungsform 5 unter Bezugnah me auf Fig. 5 erläutert werden.

Das Objektiv dieser Ausführungsform besitzt im wesentlichen dieselben vier Gruppen, 11-Blatt-Linsen-Konfiguration, wie diejenige der Zoom-Objektive mit weitem Bereich der anderen Ausführungsformen, unterscheidet sich aber hauptsächlich davon dadurch, daß die erste Linsengruppe, die zweite Linsengruppe und die dritte Linsengruppe durch drei Blätter aus Linsen L₁ bis Linse L₆, drei Blätter aus Linse L₄ bis L₃ und zwei Blättern aus Linsen L₇ und L₈ jeweils gebildet sind.

Hier werden alle vorstehend erwähnten Bedingungen (1) bis (8) erfüllt, während deren jeweilige Werte so eingestellt werden, wie dies in Tabelle 6 dargestellt ist.

Auch sind die F Zahl und der Feldwinkel 2ω des Weit-Zoom-Objektivs dieser Ausfüh rungsform 2,54 (Weitwinkelende) bis 2,92 (Medium) zu 3,40 (Telephotoende) und 54,6° (Weitwinkelende) bis 43,2° (Medium) zu 34,6° (Telephotoende) jeweils.

Tabelle 5 (nachfolgend) stellt den Krümmungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mittendicke jeder Linse und den Luftspalt zwischen Nachbarlinsen D (mm) und den re fraktiven Index N jeder Linse bei einer d-Linie in dieser Ausführungsform dar.

Die Fig. 18, 19 und 20 zeigen Aberrationsdiagramme, die verschiedene Arten einer Aberration (sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzerrung und chromatische Aberra tion in der Vergrößerung) des Zoom-Objektivs dieser Ausführungsform an dem Weitwin kelende, dem mittleren Bereich und dem Telephotoende jeweils darstellen.

Wie anhand der Fig. 18 bis 20 und der Tabelle 6 gesehen werden kann, kann, ge mäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich dieser Ausführungsform, eine Aberration vorteilhaft über den Zoom-Bereich korrigiert werden, eine kompakte Konfiguration für die Abbildungsgröße kann erhalten werden, eine geeignete Ausdehnung eines rückwärtigen Fokus kann erzielt werden und die Bündel aus Strahlen innerhalb der tangentialen Ebe ne zu der Verkleinerungsseite können im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die op tische Achse gemacht werden.

Ohne daß die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt werden, kann das Zoom- Objektiv mit weitem Bereich der vorliegenden Erfindung in verschiedenartigen Weisen modifiziert werden. Zum Beispiel können die Krümmung R jeder Linse und die Linsenbe abstandung (oder Linsendicke) D ebenso wie der Brechnungsindex N und die Abbe-Zahl ν geeignet geändert werden. Auch kann, falls notwendig, ein Helligkeitsstop innerhalb des Linsensystems angeordnet werden.

Wie in dem Vorstehenden erläutert ist, werden gemäß dem Zoom-Objektiv mit weitem Bereich der vorliegenden Erfindung in einem Zoom-Objektiv eines Vier-Gruppen-Typs, bei dem die zweite und die dritte Linsengruppe bewegbar sind, da die Fokuslängen, usw., der jeweiligen Gruppen innerhalb deren geeigneten Bereichen eingestellt sind, wie dies vorstehend erwähnt ist, das Linsensystem eine kompakte Konfiguration für ihre Ab bildungsgröße haben, der rückwärtige Fokus kann auf eine geeignete Erstreckung derart eingestellt werden, daß ein eine Farbe separierendes, optisches System oder dergleichen unter einer vorbestimmten Position eingesetzt werden kann, und verschie dene Arten einer Aberration können vorteilhaft gestaltet werden.

Weiterhin kann ein Modus eines sogenannten telezentrischen Typs, bei dem die Strah lenbündel innerhalb der tangentialen Ebene zu der Verkleinerungsseite im wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die optische Achse gemacht werden, erzielt werden, wodurch die Farbfluktuation und der Lichtquantitätsverlust reduziert werden können, wenn das Zoom-Objektiv in einem System eines solchen Televisionsprojektionstyps verwendet wird, der Flüssigkristalle verwendet.

Auch kann, wenn der Abstand zwischen benachbarten positiven Linsen in der zweiten Linsengruppe lang gemacht wird, während die Gesamtlänge der zweiten Linsengruppe relativ groß ist, die Aberrationsbalance zu dem Zeitpunkt eines Zoomens vorteilhaft ge staltet werden.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Tabelle 6

Claims

1. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich, bestehend aus, in Reihenfolge von der Vergröße rungsseite,
einer ersten Linsengruppe, die während der Brennweitenänderung ortsfest bleibt und eine negative Brechkraft zum Fokussieren besitzt,
einer zweiten Linsengruppe, die eine positive Brechkraft besitzt, und
einer dritten Linsengruppe, die eine negative Brechkraft besitzt, wobei die zweite und dritte Linsengruppe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander bewegt werden, um die Brennweite zu variieren und die Verschiebung der Abbildung zu korrigieren, die durch die Brennweitenänderung verursacht wird; und
einer vierten Linsengruppe, die während der Brennweitenänderung ortsfest bleibt und eine positive Brechkraft besitzt;
wobei die nachfolgenden Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt sind:
-2,0 < F1/F < -0,9 (1)
0,65 < F2/F < 1,4 (2)
0,9 < F4/F < 1,7 (3)
wobei
F die Brennweite des gesamten Linsensystems an dem Weitwinkelende ist;
F1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist;
F2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist;
F4 die Brennweite der vierten Linsengruppe ist.

2. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe durch mindestens eine negative Linse und zwei positive Linsen gebildet ist und die nachfolgende Bedingung (4) erfüllt:
0,4 < D2/F2 < 1,1 (4)
wobei D2 eine Baulänge der zweiten Linsengruppe ist.

3. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe und der Abbil dungsmaßstab der vierten Linsengruppe so konfiguriert sind, um die nachfolgenden Bedin gungen (5) und (6) zu erfüllen:
-1,05 < β2w < -0,45 (5)
-0,15 < β4 < 0,35 (6)
wobei β2w der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe ist; und
β4 der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe ist.

4. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbe-Zahl der Linse, die am nächsten zu dem Ende der Vergrößerungsseite in der ersten Linsengruppe positioniert ist, so gebildet ist, um die nachfolgende Bedin gung (7) zu erfüllen:
ν₁ < 55 (7)
wobei ν₁ die Abbe-Nummer der Linse ist, die am nächsten zu dem Vergrößerungs seitenende in der ersten Linsengruppe angeordnet ist.

5. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe durch mindestens eine negative Linse und zwei positive Linsen gebildet ist und die nachfolgende Bedingung (8) erfüllt:
0,08 < DD₂/F₂ < 0,75 (8)
wobei DD₂ der längste Abstand zwischen den positiven Linsen in der zweiten Grup pe ist.

6. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe und der Abbil dungsmaßstab in der vierten Linsengruppe so konfiguriert sind, um die nachfolgenden Be dingungen (9) und (10) zu erfüllen:
-1,05 < β2w < -0,45 (9)
-0,15 < β4 < 0,35 (10)
wobei β2w der Abbildungsmaßstab an dem Weitwinkelende der zweiten Linsengruppe ist; und
β4 der Abbildungsmaßstab der vierten Linsengruppe ist.

7. Zoom-Objektiv mit weitem Bereich nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbe-Zahl der Linse, die am nächsten zu dem Ende der Vergrößerungsseite in der ersten Linsengruppe positioniert ist, so gebildet ist, um die nachfolgende Bedin gung (11) zu erfüllen:
ν₁ < 55 (11)
wobei ν₁ die Abbe-Zahl der Linse ist, die am nächsten zu dem Ende der Vergröße rungsseite in der ersten Linsengruppe positioniert ist.