DE69107600T2

DE69107600T2 - Zoom Objektiv.

Info

Publication number: DE69107600T2
Application number: DE69107600T
Authority: DE
Inventors: Akira Nakamura; Yuichi Nakano
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2011-12-27
Also published as: JP3003226B2; EP0493261A3; EP0493261B1; KR100195316B1; EP0493261A2; KR920012957A; JPH04242708A; DE69107600D1; US5233471A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Zoom-Objektive und speziell auf ein Zoom-Objektiv z.B. für elektronische Standbildkameras, Videokameras oder dgl..
Die derzeit in Amateur-Videokameras verwendeten Zoom-Objektive haben einen Brennweiteneinstellbereich von sechs oder mehr und eine F-Zahl, die kleiner ist als 2,0. Es wird neuerdings gefordert, daß Videokameras noch kleiner und noch leichter werden sollen, wobei die charakteristischen Merkmale des Zoom-Objektivs, wie großer Brennweiteneinstellbereich und hohe Lichtstärke, beibehalten werden sollen.
Um den Forderungen nach weiterer Miniaturisierung und Gewichtsverringerung von Videokameras nachzukommen zu können, sollte die Größe des Bildgebers der als Bildaufnahmeelement verwendeten ladungsgekoppelten Bildaufnahmeeinrichtung (CCD) noch weiter reduziert werden, weil dies eine weitere, der Verkleinerung des Bildgebers entsprechende maßstäbliche Verkleinerung des Kameraobjektivs ermöglicht.
Da herkömmliche Zoom-Objektive zehn oder mehr sphärische Linsen besitzen, tritt hier das Problem auf, daß eine ausreichende Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung von konventionellen Objektiven nicht möglich ist. Bei einer maßstäblichen Verkleinerung des Kameraobjektivs erhöhen sich nämlich die Genauigkeitsvorschriften für die einzelnen Linsen, aus denen das Zoom-Objektiv aufgebaut ist, so daß die Bearbeitung sehr schwierig wird, falls die Anzahl der Linsen gleich bleibt, aus denen das Objektiv aufgebaut ist. Insbesondere wenn ein Linsenelement mit sphärischer Oberfläche durch Polieren endbearbeitet wird, können die Herstellkosten bei kleiner werdendem Krümmungsradius der sphärischen Oberfläche beträchtlich ansteigen, wenn die vorgeschriebene Genauigkeit erreicht werden soll.
Um diese Nachteile und Gefahren zu beseitigen wurde vor einiger Zeit ein Verfahren zur Herstellung von Linsen durch Formpressen geeigneter Materialien, wie Kunststoffe, Glas oder dgl., eingeführt. Im Vergleich zu der oben erwähnten Herstellung der Linsen durch Polieren ermöglicht die Herstellung von Linsen durch Formpressen eine Verringerung der Herstellkosten des Objektivs bei der Massenproduktion. Außerdem kann man die Linsenfläche durch Formpressen ohne großen Aufwand als asphärische Fläche ausbilden, so daß die Anzahl der Linsenelemente, aus denen das Kameraobjektiv aufgebaut ist, verringert werden kann. Dies kann einen großen Beitrag bei der Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung des Kameraobjektivs leisten. Als Beispiel für ein Zoom-Objektiv nach dem Stand der Technik, das aus vier Linsengruppen besteht, sei auf US-A-4 859 042 verwiesen. Alle Linsengruppen mit Ausnahme der zweiten haben positive Brechkraft. Die erste und die dritte Linsengruppe sind gegenüber der optischen Achse stationär, während die zweite und vierte Linsengruppe axial verschiebbar sind und die Brennweitenveränderung bewirken. Die vierte Linsengruppe ist ebenfalls axial verschiebbar und dient zur Fokussierung.
In WO-A-8706717 ist ein afokales Zoom-Teleskop offenbart.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Zoom-Objektiv zur Verfügung zu stellen, bei dem die erwähnten Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik nicht auftreten.
Ein spezielleres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Zoom-Objektiv anzugeben, das miniaturisiert werden kann, wobei die charakteristischen Eigenschaften, wie großer Brennweitenbereich und kleine F-Zahl, beibehalten werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Zoom-Objektiv zu schaffen, dessen Gewicht reduziert werden kann, wobei die charakteristischen Eigenschaften, wie großer Brennweitenbereich und kleine F-Zahl, beibehalten werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Zoom-Objektiv zu schaffen, dessen Gesamtlänge verkleinert werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Zoom-Objektiv zu schaffen, bei dem nachteilige Einflüsse wie Geisterbilder oder dgl. reduziert werden können.
Das Zoom-Objektiv gemäß der Erfindung weist von der Objektseite aus aufeinanderfolgend auf: Eine feststehende erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft, die eine variable Vergrößerung bewirkt, eine feststehende dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft sowie eine vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft, die die durch die variable Vergrößerung verursachte Fluktuation der Bildfläche kompensiert und ein Bild fokussiert.
Bei diesem Zoom-Objektiv besteht die dritte Linsengruppe aus einer Positivlinse und einer Negativlinse, wobei wenigstens eine Fläche der Positivlinse als asphärische Fläche ausgebildet ist und die Negativlinse eine der Bildseite gegenüberliegende Fläche besitzt, die zur Bildseite konkav ausgebildet ist.
Damit läßt sich die Größe des Zoom-Objektiv gemäß der Erfindung verringern und sein Gewicht reduzieren, ohne daß seine Kennwerte, wie großer variabler Brennweitenbereich und kleine F-Zahl, beeinträchtigt werden.
Die folgende detaillierte Beschreibung erläutert anhand der anliegenden Zeichnungen ein Beispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Zoom-Objektivs gemäß vorliegender Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm, in dem die Zuordnung der Formparameter in der Anordnung von Fig. 1 dargestellt ist,
Fig. 3A bis 3C zeigen jeweils schematische Diagramme der sphärischen Aberration, des Astigmatismus und der Verzeichnung, die sich ergeben, wenn das Zoom- Objektiv dieses Ausführungsbeispiels in Weitwinkelstellung angeordnet ist,
Fig. 4A bis 4C jeweils schematische Diagramme der sphärischen Aberration, des Astigmatismus und der Verzeichnung, die sich ergeben, wenn das Zoom-Objektiv dieses Ausführungsbeispiels in einr Zwischenwinkelstellung angeordnet ist,
Fig. 5A bis 5C jeweils schematische Diagramme der sphärischen Aberration, des Astigmatismus und der Verzeichnung, die sich ergeben, wenn das Zoom-Objektiv dieses Ausführungsbeispiels in Telestellung angeordnet ist,.
Bevor das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher erläutert wird, seien zunächst die Grundprinzipien der Erfindung dargelegt.
Wie Fig. 1 zeigt, ist die Erfindung auf ein Zoom-Objektiv gerichtet, das von der Objektseite aus folgende Elemente aufweist: Eine erste feste Linsengruppe 1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft, die die variable Vergrößerung ermöglicht, eine feste dritte Linsengruppe 3 mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 4 mit positiver Brechkraft, die die durch die variable Vergrößerung verursachte Fluktuation der Bildfläche kompensiert und das Bild fokussiert. Bei diesem Zoom-Objektiv besteht die dritte Linsengruppe 3 aus zwei getrennten Linsen, einer Positivlinse 31 und einer Negativlinse 32.
Die Form der Fläche 31a der Positivlinse 31, die der Objektseite gegenüberliegt, wird erfindungsgemäß durch folgende Gleichung (4) ausgedrückt:
worin Y die Höhe von der optischen Achse, Z den Abstand des Linsenscheitelpunkt von der Tangentialfläche in einem Punkt auf der asphärischen Fläche in der Höhe Y von der optischen Achse, wobei die Objektseite als negativ angenommen ist, R31 den paraxialen Krümmungsradius und K31, AD31, AE31, AF31 bzw. AG31 Koeffizienten bedeuten. Die Form der Fläche 31b der Positivlinse 31, die der Bildfläche gegenüberliegt, läßt sich durch folgende Gleichung (5) ausdrücken:
worin Y die Höhe von der optischen Achse, Z den Abstand des Linsenscheitelpunkt von der Tangentialfläche in einem Punkt auf der asphärischen Fläche in der Höhe Y von der optischen Achse, wobei die Objektseite als negativ angenommen ist, R31 den paraxialen Krümmungsradius und K31, AD31, AE31, AF31 bzw. AG31 Koeffizienten bedeuten.
Die Form der Positivlinse 31 erfüllt die durch folgende Gleichung (6) ausgedrückte Bedingung
(6) - K31/(8R31³) -AD31 + K32/(8R32³) + AD32> 0.
Wenn R34 (entsprechend R13) den Krümmungsradius der Fläche der Negativlinse 32 bedeutet, die Positivlinse 31 zur Objektseite hin konvex ist, fw die Brennweite des Zoom- Objektivs insgesamt in Weitwinkelstellung und ft die Brennweite des Zoom-Objektivs insgesamt in Telestellung bedeuten gilt erfindungsgemäß folgende Beziehung:
Die vorliegende Erfindung verwendet, wie beschrieben, als Grundanordnung ein Zoom- Objektiv mit bildseitige (hinterer) Fokussierung, das aus vier Linsengruppen, einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer positiven Linsengruppe gebildet ist. Es besteht aus einer festen ersten Linsengruppe 1 mit positiver Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe 2 mit negativer Brechkraft als Variator, einer festen dritten Linsengruppe 3 mit positiver Brechkraft und einer vierten Linsengruppe mit positiver Brechkraft, die sowohl als Kompensator zur Korrigierung der Bewegung der Bildfläche durch die variable Vergrößerung der zweiten Linsengruppe und so zur Konstanthaltung der Bildflächenposition als auch zur Fokussierung dient.
Da das Zoom-Objektiv gemäß der Erfindung vom Teleobjektivtyp ist, wobej die dritte Linsengruppe 3 aus separaten positiven und negativen Linsen 32 besteht, die von der Objektseite her in dieser Reihenfolge angeordnet sind, befindet sich die Position des Hauptpunkts der dritten Linsengruppe 3 erfindungsgemäß in der Nähe der Objektseite vorgesehen. Auf diese Weise kann der Bewegungsbereich der zweiten Linsengruppe 2 effektiv ausgedehnt und die Gesamtlänge des Zoom-Objektivs verringert werden. Da das Zoom-Objektiv der vorliegenden Erfindung vom Teleobjektivtvp ist, kann das Lichtstrahlenbündel, das auf die vierte Linsengruppe 4 auftrifft, kleiner gemacht werden als das, das auf die dritte Linsengruppe 3 auftrifft, so daß das Gewicht der vierten Linsengruppe 4 verringert werden kann. Infolgedessen kann die Belastung des Antriebssystems der vierten Linsengruppe reduziert, die Ansprechempfindlichkeit der Brennweitenverstellung und der Fokussierung verbessert und der Durchmesser der Objektivfassung, die die Linsen und das Antriebssystem enthält, verkleinert werden. Da außerdem die dritte Linsengruppe 3 aus zwei Linsen besteht, kann die Anzahl der Linsen des Zoom-Objektivs insgesamt verringert und das Zoom-Objektiv als Ganzes kompakter gestaltet werden.
Die Formen der beiden Oberflächen 31a bzw. 31b der Positivlinse 31 werden durch die obigen Gleichungen (4) bzw. (5) ausgedrückt und es gilt außerdem die Beziehung von Gleichung (6), was bedeutet, daß wenigstens eine Oberfläche der Positivlinse 31 als asphärische Fläche ausgebildet ist. In diesem Fall wirkt eine solche asphärische Fläche als sphärische Aberration, so daß durch die Kombination der Positivlinse 31 und der Negativlinse 32 in der dritten Linsengruppe 3 die chromatische Aberration auf der Achse, die die gleiche Aberration auf der Achse ist, unabhängig von der Korrektur der sphärischen Aberration korrigiert werden kann. Deshalb besteht größere Freiheit bei der Korrektur der Aberration der dritten Linsengruppe 3.
Dadurch können die Anforderungen an die anderen Linsengruppen, insbesondere an die vierte Linsengruppe 4 zur Fokussierung des Bildes, bezüglich der Korrektur der Aberration herabgesetzt und deshalb die Brennweite der vierten Linsengruppe 4 verringert werden, so daß die Gesamtlänge des Zoom-Objektivs kleiner wird.
Bei einem Zoom-Objektiv mit sogenannter Hinterfokussierung, das aus vier Linsengruppen, nämlich einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer Positivlinsengruppe besteht, bilden die drei vorderen Linsengruppen, d.h. die erste bis dritte Linsengruppe 1 bis 3, ein afokales System. D.h., das aus der dritten Linsengruppe 3 austretende Lichtstrahlenbündel wird zu einem parallelen Lichtstrahlenbündel. Wenn in diesem Fall die der Bildseite gegenüberliegende Fläche der Negativlinse 32 in der dritten Linsengruppe 3 eine im wesentlichen ebene Form hat, wird in der Nähe der Bildfläche ein Refokussierungspunkt für das von einer Bildfläche reflektierte Licht erzeugt, der die Bildqualität beeinträchtigt z.B. Geisterbilder oder dgl., hervorruft. Falls die der Bildseite gegenüberliegende Fläche der Negativlinse 32 konvex ist, wird der Refokussierungspunkt, von der Objektseite aus gesehen, auf der Rückseite der Bildfläche erzeugt. Falls jedoch die vierte Linsengruppe in Weitwinkelstellung in Richtung auf die Objektseite bewegt wird, bewegt der Refokussierungspunkt sich in die Nähe des Brennpunkts, oder es läuft ein konvergierendes Lichtstrahlenbündel durch die Bildfläche, so daß Probleme wie Geisterbilder oder dgl. auftreten.
Wenn hingegen der Krümmungsradius der der Bildseite gegenüberliegenden Fläche der Negativlinse 32 so gewählt ist, daß die durch die obige Gleichung (7) ausgedrückte Bedingung erfüllt ist, und wenn diese Oberfläche zur Bildseite hin konkav ist, wird der Refokussierungspunkt des von der Bildfläche reflektierten Lichts auf der Objektseite vor dem Brennpunkt erzeugt. Da nur eine schwach divergierende Linse von dem Refokussierungspunkt auf die Bildfläche strahlt, kann die Erzeugung von auffälligen Geisterbildern oder dgl. verhindert werden.
Im folgenden sei anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
In Fig. 1 ist ein Zoom-Objektiv nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie Fig. 1 zeigt sind, von der Objektseite zur Bildfläche 5 eine feste erste Linsengruppe 1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 2 mit negativer Brechkraft als Variator, eine feste dritte Linsengruppe 3 mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 4 mit positiver Brechkraft als Kompensator in dieser Reihenfolge angeordnet. Wenn angenommen wird, daß die Komponenten der Pfeile A1 und A2, die senkrecht zur optischen Achse des Zoom-Objektivs verlaufen, Vergrößerungen entsprechen, und daß die parallel zur optischen Achse des Zoom-Objektivs verlaufenden Komponenten der Pfeile A1 und A2 den Bewegungen der Linsengruppen entsprechen, wird bei variabler Vergrößerung die zweite Linsengruppe 2 in Richtung des Pfeiles A1 und die vierte Linsengruppe 4 in Richtung des Pfeiles A2 bewegt, so daß eine Fluktuation der Bildfläche 5 bei variabler Vergrößerung kompensiert wird. Die vierte Linsengruppe 4 wird nur in Richtung des Pfeils A3 bewegt. Sie besitzt Fokussierungsfunktion. D.h., das Zoom-Objektiv nach diesem Ausführungsbeispiel besteht aus vier Linsengruppen mit positiven, negativen, positiven und Positivlinsen und ist als Hinterfokussystem ausgebildet, das beispielsweise zu einem System mit sog. innerer Fokussierung gehört.
Wie Fig. 1 außerdem zeigt, ist zwischen der zweiten Linsengruppe 2 und der dritten Linsengruppe 3 eine lrisblende 6 angeordnet. Zwischen der vierten Linsengruppe 4 und der Bildfläche 5 befindet sich ein Glasblock 7, der als optisches Tiefpaßfilter dient.
Die erste Linsengruppe 1 besteht aus einer negativen Meniskuslinse 11, deren konvexe Fläche der Objektseite zugewandt ist, und einer Positivlinse 12, die mit der negativen Meniskuslinse 11 verkittet ist. Die zweite Linsengruppe 2 besteht aus einer negativen Meniskuslinse 21, deren konvexe Fläche der Objektseite gegenüberliegt, und einer Positivlinse 23, die mit der negativen Meniskuslinse 21 verkittet ist. Die dritte Linsengruppe 3 besteht aus zwei getrennten Linsen, nämlich, von der Objektseite aus, einer Positivlinse 31 und einer Negativlinse 32. Die vierte Linsengruppe 4 besteht aus einer negativen Meniskuslinse 41, deren konvexe Fläche der Objektseite gegenüberliegt, und einer Positivlinse 42, die mit der Meniskuslinse 41 verkittet ist.
Beide Flächen der Positivlinse 31 der dritten Linsengruppe 3 sind als asphärische Flächen ausgebildet, und die lrisblende 6 liegt unmittelbar vor der Positivlinse 31 der Objektseite gegenüber. Dies hat den Vorteil, daß die sphärische Aberration zufriedenstellend korrigiert werden kann, während die Aberration außerhalb der optischen Achse durch die asphärische Fläche nicht beeinträchtigt wird.
Fig. 2 zeigt die Zuordnung der Formparameter der jeweiligen Elemente in dem Zoom-Objektiv nach diesem Ausführungsbeispiel. Wie Fig. 2 zeigt, bezeichnet Ri den Krümmungsradius der i-ten Fläche (i = 1, 2, ..., 18) und di den Abstand zwischen der i-ten Fläche und der (i + 1)-ten Fläche. Weiterhin bezeichnen ni und vi den Brechungsindex der d-Linie des Mediums zwischen der i-ten Fläche und der (i + 1)-ten Fläche bzw. die Abbesche Zahl.
In diesem Fall sind die 3., 10., 11. und 16. Fläche jeweils als asphärische Flächen ausgebildet, und die Form der asphärischen Fläche kann durch folgende Gleichung (8) ausgedrückt werden:
In Gleichung (8) bezeichnet Y die Höhe von der optischen Achse, Z den Abstand des Linsenscheitelpunkts von der Tangentialfläche in einem Punkt auf der asphärischen Fläche in der Höhe Y von der optischen Achse, Ri (i = 3, 10, 11, 16) den paraxialen Krümmungsradius, Ki die jeweilige Konstante des Konus der i-ten Fläche und ADi, AEi, AFi und AGi jeweils asphärische Flächenkonstanten der i-ten Fläche. Diese asphärischen Flächenkoeffizienten sind folgendermaßen gewählt:
Die 10. Fläche und die 11. Fläche sind in diesem Fall die Flächen der Positivlinse 31 in der dritten Linsengruppe 3, die der Objektseite bzw. der Bildseite gegenüberliegen. Zwischen diesen beiden Flächen gilt eine Bedingung, die durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt wird:
(9) -K10/(8R10³)-AD10+K11/(8R11³)+AD11> 0.
Die Werte der einzelnen Elemente von Fig. 2 sind folgendermaßen gewählt:
In dieser Tabelle bezeichnen die Werte von Ri, die i (i = 3, 10, 11, 16) entsprechen und durch das Symbol gekennzeichnet sind, die Radien von sphärischen Referenzflächen der jeweiligen asphärischen Flächen, und der Umstand, daß r9 gleich ∞ ist entspricht der Tatsache, daß die lrisblende eben ist. Leerstellen in den Splaten für ni und vi entsprechen Bereichen, in denen das Medium Luft ist. Die Gesamtbrennweite des Zoom-Objektivs nach diesem Ausführungsbeispiels liegt in dem Bereich von 10 bis 60 mm, die F-Zahl im Bereich von 2,0 bis 2,8 und der halbe Bildfeldwinkel liegt in einem Bereich von 23,20º bis 4,09º. Die Werte der obigen variablen Abstände di (i = 3, 8, 13, 16) in der Weitwinkelposition, in der mittleren Position und in der Teleposition des Objektivs sind folgende:
Wenn diese Werte verwendet werden, beträgt die Brennweite ft auf der Teleseite 60 mm und die Brennweite fw auf der Weitwinkelseite 10 mm. Da der Abstand ZL von der ersten Fläche des Objektivs bis zur Fokussierungsposition 88,5 mm beträgt, ist der Zoom-Bereich ft/fw gleich 6 und es gilt folgende Gleichung
ZL/ft = 1,48.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden, wie oben beschrieben, die charakteristischen Eigenschaften beibehalten, so daß der Zoom-Bereich groß und die F-Zahl klein ist. Trotzdem kann die Gesamtlänge des Zoom-Objektivs erheblich verringert und das Zoom-Objektiv insgesamt kleiner gehalten werden.
Der Krümmungsradius R13 der der Bildfläche 5 gegenüberliegenden Fläche der Negativlinse 32 in der dritten Linsengruppe 3 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sei anhand von Fig. 1 beschrieben. Bei dem Zoom-Objektiv nach diesem Ausführungsbeispiel bilden die erste und die dritte Linsengruppe ein afokales System, so daß dann, wenn ein Lichtstrahlenbündel φ1, das auf die erste Linsengruppe 1 auftrifft, ein paralleles Lichtstrahlenbündel ist (insbesondere ein Lichtstrahlenbündel, das von einem Objektpunkt ausgeht, der in weit entfernter Position liegt, kann vor dem Objektiv als paralleles Lichtstrahlenbündel betrachtet werden), wird ein Lichtstrahlenbündel φ2, das von der dritten Linsengruppe 3 zu der vierten Linsengruppe 4 emittiert wird, zu einem nahezu parallelen Lichtstrahlenbündel. Dieses parallele Lichtstrahlenbündel φ2 wird durch die vierte Linsengruppe 4 in einem Punkt auf der Bildfläche 5 zusammengeführt. In diesem Fall wandert von der Bildfläche 5 reflektiertes Licht als paralleles Lichtstrahlenbündel φ3 längs eines entgegengesetzten optischen Pfades zu der Negativlinse 32, so daß das von dieser Negativlinse 32 reflektierte Licht auf der Bildfläche 5 ein Geisterbild oder dgl. erzeugt, falls die der Bildfläche 5 gegenüberliegende Fläche der Negativlinse 32 eine im wesentlichen ebene Form besitzt.
Um das Auftreten von Geisterbildern oder dgl. zu vermeiden, muß der Krümmungsradius R13 der der Bildfläche 5 gegenüberliegenden Fläche der Negativlinse 32 die durch folgende Gleichung (10) ausgedrückte Bedingung erfüllen:
worin das Vorzeichen des Krümmungsradius so festgelegt ist, daß sich ein positiver Wert ergibt, wenn die Linsenfläche zur Objektseite hin konvex gemacht wird.
Die obige Gleichung (10) bedeutet, daß LF < LI ist, wenn die der Seite der Bildfläche gegenüberliegende Fläche der Negativlinse 32 relativ zur Seite der Bildfläche 5 konvex wird. LF bezeichnet den Abstand zu einem Punkt, an dem das Lichtstrahlenbündel φ4 aus der Negativlinse 32 konvergiert. Der Abstand LI bezeichnet den Abstand zwischen der Negativlinse 32 und der Bildfläche 5. Dementsprechend strahlt nur ein schwaches reflektiertes Licht auf die Bildfläche 5, das allmählich gestreut wird. Dadurch kann der Einfluß von Geisterbildern oder dgl. verringert werden.
Fig. 3A bis 3C, Fig. 4A bis 4C und Fig. 5A bis 5C zeigen jeweils verschiedene Aberrationen des Zoom-Objektivs nach diesem Ausführungsbeispiel. Fig. 3A, 3B und 3C zeigen die sphärische Aberration, den Astigmatismus bzw. die Verzeichnung in Weitwinkelstellung des Objektivs (f = 10,0 mm). Fig. 4A, 4B und 4G zeigen diese Werte in einer mittleren Position (f = 30,3 mm) und Fig. 5A, 5B und 5C in Telestellung des Objektivs (f = 60,0 mm).
Bei dem Zoom-Objektiv gemäß der vorliegenden Erfindung, das aus vier Linsengruppen, nämlich einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer Positivlinse besteht, ist die dritte Linsenkomponente aus zwei Linsen, einer positiven und einer Negativlinse mit asphärischen Flächen zusammengesetzt. Deshalb kann das Zoom-Objektiv miniaturisiert und sein Gewicht verringert werden, wobei seine Kennwerte beibehalten werden, so daß das variable Vergrößerungsverhältnis groß und die F-Zahl klein ist. Wenn die der Seite der Bildflächen gegenüberliegende Fläche der Negativlinse zur Bildflächenseite hin konvex gemacht wird, können nachteilige Einflüsse wie Geisterbilder oder dgl., die auf das von der Negativlinse reflektierte Licht zurückzuführen sind, verringert werden.
Vorangehend wurde anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist selbstverständlich auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Der einschlägige Fachmann ist vielmehr ohne weiteres in der Lage, verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorzunehmen, ohne daß damit der in den Ansprüchen definierte Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Zoom-Objektiv, das von der Objektseite aus aufeinanderfolgend aufweist

eine feststehende erste Linsengruppe (1) mit positiver Brechkraft,

eine zweite Linsengruppe (2) mit negativer Brechkraft, die eine variable Vergrößerung bewirkt,

eine feststehende dritte Linsengruppe (3) mit positiver Brechkraft

sowie eine vierte Linsengruppe (4) mit positiver Brechkraft, die die durch die variable Vergrößerung verursachte Fluktuation der Bildfläche kompensiert und ein Bild fokussiert,

dadurch gekennzeichnet,

daß die dritte Linsengruppe (3) aus zwei getrennten Linsen besteht und eine Positivlinse (31) und eine Negativlinse (32) umfaßt, wobei wenigstens eine Fläche der Positivlinse (31) als asphärische Fläche (31a, 31b) ausgebildet ist und die Negativlinse (32) eine der Bildseite gegenüberliegende Fläche besitzt, die zur Bildseite konkav ausgebildet ist.

2. Zoom-Objektiv nach Anspruch 1,

bei dem die Form der der Objektseite gegenüberliegenden Fläche (31a) der genannten Positivlinse (31) der dritten Linsengruppe (3) durch folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird:

worin Y.die Höhe von der optischen Achse, Z den Abstand des Linsenscheitelpunkt von der Tangentialfläche in einem Punkt auf der asphärischen Fläche in der Höhe Y von der optischen Achse, wobei die Objektseite als negativ angenommen ist, R31 den paraxialen Krümmungsradius und K31, AD31, AE31, AF31 bzw. AG31 Koeffizienten bedeuten,

bei dem die Form der der Bildseite gegenüberliegenden Fläche (31b) der genannten Positivlinse (31) der dritten Linsengruppe (3) durch folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird:

worin Y die Höhe von der optischen Achse, Z den Abstand des Linsenscheitelpunkt von der Tangentialfläche in einem Punkt auf der asphärischen Fläche in der Höhe Y von der optischen Achse, wobei die Objektseite als negativ angenommen ist, R32 den paraxialen Krümmungsradius und K32, AD32, AE32, AF32 bzw. AG32 Koeffizienten bedeuten,

und bei dem die Form der Positivlinse (31) folgende Bedingung erfüllt: - K31/(8R31³) - AD31 + K32/(8R32³) + AD32> 0.

3. Zoom-Objektiv nach Anspruch 1,

bei dem folgende Bedingung erfüllt ist:

worin R13 den Krümmungsradius der der Bildseite gegenüberliegenden Fläche der genannten Negativlinse (32) bedeutet, die Positivlinse (31) zur Objektseite hin konvex ist, fw die Brennweite des Zoom-Objektivs insgesamt in Weitwinkelstellung und ft die Brennweite des Zoom-Objektivs insgesamt in Telestellung bedeuten.