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Die
Erfindung betrifft ein optisches System, das insbesondere für digitale
Kameramodule geeignet ist, die in tragbaren Telefonen (Handys) angeordnet
sind.
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Ein
digitales Kameramodul, das in einer tragbaren Vorrichtung (beispielsweise
eine digitale Kamera, ein Handheld-Computer etc.) angeordnet wird,
verwendet ein Objektiv, das mittels einer oder mehrerer Linsen Bilder
auf eine Bilderfassungseinheit wie ein CCD oder ein CMOS abbildet.
Ein derartiges digitales Kameramodul wird in letzter Zeit insbesondere
auch in einem tragbaren Telefon (Handy) angeordnet. Das digitale
Kameramodul bzw. dessen Linsen müssen
zahlreiche Bedingungen erfüllen.
Es ist beispielsweise besonders wichtig, daß das digitale Kameramodul
nur sehr geringen Bauraum benötigt
und dementsprechend klein und/oder abgewinkelt ausgebildet sein
muß. Da
es sich hierbei auch um Massenartikel handelt, ist es auch wichtig,
daß das
digitale Kameramodul zudem noch preiswert sein soll. Auch sollte
das digitale Kameramodul Linsen aufweisen, die eine hohe optische
Leistungsfähigkeit
des Kameramoduls gewährleisten.
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Aus
dem Stand der Technik sind Zoom-Linsensysteme bekannt, die in digitalen
Kameramodulen eingesetzt werden.
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Aus
der
US 4,629,294 ist
ein Zoomobjektiv mit vier Linsengruppen bekannt, wobei die erste
Linsengruppe positive Brechkraft, die zweite Linsengruppe negative
Brechkraft, die dritte Linsengruppe positive Brechkraft und die
vierte Linsengruppe positive Brechkraft aufweisen. Ferner ist bei
dem bekannten Zoomobjektiv eine bewegte Blende vorgesehen. Auch
sind alle vier Linsengruppen zum Zoomen beweglich angeordnet.
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Ein
weiteres Zoomobjektiv ist aus der
US
4,299,454 bekannt, das ebenfalls vier Linsengruppen aufweist,
wobei die erste Linsengruppe positive Brechkraft, die zweite Linsengruppe
negative Brechkraft, die dritte Linsengruppe positive Brechkraft
und die vierte Linsengruppe ebenfalls positive Brechkraft aufweisen.
Auch bei diesem bekannten Zoomobjektiv ist eine bewegliche Blende
vorgesehen, und die vier Linsengruppen sind beweglich angeordnet.
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Aus
der
US 2003/0063395
A1 ist ein weiteres Zoomobjektiv mit vier Linsengruppen
bekannt, wobei die erste Linsengruppe positive Brechkraft, die zweite
Linsengruppe negative Brechkraft, die dritte Linsengruppe positive
Brechkraft und die vierte Linsengruppe positive Brechkraft aufweisen.
Auch hier erfolgt eine Bewegung einer Blende.
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Ein
weiteres Zoomobjektiv mit einer beweglichen Blende ist aus der
US 6,763,182 B2 bekannt,
welches wiederum vier Linsengruppen aufweist. Dabei sind die erste
Linsengruppe mit positiver Brechkraft, die zweite Linsengruppe mit
negativer Brechkraft, die dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft
und die vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft versehen. Sämtliche
Linsengruppen sind beweglich angeordnet.
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Die
US 4,498,741 beschreibt
ein Zoomobjektiv mit fünf
Linsengruppen, wobei die erste Linsengruppe positive Brechkraft,
die zweite Linsengruppe negative Brechkraft, die dritte Linsengruppe
positive Brechkraft, die vierte Linsengruppe negative Brechkraft
und die fünfte
Linsengruppe positive Brechkraft aufweisen.
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Aus
der
US 6,763,186 B2 ist
ebenfalls ein Zoomobjektiv mit fünf
Linsengruppen bekannt, welche dieselbe Brechkraftreihenfolge wie
bei dem aus der
US 4,498,741 bekannten
Zoomobjektiv aufweisen.
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Ein
weiteres Zoomobjektiv wird in der
US
5,585,969 beschrieben, welches ebenfalls fünf Linsengruppen
aufweist, welche dieselbe Brechkraftreihenfolge wie bei dem aus
der
US 4,498,741 bekannten
Zoomobjektiv aufweisen.
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Aus
der
US 2002/0060855
A1 sowie der
US
6,718,132 B2 sind Zoomobjektive mit fünf Linsengruppen bekannt, wobei
jeweils die erste Linsengruppe positive Brechkraft, die zweite Linsengruppe
negative Brechkraft und die dritte bis fünfte Linsengruppe je positive
Brechkraft aufweisen.
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Ferner
sind weitere Zoomobjektive mit jeweils vier Linsengruppen aus der
US 6,239,920 B1 ,
US 6,101,043 sowie der
US 2004/0184159 A1 bekannt,
wobei bei den bekannten Zoomobjektiven die erste Linsengruppe positive
Brechkraft, die zweite Linsengruppe negative Brechkraft sowie die
dritten und vierte Linsengruppe positive Brechkraft aufweisen.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannten Zoom-Linsensysteme sind teilweise
recht kompliziert aufgebaut und/oder benötigen immer noch einen recht
großen
Bauraum. Darüber
hinaus sind die optischen Eigenschaften und daher die Abbildungsgüte bei einigen
der oben genannten Zoom-Linsensysteme nicht sehr hoch. Auch besteht
zur Zeit der Einreichung der vorliegenden Anmeldung der Trend, Zoom-Linsensysteme
für digitale
Kameramodule zu entwickeln, die eine große Dehnung (also einen Zoomfaktor
größer 5-fach)
und einen moderaten Feldwinkel (2w ca. 65°) im Weitwinkelbereich aufweisen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Zoom-Linsensystem anzugeben,
das einfach aufgebaut ist, einen geringen Bauraum benötigt sowie
gute optische Eigenschaften, eine große Dehnung und einen moderaten
Feldwinkel besitzt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
ein optisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere
erfindungsgemäße optische
Systeme sind durch die Merkmale der Ansprüche 18, 35 sowie 55 charakterisiert.
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Das
erfindungsgemäße optische
System zur Abbildung eines Objektes auf eine Bilderfassungseinheit weist
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit eine erste Linsengruppe
mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft und
eine vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft auf. Maximal drei
der vorgenannten Linsengruppen sind beweglich angeordnet.
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Das
vorbeschriebene erfindungsgemäße optische
System weist eine variable, also veränderliche Baulänge auf.
Dieses wird häufig
auch als „Atmen" eines optischen
Systems verstanden (Ausfahren der ersten Linsengruppe in Richtung
des Objekts).
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Bei
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen optischen
Systems sind die erste Linsengruppe, die zweite Linsengruppe und
die dritte Linsengruppe beweglich angeordnet. Die vierte Linsengruppe
weist einen festen Abstand zur Bilderfassungseinheit auf. Vorzugsweise
ist auch vorgesehen, daß der
ersten Linsengruppe bei einer Bewegung in eine erste Bewegungsrichtung
ein Umkehrpunkt zugeordnet ist, an dem die Bewegung der ersten Linsengruppe
sich in einer zweiten Bewegungsrichtung fortsetzt. Dabei sind beispielsweise die
erste Bewegungsrichtung in Richtung der Bilderfassungseinheit und
die zweite Bewegungsrichtung in Richtung des Objekts orientiert.
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Alternativ
oder zusätzlich
hierzu ist der zweiten Linsengruppe bei einer Bewegung in eine erste
Bewegungsrichtung ein Umkehrpunkt zugeordnet, an dem die Bewegung
der zweiten Linsengruppe sich in einer zweiten Bewegungsrichtung
fortsetzt. Auch hier sind vorzugsweise die erste Bewegungsrichtung
in Richtung der Bilderfassungseinheit und die zweite Bewegungsrichtung
in Richtung des Objekts orientiert.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, daß die bewegliche Anordnung
der dritten Linsengruppe zur stetigen Bewegung in Richtung des Objekts
ausgebildet ist. Auch weist vorzugsweise die dritte Linsengruppe
eine Blende auf, wodurch bessere Korrekturmöglichkeiten geschaffen werden
und die Verwendung einer kleinen Anzahl von Linsen ermöglicht wird.
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Vorzugsweise
ist bei dem erfindungsgemäßen optischen
System die dritte Linsengruppe zur Fokussierung ausgebildet.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen optischen
Systems weist die erste Linsengruppe zwei Linseneinheiten auf. Unter
dem Begriff Linseneinheit wird dabei und auch nachfolgend stets eine
einzelne Linse oder eine Gesamtheit von mehreren Linsen verstanden.
Auch die zweite Linsengruppe ist vorzugsweise mit zwei Linseneinheiten
ausgebildet, wobei eine der beiden Linseneinheiten vorzugsweise
als ein Kittglied ausgebildet ist.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist auch die dritte Linsengruppe mit zwei Linseneinheiten
versehen, wobei auch hier eine der beiden Linseneinheiten vorzugsweise
als ein Kittglied ausgebildet ist.
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Ein
besonderes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen optischen
Systems sieht vor, daß die vierte
Linsengruppe zwei Linseneinheiten aufweist, beispielsweise eine
einzelne Linse sowie ein aus zwei Linsen zusammengesetztes Kittglied
aufweist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen
Systems weist mindestens eine der vorgenannten Linsen jeweils eine
erste und/oder eine zweite Fläche
auf, wobei die erste und/oder die zweite Fläche mindestens einer der Linsen
asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt:
wobei z der Pfeilhöhe der Fläche einer
Linse parallel zur z-Achse, c der Krümmung der Fläche im Scheitel
der Linse, k der konischen Konstanten sowie A
4 bis
A
22 den asphärischen Koeffizienten der 4ten,
6ten, 8ten, 10ten, 12ten, 14ten, 16ten, 18ten, 20ten und 22ten Ordnung
entsprechen;
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 114,154461501 | 0,822471073849 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | –496,605223764 | 0,1 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 17,5314103286 | 2,09340677082 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | –49,5378803055* | variabel |
Erste
Fläche
der dritten Linse | –17,6797868292* | 0,5 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 4,53874406277 | 2,67038896091 |
Erste
Fläche
der vierten Linse | 26,5254625966 | 0,500033433851 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | 5,25945202192 | 1,74671329861 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | 18,462491267 | variabel |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 4,1812043194* | 1,35547350395 |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | –10,4630976084* | 0,36530820744 |
Blende | Unendlich | 0,274205584178 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | 5,49829366448 | 1,158295397 |
Erste
Fläche
der achten Linse | 2,12720268041 | 0,789412882131 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | 4,24040872196 | variabel |
Erste
Fläche
der neunten Linse | –8,42534321901* | 0,783765204534 |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 4,61515053585 | 1,03881630697 |
Zweite
Fläche
der zehnten Linse | –3865,43133613 | 1,57186821914 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 4,43076284709* | 1,05977427898 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | 29,0420923172* | |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 | A10 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 0 | 0,117494E-05 | 0,889444E-06 | | |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 0 | 0,652589E-03 | –0,878002E-05 | 0,996605E-07 | |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 0 | –0,134795E-02 | –0,339390E-04 | –0,187965E-05 | |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | 0 | 0,107820E-02 | –0,549678E-05 | | |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 0 | 0,932082E-03 | 0,972667E-04 | –0,861693E-05 | |
Erste
Fläche
der elften Linse | 0 | 0,243671E-03 | | | |
Zweite
Fläche
der elften Linse | 0 | 0,363752E-02 | 0,298476E-04 | –0,430885E-05 | |
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Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | Mittlere
Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 3,4001 | 6,9998 | 20,3844 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8733 | 3,7361 | 6,3760 |
Bildwinkel | 68° | 34,3° | 12,1° |
D4
[mm] | 0,68222 | 2,72669 | 5,24516 |
D9
[mm] | 14,37898 | 6,39398 | 0,10000 |
D15
[mm] | 0,54513 | 2,92709 | 10,25949 |
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In
der Tabelle sind für
drei verschiedene Positionen des erfindungsgemäßen optischen Systems, nämlich für eine Weitwinkel-Position
(WW-Position), für
eine Tele-Position sowie für
eine zwischen der Weitwinkel-Position und Tele-Position angeordnete
mittlere Position unter anderem die Brennweite sowie der Abstand der
zweiten Fläche
der zweiten Linse zur ersten Fläche
der dritten Linse (D4), der Abstand der zweiten Fläche der
fünften
Linse zur ersten Fläche
der sechsten Linse (D9) sowie der Abstand der zweiten Fläche der
achten Linse zur ersten Fläche
der neunten Linse (D15) angegeben. Beispielsweise beträgt bei einer
Brennweite von 3,4001 und einer Blendenzahl von 2,8733 der Abstand
der zweiten Fläche
der zweiten Linse zur ersten Fläche der
dritten Linse 0,68222 mm.
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Ein
weiteres erfindungsgemäßes optisches
System zur Abbildung eines Objektes auf eine Bilderfassungseinheit
weist vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit eine erste
Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe
mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit positiver
Brechkraft, eine vierte Linsengruppe mit negativer Brechkraft und
eine fünfte
Linsengruppe mit positiver Brechkraft auf. Genau drei der vorgenannten
Linsengruppen sind beweglich angeordnet.
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Hierbei
ist vorzugsweise vorgesehen, daß die
erste Linsengruppe hinsichtlich der Bilderfassungseinheit einen
festen Abstand aufweist. Auch die fünfte Linsengruppe kann hinsichtlich
der Bilderfassungseinheit einen festen Abstand aufweisen. Vorzugsweise
ist auch vorgesehen, die zweite Linsengruppe, die dritte Linsengruppe
und die vierte Linsengruppe beweglich anzuordnen. Beispielsweise
ist der zweiten Linsengruppe eine Bewegungsrichtung in Richtung
der Bilderfassungseinheit zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist
der dritten Linsengruppe und der vierten Linsengruppe eine Bewegungsrichtung
in Richtung des Objekts zugeordnet.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
dieses weiteren erfindungsgemäßen optischen
Systems ist der dritten Linsengruppe eine Blende, vorzugsweise eine
Irisblende, zugeordnet. Ferner ist vorgesehen, daß die vierte
Linsengruppe zur Fokussierung ausgebildet ist.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
dieses erfindungsgemäßen optischen
Systems weist die erste Linsengruppe zwei Linseneinheiten auf. Auch
die zweite Linsengruppe kann vorzugsweise mit zwei Linseneinheiten
versehen sein, wobei eine der beiden Linseneinheiten beispielsweise
als ein Kittglied ausgebildet ist. Auch die dritte Linsengruppe
kann vorteilhafterweise zwei Linseneinheiten aufweisen, wobei beispielsweise eine
der beiden Linseneinheiten als ein Kittglied ausgebildet ist.
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Bei
einer Ausführungsform
des weiteren erfindungsgemäßen optischen
Systems weist die vierte Linsengruppe ein Kittglied auf. Auch weist
die fünfte
Linsengruppe vorzugsweise eine einzelne Linse auf.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen Systems weist
mindestens eine der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder
eine zweite Fläche
auf, wobei die erste und/oder die zweite Fläche mindestens einer der Linsen
asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt
(hinsichtlich der Variablen
wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | –185,863650365 | 0,975292963663 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | –46,0325502118 | 0,1 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 9,16166043771* | 2,02685676277 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 33,1581730779 | Variabel |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 33,1776631815* | 0,5 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 3,94515150113 | 2,49231077631 |
Erste
Fläche
vierten Linse | –8,41495996961 | 0,5 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | 6,22835966139 | 1,33594630727 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | 52,3937711818 | Variabel |
Blende | Unendlich | 0,325808524183 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 4,43197990872* | 1,36954263764 |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | 14,143107761* | 0,705876915949 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | 14,1753846843 | 0,5 |
Erste
Fläche
der achten Linse | 2,92967158534 | 1,52544319436 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | –10,1118638781 | Variabel |
Erste
Fläche
der neunten Linse | –18,7820313564* | 1,07862109688 |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | –3,09752055315 | 0,5 |
Zweite
Fläche
der zehnten Linse | 5,03020639015 | Variabel |
Erste
Fläche
der elften Linse | 23,2287641759* | 1,49777569009 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | –6,80576566139* | |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 0 | –0,234175E-04 | –0,341419E-06 | |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 0 | 0,217110E-03 | –0,634576E-05 | 0,456842E-07 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 0 | –0,105705E-02 | –0,461379E-05 | –0,138636E-05 |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | 0 | 0,111042E-02 | –0,209639E-05 | |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 0 | –0,122975E-02 | –0,966360E-06 | –0,624441E-07 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 0 | 0,281574E-03 | –0,109159E-03 | |
Zweite
Fläche
der elften Linse | 0 | 0,703517E-03 | –0,110762E-03 | –0,535491E-06 |
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Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände
| WW-Position | Mittlere-Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 4,2003 | 11,0006 | 20,9852 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,7855 | 3,8770 | 4,9358 |
Bildwinkel | 69,4° | 28,9° | 15,2° |
D4
[mm] | 0,20000 | 3,43156 | 4,57961 |
D9
[mm] | 12,51817 | 5,26032 | 1,04320 |
D15
[mm] | 1,39648 | 2,29406 | 4,19528 |
D18
[mm] | 1,78936 | 4,91806 | 6,08592 |
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In
der Tabelle sind wiederum für
drei verschiedene Positionen des erfindungsgemäßen optischen Systems, nämlich für eine Weitwinkel-Position
(WW-Position), für
eine Tele-Position sowie für
eine zwischen der Weitwinkel-Position und Tele-Position angeordnete
mittlere Position unter anderem die Brennweite sowie der Abstand
der zweiten Fläche
der zweiten Linse zur ersten Fläche
der dritten Linse (D4), der Abstand der zweiten Fläche der
fünften
Linse zur Blende (D9), der Abstand der zweiten Fläche der
achten Linse zur ersten Fläche
der neunten Linse (D15) sowie der Abstand zwischen der zweiten Fläche der
zehnten Linse und der ersten Fläche
der elften Linse (D18) angegeben.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
dieses optischen Systems ist derart ausgebildet, daß mindestens eine
der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder eine zweite
Fläche
aufweist, und daß die
erste und/oder die zweite Fläche
mindestens einer der Linsen asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt
(hinsichtlich der Variablen
wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | –297,965425718 | 0,892440623742 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | –52,4809430684 | 0,1 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 8,72289793855* | 1,82080406139 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 23,207102112 | Variabel |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 26,6391450896* | 0,5 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 3,6047373942 | 2,62898331127 |
Erste
Fläche
der vierten Linse | –7,02519142374 | 0,5 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | 6,16107109411 | 1,43714787413 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | –197,012840418 | Variabel |
Blende | Unendlich | 0,309298971788 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 3,96604925065* | 1,78879950176 |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | –17,4589302131* | 0,195095862571 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | 13,7550450355 | 0,500000603467 |
Erste
Fläche
der achten Linse | 2,57525953784 | 1,5191812576 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | –14,080853882 | Variabel |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 1461,77007805* | 1,22900373778 |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | –2,54756552828 | 0,888840683736 |
Zweite
Fläche
der zehnten Linse | 4,6182190241 | Variabel |
Erste
Fläche
der elften Linse | 21,5212241021 | 1,18623279872 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | –5,94533004979* | |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 0 | –0,130679E-04 | –0,366999E-06 | |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 0 | 0,406679E-03 | | |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 0 | –0,108146E-02 | 0,858382E-06 | –0,145338E-05 |
Zweite
Fläche
der sechsten Linse | 0 | 0,139014E-02 | 0,287831E-04 | |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 0 | –0,103086E-02 | 0,413538E-04 | –0,584762E-05 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | 0 | 0,658783E-03 | 0,228451E-05 | –0,184204E-05 |
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Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | Mittlere
Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 3,4000 | 7,0000 | 20,3876 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8138 | 3,6131 | 5,6595 |
Bildwinkel | 68° | 35,4° | 12,35° |
D4
[mm] | 0,20000 | 3,21685 | 4,96036 |
D9
[mm] | 13,59825 | 8,04270 | 0,99068 |
D15
[mm] | 1,36779 | 1,83565 | 5,17674 |
D18
[mm] | 1,41474 | 3,48557 | 5,45301 |
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Hinsichtlich
der Bedeutung der einzelnen Größen wird
auf weiter oben verwiesen.
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Ein
weiteres erfindungsgemäßes optisches
System ist durch die Merkmale des Anspruchs 35 charakterisiert.
Danach weist das optische System zur Abbildung eines Objektes auf
eine Bilderfassungseinheit vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit
eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe
mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit positiver
Brechkraft, eine vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft und
eine fünfte
Linsengruppe mit positiver Brechkraft auf. Ferner sind genau drei
der Linsengruppen beweglich angeordnet, und die dritte Linsengruppe
ist eine der beweglich angeordneten Linsengruppen.
-
Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen optischen
Systems sind zusätzlich zu
der dritten Linsengruppe die zweite Linsengruppe und eine weitere
der Linsengruppen beweglich angeordnet. Auch ist alternativ oder
zusätzlich
vorgesehen, die erste Linsengruppe beweglich anzuordnen.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß den genau
drei beweglich angeordneten Linsengruppen eine Bewegungsrichtung
in Richtung des Objekts zugeordnet ist. Vorzugsweise ist auch vorgesehen,
daß die
vierte Linsengruppe einen festen Abstand zur Bilderfassungseinheit
aufweist. Auch die fünfte
Linsengruppe kann vorzugsweise einen festen Abstand zur Bilderfassungseinheit
aufweisen.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen optischen
Systems ist die dritte Linsengruppe vorzugsweise zur Fokussierung
ausgebildet. Auch ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die dritte
Linsengruppe eine erste Unterlinsengruppe und eine zweite Unterlinsengruppe
aufweist, wobei die erste Unterlinsengruppe vorzugsweise zur Fokussierung
ausgebildet ist.
-
Die
erste Linsengruppe weist vorzugsweise drei Linseneinheiten auf,
wobei vorzugsweise mindestens eine Linseneinheit als eine Einzellinse
ausgebildet ist. Besonders bevorzugt sind alle drei Linseneinheiten
jeweils als Einzellinse ausgebildet.
-
Ferner
ist bei einer Ausführungsform
vorgesehen, daß die
zweite Linsengruppe drei Linseneinheiten aufweist, wobei vorzugsweise
eine der drei Linseneinheiten als ein Kittglied ausgebildet ist.
-
Auch
ist vorzugsweise vorgesehen, die dritte Linsengruppe mit drei Linseneinheiten
auszugestalten. Die vierte Linsengruppe ist vorzugsweise mit einer
einzelnen Linseneinheit versehen, wobei die Linseneinheit beispielsweise
als ein Kittglied ausgebildet ist.
-
Ferner
ist vorgesehen, die fünfte
Linsengruppe mit einer einzelnen Linseneinheit auszubilden, die
vorzugsweise als ein Kittglied ausgebildet ist.
-
Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, eine Blende zwischen
der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe anzuordnen.
Dabei weist die Blende vorzugsweise zur Bilderfassungseinheit einen
festen Abstand auf.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
dieses optischen Systems ist derart ausgebildet, daß mindestens eine
der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder eine zweite
Fläche
aufweist, und daß die
erste und/oder die zweite Fläche
mindestens einer der Linsen asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt
(hinsichtlich der Variablen
wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 23,8591845111514* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | 17,4373556561988* | 0,2 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 13,0982526070904* | 3,4527244852307 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 105,422271567609 | 0,2 |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 14,7087687567318 | 2,2040390433555 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 42,8434358941402 | Variabel |
Erste
Fläche
der vierten Linse | 15,533129313531 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der vierten Linse | 3,44992761538952* | 2,1354658291449 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | –7,741086390836 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | –31,430574794020 | 0,2 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 8,52994134039705 | 1,3510017134008 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | –17,34473097865 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der siebten Linse | 14,6825457643791 | Variabel |
Blende | 0 | Variabel |
Erste
Fläche
der achten Linse | 21,1473113443641* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | –30,467767525813 | 0,620385141187017 |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 10,1328748116605 | 1,39588859805243 |
Zweite
Fläche
der neunten Linse | –4,8970954659596 | Variabel |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 19,176194437098* | 0,8 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 2,58727737966118 | 1,28750855218109 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | –123,46400351176 | Variabel |
Erste
Fläche
der zwölften
Linse | –83,856099012140 | 0,8 |
Erste
Fläche
der dreizehnten Linse | 4,04099471706336 | 0,935207634549016 |
Zweite
Fläche
der dreizehnten Linse | 16,7541779880831 | 1,91478102499299 |
Erste
Fläche
der vierzehnten Linse | 3,95916443104533 | 0,8 |
Erste
Fläche
der fünfzehnten
Linse | 3,79446004249191 | 1,28936252852 |
Zweite
Fläche
der fünfzehnten Linse | 1,0961583628002* | 1,012683 |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
Erste
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,280982E-03 | –0,212976E-05 | 0,751196E-08 | 0,468804E-11 | |
Zweite
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,336954E-03 | –0,212581E-05 | 0,365014E-08 | 0,295523E-10 | |
Erste
Fläche der
zweiten Linse | 0 | 0,445265E-04 | –0,744304E-06 | 0,597352E-08 | –0,494268E-10 | |
Zweite
Fläche der
vierten Linse | 0 | –0,523452E-03 | –0,101212E-04 | 0,628540E-06 | –0,279435E-07 | |
Erste
Fläche der
achten Linse | 0 | –0,289700E-02 | –0,107141E-03 | –0,891479E-05 | –0,759724E-06 | |
Erste
Fläche der
zehnten Linse | 0 | 0,751307E-03 | 0,974838E-04 | –0,919690E-05 | 0,453868E-06 | |
Zweite
Fläche der
fünfzehnten
Linse | 0 | 0,788697E-02 | –0,319932E-02 | 0,827052E-03 | –0,119006E-03 | 0,615507E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,0000 | unendlich | 500,0000 | unendlich | 750,0000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7541 | | 20,1897 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,2 | | 3,05 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,7° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 8,30308 | 8,30308 | 11,45265 | 11,45265 |
D13
[mm] | 7,53103 | 7,53103 | 2,56870 | 2,56870 | 0,58501 | 0,58501 |
D14
[mm] | 1,59163 | 1,54366 | 0,57714 | 0,45752 | 0,95250 | 0,71312 |
D18
[mm] | 0,95730 | 1,00507 | 1,21655 | 1,33617 | 1,25000 | 1,48976 |
D21
[mm] | 0,20509 | 0,20509 | 0,96529 | 0,96529 | 0,55991 | 0,55991 |
-
In
dieser Tabelle sind für
die verschiedenen Positionen unter anderem die Brennweite, der Abstand des
optischen Systems bzw. der ersten Linsengruppe des optischen Systems
vom Objekt sowie der Abstand der zweiten Fläche der dritten Linse zur ersten
Fläche
der vierten Linse (D6), der Abstand der zweiten Fläche der
siebten Linse zur Blende (D13), der Abstand der Blende zur ersten
Fläche
der achten Linse (D14), der Abstand der zweiten Fläche der
neunten Linse zur ersten Fläche
der zehnten Linse (D18) sowie der Abstand der zweiten Fläche der
elften Linse zur ersten Fläche
der zwölften
Linse (D21) angegeben.
-
Ein
weiteres erfindungsgemäßes optisches
System ist durch die Merkmale des Anspruchs 55 charakterisiert.
Danach weist das optische System zur Abbildung eines Objektes auf
eine Bilderfassungseinheit vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit
eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe
mit negativer Brechkraft sowie eine dritte Linsengruppe mit positiver
Brechkraft auf. Die erste Linsengruppe weist einen festen Abstand
zur Bilderfassungseinheit auf. Dabei ist die dritte Linsengruppe
beweglich angeordnet und das System weist eine Blende auf, die einen
festen Abstand zur Bilderfassungseinheit aufweist.
-
Vorzugsweise
ist die Blende zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten
Linsengruppe angeordnet. Ferner ist bei einer Ausführungsform
vorgesehen, daß das
optische System vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit
zusätzlich
zu der ersten Linsengruppe, der zweiten Linsengruppe und der dritten
Linsengruppe noch eine vierte Linsengruppe mit positiver oder negativer
Brechkraft aufweist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen,
daß das
optische System vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit zusätzlich zu
der ersten Linsengruppe, der zweiten Linsengruppe, der dritten Linsengruppe
und der vierten Linsengruppe eine fünfte Linsengruppe mit positiver
oder negativer Brechkraft aufweist.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die fünfte Linsengruppe
einen festen Abstand zur Bilderfassungseinheit auf. Hingegen ist
die zweite Linsengruppe beweglich angeordnet, wobei der zweiten Linsengruppe
eine Bewegungsrichtung in Richtung der Bilderfassungseinheit zugeordnet
ist. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, der dritten Linsengruppe
und der vierten Linsengruppe eine Bewegungsrichtung in Richtung
des Objekts zuzuordnen.
-
Um
eine ausreichende Fokussierung zu erhalten, ist bei einer besonderen
Ausführungsform
der Erfindung die dritte Linsengruppe zur Fokussierung ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich
hierzu ist die vierte Linsengruppe zur Fokussierung ausgebildet.
-
Die
erste Linsengruppe weist vorzugsweise drei Linseneinheiten auf.
Auch die zweite Linsengruppe kann vorzugsweise drei Linseneinheiten
aufweisen, wobei bei einer weiteren Ausgestaltung dieser Erfindung eine
der Linseneinheiten als ein Kittglied ausgebildet ist.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist die dritte Linsengruppe zwei Linseneinheiten auf. Vorzugsweise
ist auch vorgesehen, daß die
vierte Linsengruppe zwei oder drei Linseneinheiten aufweist, wobei bei
einer besonderen Ausführungsform
eine dieser Linseneinheiten als ein Kittglied ausgebildet ist.
-
Bei
einer besonderen Ausgestaltung des optischen Systems ist vorgesehen,
daß mindestens
eine der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder eine zweite
Fläche
aufweist, und wobei die erste und/oder die zweite Fläche mindestens
einer der Linsen asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt
(hinsichtlich der Variablen
wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 30,7660264657* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | 19,7206052639* | 0,2 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 17,2083647605* | 2,88092337434 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | –137,856584928 | 0,2 |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 10,2759519904 | 2,44321965266 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 42,0576774649 | Variabel |
Erste
Fläche
der vierten Linse | 32,4191684183 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der vierten Linse | 3,82524356528* | 2,07767039532 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | –13,5067308939 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | 13,6531624568 | 0,2 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 8,03123695534 | 1,34341171137 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | –30,3601668235 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der siebten Linse | 36,1056453366 | Variabel |
Blende | Unendlich | Variabel |
Erste
Fläche
der achten Linse | 8,27274584051* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | 9,09009799922* | 0,2 |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 9,10886683346 | 1,16657060448 |
Zweite
Fläche
der neunten Linse | –93,4259572417 | Variabel |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 4,64464087264* | 0,8 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 3,91610532899 | 1,88008061748 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | 177,786813767 | 0,2 |
Erste
Fläche
der zwölften
Linse | 6,10339924205 | 0,8 |
Erste
Fläche
der dreizehnten Linse | 2,43339505349 | 2,03102423691 |
Zweite
Fläche
der dreizehnten Linse | –17,2485869532 | 0,436642112558 |
Erste
Fläche
der vierzehnten Linse | –5,918735194 | 0,8 |
Erste
Fläche
der fünfzehnten
Linse | 3,00844673301 | 1,67926101537 |
Zweite
Fläche
der fünfzehnten Linse | 47,7785826336* | Variabel |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 | A10 |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 0 | 0,150854E-04 | 0,133018E-06 | 0,137887E-08 | –0,362001E-10 |
Zweite
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,147187E-04 | –0,109100E-06 | 0,113802E-07 | –0,142813E-09 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 0 | –0,125996E-04 | –0,356717E-06 | 0,115849E-07 | –0,114791E-09 |
Zweite
Fläche der
vierten Linse | 0 | 0,709768E-04 | 0,116095E-04 | 0,101733E-06 | 0,301368E-06 |
Erste
Fläche
der achten Linse | 0 | 0,883723E-03 | 0,982216E-04 | –0,169625E-04 | 0,801642E-06 |
Zweite
Fläche der
achten Linse | 0 | 0,128189E-02 | 0,127689E-03 | –0,227703E-04 | 0,109212E-05 |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 0 | –0,225115E-04 | –0,707234E-05 | –0,121526E-05 | 0,272806E-08 |
Zweite
Fläche der
fünfzehnten Linse | 0 | 0,117891E-02 | –0,447618E-04 | 0,100993E-04 | –0,173637E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-Position |
Objektabstand
[mm] | Unendlich | 100,00000 | Unendlich | 300,00000 | Unendlich | 500,00000 |
Brennweite [mm] | 4,3174 | | 14,4481 | | 21,4759 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,0° | | 21,5° | | 14,6° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 5,44019 | 5,44019 | 6,48658 | 6,48658 |
D13
[mm] | 6,83061 | 6,83061 | 1,59041 | 1,59041 | 0,54404 | 0,54404 |
D14
[mm] | 4,15260 | 4,15260 | 1,89105 | 1,89105 | 0,52500 | 0,52500 |
D18
[mm] | 0,69362 | 0,52021 | 0,86891 | 0,20000 | 1,27589 | 0,36103 |
D27
[mm] | 1,88427 | 2,05767 | 3,97050 | 4,63940 | 4,92948 | 5,84437 |
-
In
dieser Tabelle sind für
verschiedene Positionen unter anderem die Brennweite, der Abstand
des optischen Systems bzw. der ersten Linsengruppe des optischen
Systems vom Objekt sowie der Abstand der zweiten Fläche der
dritten Linse zur ersten Fläche
der vierte Linse (D6), der Abstand der zweiten Fläche der siebten
Linse zur Blende (D13), der Abstand der Blende zur ersten Fläche der
achten Linse (D14), der Abstand der zweiten Fläche der neunten Linse zur ersten
Fläche
der zehnten Linse (D18) sowie der Abstand der zweiten Fläche der
fünfzehnten
Linse zur ersten Fläche
des Filters (D27) angegeben.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen optischen Systems ist vorgesehen,
daß mindestens
eine der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder eine zweite
Fläche
aufweist, und wobei die erste und/oder die zweite Fläche mindestens
einer der Linsen asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt:
(hinsichtlich
der Variablen wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 26,5404699661* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | 17,1438423464* | 0,2 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 12,9306532932* | 2,90900176508 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 125,01228729 | 0,2 |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 10,2432525449 | 2,48808967066 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 59,5155533058 | Variabel |
Erste
Fläche
der vierten Linse | 47,1050154961 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der vierten Linse | 3,70299022134* | 1,7679948165 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | –18,1454691768 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | 12,0018932132 | 0,2 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 7,38017178478 | 1,44028824167 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | –13,6371227186 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der siebten Linse | 21,1840219246 | Variabel |
Blende | Unendlich | Variabel |
Erste
Fläche
der achten Linse | 12,8578286252* | 0,801333630903 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | –103,194348423 | 0,58034472501 |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 9,6227137646 | 1,67841657846 |
Zweite
Fläche
der neunten Linse | –4,75000616438 | Variabel |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 15,8490183238* | 0,8 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 2,32253822995 | 1,60804758671 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | –9,52669119992 | 0,2 |
Erste
Fläche
der zwölften
Linse | –14,0409664646 | 0,8 |
Erste
Fläche
der dreizehnten Linse | 3,77845082122 | 0,916381581799 |
Zweite
Fläche
der dreizehnten Linse | 10,9258212357 | 0,9984261325 |
Erste
Fläche
der vierzehnten Linse | 7,5306455112 | 0,8 |
Erste
Fläche
der fünfzehnten
Linse | 3,5613338605 | 1,15439813433 |
Zweite
Fläche
der fünfzehnten Linse | 11,4673757927* | Variabel |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
Erste
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,254133E-03 | –0,206888E-05 | 0,151362E-07 | –0,514171E-10 | |
Zweite
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,304204E-03 | –0,225425E-05 | 0,192522E-07 | –0,554922E-10 | |
Erste
Fläche der
zweiten Linse | 0 | 0,215145E-04 | –0,760473E-06 | 0,714498E-08 | –0,267996E-10 | |
Zweite
Fläche der
vierten Linse | 0 | –0,212342E-04 | 0,138313E-04 | –0,197827E-06 | 0,570221E-07 | |
Erste
Fläche der
achten Linse | 0 | –0,267021E-02 | –0,172246E-03 | 0,682593E-05 | –0,319639E-05 | |
Erste
Fläche der
zehnten Linse | 0 | –0,232798E-03 | 0,840382E-04 | 0,116013E-04 | –0,125079E-05 | |
Zweite
Fläche der
fünfzehnten
Linse | 0 | –0,947459E-03 | –0,392773E-04 | 0,470836E-05 | –0,207160E-05 | 0,305738E-14 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-Position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,00000 | unendlich | 500,00000 | unendlich | 750,00000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7538 | | 20,1894 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,6° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 4,77956 | 4,77956 | 7,36711 | 7,36711 |
D13
[mm] | 7,72954 | 7,72954 | 3,14989 | 3,14989 | 0,56228 | 0,56228 |
D14
[mm] | 2,39377 | 2,35915 | 0,37754 | 0,30794 | 0,95250 | 0,79483 |
D18
[mm] | 0,82128 | 0,85591 | 1,11947 | 1,18907 | 1,25000 | 1,40766 |
D27
[mm] | 0,91269 | 0,91269 | 2,63080 | 2,63080 | 1,92532 | 1,92532 |
-
Hinsichtlich
der Bedeutung der Größen wird
auf das zuvor genannte Ausführungsbeispiel
verwiesen.
-
Ferner
ist bei einer weiteren Ausgestaltung des optischen Systems vorgesehen,
daß mindestens
eine der vorgenannten Linsen jeweils eine erste und/oder eine zweite
Fläche
aufweist, wobei die erste und/oder die zweite Fläche mindestens einer der Linsen
asphärisch
ausgebildet ist/sind, wobei die asphärische Ausbildung sich durch
die folgende Gleichung und folgenden Tabellen ergibt:
(hinsichtlich der Variablen
wird auf weiter oben verwiesen)
Fläche | Radius | Dicke
[mm] |
Erste
Fläche
der ersten Linse | 17,5707028649* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der ersten Linse | 12,2670226447* | 0,2 |
Erste
Fläche
der zweiten Linse | 9,79404143477* | 2,97561594125 |
Zweite
Fläche
der zweiten Linse | 37,0743295285 | 0,2 |
Erste
Fläche
der dritten Linse | 11,9901751802 | 2,44261680336 |
Zweite
Fläche
der dritten Linse | 347,807082029 | Variabel |
Erste
Fläche
der vierten Linse | 54,4561475084 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der vierten Linse | 3,49486869621* | 1,77300044959 |
Erste
Fläche
der fünften
Linse | –23,8411993588 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der fünften
Linse | 9,79382807224 | 0,2 |
Erste
Fläche
der sechsten Linse | 6,84427714219 | 1,20856511776 |
Erste
Fläche
der siebten Linse | 208,141527992 | 0,8 |
Zweite
Fläche
der siebten Linse | 19,2106611282 | Variabel |
Blende | Unendlich | Variabel |
Erste
Fläche
der achten Linse | 13,3902770696* | 0,8 |
Zweite
Fläche
der achten Linse | –229,407679023 | 0,582094836963 |
Erste
Fläche
der neunten Linse | 12,202765858 | 1,68568582695 |
Zweite
Fläche
der neunten Linse | –4,7426558829 | Variabel |
Erste
Fläche
der zehnten Linse | 27,0583580538* | 0,8 |
Erste
Fläche
der elften Linse | 2,40353339833 | 1,77403433854 |
Zweite
Fläche
der elften Linse | –5,61116460023 | 0,2 |
Erste
Fläche
der zwölften
Linse | –13,8125549393 | 0,8 |
Erste
Fläche
der dreizehnten Linse | 3,54296449874 | 0,874120211992 |
Zweite
Fläche
der dreizehnten Linse | 7,10589315016 | Variabel |
Erste
Fläche
der vierzehnten Linse | 19,1613608593 | 0,8 |
Erste
Fläche
der fünfzehnten
Linse | 4,43214746314 | 1,28936252852 |
Zweite
Fläche
der fünfzehnten Linse | –110,652646583* | 1,09428 |
wobei die Flächen,
deren Radien mit einem „*" versehen sind, asphärisch mit
den folgenden Asphärenkoeffizienten
ausgebildet sind:
Fläche | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
Erste
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,339175E-03 | –0,401873E-05 | 0,324366E-07 | –0,118631E-09 | |
Zweite
Fläche der
ersten Linse | 0 | 0,396364E-03 | –0,325872E-05 | 0,191517E-08 | 0,197916E-09 | |
Erste
Fläche der
zweiten Linse | 0 | –0,177212E-04 | 0,158400E-06 | –0,379597E-07 | 0,302773E-09 | |
Zweite
Fläche der
vierten Linse | 0 | –0,335240E-03 | –0,448740E-04 | 0,871592E-05 | –0,965002E-06 | |
Erste
Fläche der
achten Linse | 0 | –0,307795E-02 | –0,241634E-03 | 0,148134E-04 | –0,532432E-05 | |
Erste
Fläche der
zehnten Linse | 0 | –0,118614E-02 | 0,110763E-03 | 0,217988E-04 | –0,175442E-05 | |
Erste
Fläche der
fünfzehnten
Linse | 0 | –0,913908E-03 | –0,423931E-03 | 0,509171E-04 | –0,293444E-05 | 0,193899E-13 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände:
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,0000 | unendlich | 500,0000 | unendlich | 750,0000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7538 | | 20,1889 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,7° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 4,69490 | 4,69490 | 7,45769 | 7,45769 |
D13
[mm] | 7,82261 | 7,82261 | 3,32762 | 3,32762 | 0,56428 | 0,56428 |
D14
[mm] | 2,38703 | 2,35649 | 0,20252 | 0,14485 | 0,95250 | 0,81777 |
D18
[mm] | 0,77316 | 0,80369 | 1,15798 | 1,21564 | 1,25000 | 1,38472 |
D24
[mm] | 0,41784 | 0,41784 | 2,21763 | 2,21762 | 1,37613 | 1,37620 |
D27
[mm] | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 |
-
Hinsichtlich
der Bedeutung der Größen wird
auf weiter oben verwiesen.
-
Sämtliche
der oben genannten Blenden sind vorzugsweise als Irisblenden ausgebildet.
-
Die
Erfindung betrifft auch ein digitales Kameramodul mit einem optischen
System, welches zumindest eine der oben genannten Merkmalskombinationen
aufweist, sowie mit einer Bilderfassungseinheit, insbesondere ein
CMOS oder ein CCD.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
-
1a–c Positionen
eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
2a–c Positionen
eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
3a–c Positionen
eines dritten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
4a–c Positionen
eines vierten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
5a–c Positionen
eines fünften
Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
6a–c Positionen
eines sechsten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems;
-
7a–c Positionen
eines siebten Ausführungsbeispiels
eines Zoom-Linsensystems; sowie
-
8 ein
tragbares Telefon mit einem Kameramodul.
-
Die 1a bis 1c betreffen
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 1a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 1b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 1c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 1a bis 1c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine variable Baulänge und
eine bewegte Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit BE eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brech kraft, eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft und
eine vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B ist der dritten Linsengruppe G3 zugeordnet. Während des
Zoomens werden die erste Linsengruppe G1, die zweite Linsengruppe
G2 sowie die dritte Linsengruppe G3 bewegt. Da die Blende B der dritten
Linsengruppe G3 zugeordnet ist, bewegt sich die Blende B zusammen
mit der dritten Linsengruppe G3.
-
Beim
Zoomen von einer Weitwinkelstellung in eine Tele-Stellung sind der
ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 jeweils ein
Umkehrpunkt zugeordnet. Jede der beiden Linsengruppen G1 und G2
führt zunächst eine
Bewegung in eine erste Bewegungsrichtung, nämlich vom Objekt in Richtung
der Bilderfassungseinheit BE aus, bis sie den ihr zugeordneten Umkehrpunkt
erreicht. Anschließend
bewegt sie sich wieder in eine zweite Bewegungsrichtung, nämlich in
Richtung des Objekts. Praktisch gesehen ist dies eine Kurvenbewegung,
die von der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe
G2 durchgeführt
wird.
-
Der
dritten Linsengruppe G3 ist kein Umkehrpunkt zugeordnet. Sie führt beim
Zoomen eine Bewegung in Richtung des Objekts durch. Die dritte Linsengruppe
G3 hat bei diesem Ausführungsbeispiel
die Funktion, eine Fokussierung durchzuführen.
-
Die
vierte Linsengruppe G4 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
einen festen Abstand zur Bilderfassungseinheit BE auf. Sie ist also
praktisch „fest" angeordnet.
-
Da
die erste Linsengruppe G1 bewegt wird, kommt es zu einer Baulängenänderung
des Zoom-Linsensystems. Die Front-Gruppe, also die erste Linsengruppe
G1, wird ein- und ausgefahren. Dies wird auch als „Atmen" des Zoom-Linsensystems
(Objektivs) verstanden.
-
Die
erste Linsengruppe G1 weist zwei einzelne Linsen L1 und L2 auf.
Die zweite Linsengruppe G2 ist aus einer einzelnen Linse L3 sowie
einem Kittglied bestehend aus den Linsen L4 und L5 zusammengesetzt.
-
Auch
die dritte Linsengruppe G3 besteht aus einer einzelnen Linse L6
und einem Kittglied, welches sich aus den Linsen L7 und L8 zusammensetzt.
Zwischen der Linse L6 und der Linse L7 ist die bereits oben angesprochene
bewegliche Blende B angeordnet.
-
Die
vierte Linsengruppe G4 setzt sich aus einem Kittglied, welches die
Linsen L9 und L10 aufweist, sowie einer einzelnen Linse L11 zusammen,
wobei das Kittglied vor der Linse L11 angeordnet ist (gesehen vom
Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit BE).
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von sechs (6fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 1) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1 | 114,154461501 | 0,822471073849 | 1,714391 | 47,3770 |
2 | –496,605223764 | 0,1 | | |
3 | 17,5314103286 | 2,09340677082 | 1,487490 | 70,4058 |
4* | –49,5378803055* | variabel | | |
5* | –17,6797868292* | 0,5 | 1,745589 | 41,0967 |
6 | 4,53874406277 | 2,67038896091 | | |
7 | 26,5254625966 | 0,500033433851 | 1,496999 | 81,5459 |
8 | 5,25945202192 | 1,74671329861 | 1,755199 | 27,5121 |
9 | 18,462491267 | variabel | | |
10* | 4,1812043194* | 1,35547350395 | 1,496999 | 81,5459 |
11* | –10,4630976084* | 0,36530820744 | | |
12 (Blende) | Unendlich | 0,274205584178 | | |
13 | 5,49829366448 | 1,158295397 | 1,755199 | 27,5121 |
14 | 2,12720268041 | 0,789412882131 | 1,496999 | 81,5459 |
15 | 4,24040872196 | variabel | | |
16* | –8,42534321901* | 0,783765204534 | 1,743972 | 44,8504 |
17 | 4,61515053585 | 1,03881630697 | 1,903660 | 31,3200 |
18 | –3865,43133613 | 1,57186821914 | | |
19* | 4,43076284709* | 1,05977427898 | 1,496999 | 81,5459 |
20* | 29,0420923172* | | | |
wobei mit Nr.
12 die Blende bezeichnet
ist. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen Flächen der einzelnen
Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie der Abstand des
Scheitelpunkts einer ersten Fläche
zu der nächsten
Fläche
angegeben. nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 2) ergibt:
| k | A4 | A6 | A8 |
4* | 0 | 0,117494E-05 | 0,889444E-06 | |
5* | 0 | 0,652589E-03 | –0,878002E-05 | 0,996605E-07 |
10* | 0 | –0,134795E-02 | –0,339390E-04 | –0,187965E-05 |
11* | 0 | 0,107820E-02 | –0,549678E-05 | |
16* | 0 | 0,932082E-03 | 0,972667E-04 | –0,861693E-05 |
19* | 0 | 0,243671E-03 | | |
20* | 0 | 0,363752E-02 | 0,298476E-04 | –0,430885E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 3):
| WW-Position | Mittlere
Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 3,4001 | 6,9998 | 20,3844 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8733 | 3,7361 | 6,3760 |
Bildwinkel | 68° | 34,3° | 12,1° |
D4
[mm] | 0,68222 | 2,72669 | 5,24516 |
D9
[mm] | 14,37898 | 6,39398 | 0,10000 |
D15
[mm] | 0,54513 | 2,92709 | 10,25949 |
-
In
der Tabelle sind für
drei verschiedene Positionen des erfindungsgemäßen optischen Systems, nämlich einer
Weitwinkel-Position (WW-Position), einer Tele-Position sowie einer
zwischen der Weitwinkel-Position und Tele-Position angeordneten mittleren Position,
unter anderem die Brennweite sowie der Abstand der Fläche 4 der
Linse L2 zur Fläche 5 der
Linse L3 (D4), der Abstand der Fläche 9 der Linse L5
zur Fläche 10 der Linse
L6 (D9) sowie der Abstand der Fläche 15 der
Linse L8 zur Fläche 16 der
Linse L9 (D15) angegeben. Beispielsweise beträgt bei einer Brennweite von
3,4001 und einer Blendezahl von 2,8733 der Abstand der Fläche 4 der
Linse L2 zur Fläche 5 der
Linse L3 0,68222 mm.
-
Die 2a bis 2c betreffen
ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 2a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 2b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 2c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 2a bis 2c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine feste Baulänge und
eine bewegte Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft,
eine vierte Linsengruppe G4 mit negativer Brechkraft sowie eine fünfte Linsengruppe
G5 mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B in Form einer Irisblende ist der dritten Linsengruppe G3
zugeordnet. Während
des Zoomens werden die zweite Linsengruppe G2, die dritte Linsengruppe
G3 sowie die vierte Linsengruppe G4 bewegt. Da die Blende B der
dritten Linsengruppe G3 zugeordnet ist, bewegt sich die Blende B
zusammen mit der dritten Linsengruppe G3.
-
Bei
einer Zoombewegung von einer Weitwinkelstellung in eine Tele-Stellung
bewegt sich die zweite Linsengruppe G2 auf das Bild zu. Hingegen
bewegen sich die dritte Linsengruppe G3 und die vierte Linsengruppe
G4 in Richtung des Objekts. Die erste Linsengruppe G1 und die fünfte Linsengruppe
G5 weisen in Bezug zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand
auf. Somit sind sie praktisch „fest" angeordnet.
-
Die
Fokussierung des optischen Systems, also des Zoom-Linsensystems,
erfolgt mittels der Linsengruppe G4.
-
Die
erste Linsengruppe G1 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei einzelnen
Linsen L1 und L2. Die zweite Linsengruppe G2 weist eine einzelne
Linse L3 sowie ein dahintergeschaltetes (also in Richtung der Bilderfassungseinheit
BE angeordnetes) Kittglied auf, welches aus zwei Linsen L4 und L5
zusammengesetzt ist. Zwischen der Linse L5 und einer einzelnen Linse
L6 ist die Blende B angeordnet. Die Linse L6 ist der dritten Linsengruppe
G3 zugeordnet, welche die Linse L6 und ein dahintergeschaltetes
Kittglied bestehend aus den Linsen L7 und L8 aufweist. Die weitere,
vierte Linsengruppe G4 weist ein einzelnes Kittglied in Form der Linsen
L9 und L10 auf. Die fünfte
Linsengruppe G5 besteht aus einer einzelnen Linse L11.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von fünf
(5fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 4) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1 | –185,863650365 | 0,975292963663 | 1,496999 | 81,5459 |
2 | –46,0325502118 | 0,1 | | |
3* | 9,16166043771* | 2,02685676277 | 1,496999 | 81,5459 |
4 | 33,1581730779 | Variabel | | |
5* | 33,1776631815* | 0,5 | 1,762001 | 40,1002 |
6 | 3,94515150113 | 2,49231077631 | | |
7 | –8,41495996961 | 0,5 | 1,496999 | 81,5459 |
8 | 6,22835966139 | 1,33594630727 | 1,805182 | 25,4320 |
9 | 52,3937711818 | Variabel | | |
10 | Unendlich | 0,325808524183 | | |
11* | 4,43197990872* | 1,36954263764 | 1,547390 | 53,6312 |
12* | –14,143107761* | 0,705876915949 | | |
13 | 14,1753846843 | 0,5 | 1,755201 | 27,5795 |
14 | 2,92967158534 | 1,52544319436 | 1,496999 | 81,5459 |
15 | –10,1118638781 | Variabel | | |
16* | –18,7820313564* | 1,07862109688 | 1,805180 | 25,3597 |
17 | –3,09752055315 | 0,5 | 1,717004 | 47,9280 |
18 | 5,03020639015 | Variabel | | |
19* | 23,2287641759* | 1,49777569009 | 1,496999 | 81,5459 |
20* | –6,80576566139* | | | |
wobei mit Nr.
10 die Blende bezeichnet
ist. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen Flächen der einzelnen
Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie der Abstand des
Scheitelpunkts einer ersten Fläche
zu der nächsten
Fläche
angegeben. nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 5) ergibt:
Flächennr. | k | A4 | A6 | A8 |
3* | 0 | –0,234175E-04 | –0,341419E-06 | |
5* | 0 | 0,217110E-03 | –0,634576E-05 | 0,456842E-07 |
11* | 0 | –0,105705E-02 | –0,461379E-05 | –0,138636E-05 |
12* | 0 | 0,111042E-02 | –0,209639E-05 | |
16* | 0 | –0,122975E-02 | –0,966360E-06 | –0,624441E-07 |
19* | 0 | 0,281574E-03 | –0,109159E-03 | |
20* | 0 | 0,703517E-03 | –0,110762E-03 | –0,535491E-06 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 6):
| WW-Position | Mittlere-Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 4,2003 | 11,0006 | 20,9852 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,7855 | 3,8770 | 4,9358 |
Bildwinkel | 69,4° | 28,9° | 15,2° |
D4
[mm] | 0,20000 | 3,43156 | 4,57961 |
D9
[mm] | 12,51817 | 5,26032 | 1,04320 |
D15
[mm] | 1,39648 | 2,29406 | 4,19528 |
D18
[mm] | 1,78936 | 4,91806 | 6,08592 |
-
In
der Tabelle sind wiederum für
drei verschiedene Positionen des erfindungsgemäßen optischen Systems, nämlich einer
Weitwinkel-Position (WW-Position),
einer Tele-Position sowie einer zwischen der Weitwinkel-Position
und Tele-Position angeordneten mittleren Position, unter anderem
die Brennweite sowie der Abstand der Fläche 4 der Linse L2
zur Fläche 5 der
Linse L3 (D4), der Fläche 9 der
Linse L5 zur Blende B (D9), der Fläche 15 der Linse L8
zur Fläche 16 der
Linse L9 (D15) sowie der Fläche 18 der
Linse L10 zur Fläche 19 der
Linse L11 (D18) angegeben.
-
Die 3a bis 3c betreffen
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 3a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 3b zeigt das
Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 3c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 3a bis 3c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine weitere Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine feste Baulänge und
eine bewegte Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
wiederum vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit eine erste
Linsengruppe G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe
G2 mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver
Brechkraft, eine vierte Linsengruppe G4 mit negativer Brechkraft
sowie eine fünfte
Linsengruppe G5 mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Auch
hier ist eine Blende B in Form einer Irisblende der dritten Linsengruppe
G3 zugeordnet. Während des
Zoomens werden die zweite Linsengruppe G2, die dritte Linsengruppe
G3 sowie die vierte Linsengruppe G4 bewegt. Da die Blende B der
dritten Linsengruppe G3 zugeordnet ist, bewegt sich die Blende B
zusammen mit der dritten Linsengruppe G3.
-
Der
Bewegungsablauf bei einer Zoombewegung sowie der Fokussierung entspricht
bei diesem Ausführungsbeispiel
dem Bewegungsablauf des in den 2a bis 2c dargstellten
Ausführungsbeispiels.
-
Der
Aufbau des Zoom-Linsensystems gemäß den 3a bis 3c entspricht
im wesentlichen dem Aufbau des Zoom-Linsensystems gemäß den 2a bis 2c,
so daß hierzu
auf weiter oben verwiesen wird.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von sechs (6fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 7) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1 | –297,965425718 | 0,892440623742 | 1,487490 | 70,4058 |
2 | –52,4809430684 | 0,1 | | |
3* | 8,72289793855* | 1,82080406139 | 1,487490 | 70,4058 |
4 | 23,207102112 | Variabel | | |
5* | 26,6391450896* | 0,5 | 1,703205 | 48,4694 |
6 | 3,6047373942 | 2,62898331127 | | |
7 | –7,02519142374 | 0,5 | 1,525578 | 66,6385 |
8 | 6,16107109411 | 1,43714787413 | 1,755201 | 27,5795 |
9 | –197,012840418 | Variabel | | |
10 | Unendlich | 0,309298971788 | | |
11* | 3,96604925065* | 1,78879950176 | 1,582234 | 62,4750 |
12* | –17,4589302131* | 0,195095862571 | | |
13 | 13,7550450355 | 0,500000603467 | 1,751794 | 31,1858 |
14 | 2,57525953784 | 1,5191812576 | 1,487490 | 70,4058 |
15 | –14,080853882 | Variabel | | |
16* | 1461,77007805* | 1,22900373778 | 1,750031 | 27,7917 |
17 | –2,54756552828 | 0,888840683736 | 1,743971 | 44,8505 |
18 | 4,6182190241 | Variabel | | |
19 | 21,5212241021 | 1,18623279872 | 1,487490 | 70,4058 |
20* | –5,94533004979* | | | |
wobei mit Nr.
10 die Blende bezeichnet
ist. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen Flächen der einzelnen
Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie der Abstand des
Scheitelpunkts einer ersten Fläche
zu der nächsten
Fläche
angegeben. nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 8) ergibt:
Flächennr. | k | A4 | A6 | A8 |
3* | 0 | –0,130679E-04 | –0,366999E-06 | |
5* | 0 | 0,406679E-03 | | |
11* | 0 | –0,108146E-02 | 0,858382E-06 | –0,145338E-05 |
12* | 0 | 0,139014E-02 | 0,287831E-04 | |
16* | 0 | –0,103086E-02 | 0,413538E-04 | –0,584762E-05 |
20* | 0 | 0,658783E-03 | 0,228451E-05 | –0,184204E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 9):
| WW-Position | Mittlere
Position | Tele-Position |
Brennweite
[mm] | 3,4000 | 7,0000 | 20,3876 |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8138 | 3,6131 | 5,6595 |
Bildwinkel | 68° | 35,4° | 12,35° |
D4
[mm] | 0,20000 | 3,21685 | 4,96036 |
D9
[mm] | 13,59825 | 8,04270 | 0,99068 |
D15
[mm] | 1,36779 | 1,83565 | 5,17674 |
D18
[mm] | 1,41474 | 3,48557 | 5,45301 |
-
Hinsichtlich
der Bedeutung der einzelnen Größen wird
auf weiter oben verwiesen.
-
Die 4a bis 4c betreffen
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 4a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 4b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 4c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 4a bis 4c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine variable Baulänge und
eine Blende mit einem festen Abstand zur Bilderfassungseinheit aufweist,
wie nachfolgend noch näher
erläutert
wird.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bilderfassungseinheit BE, wobei das Zoomlinsensystem vom
Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit BE eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft,
eine vierte Linsengruppe G4 mit positiver Brechkraft und eine fünfte Linsengruppe
G5 mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B in Form einer Irisblende ist zwischen der zweiten Linsengruppe
G2 und der dritten Linsengruppe G3 angeordnet. Die Blende B weist
zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand auf. Sie ist somit
praktisch „ortsfest" angeordnet.
-
Während des
Zoomens werden die erste Linsengruppe G1, die zweite Linsengruppe
G2 und die dritte Linsengruppe G3 bewegt. Hingegen bewegen sich
die vierte Linsengruppe G4 und die fünfte Linsengruppe G5 nicht.
Die vierte Linsengruppe G4 und die fünfte Linsengruppe G5 weisen
zur Bilderfassungseinheit einen festen Abstand auf. Sie sind somit
praktisch „fest" angeordnet. Auch
die Blende B bewegt sich nicht. Sie ist auch „fest" angeordnet, wie oben erwähnt.
-
Die
erste Linsengruppe G1 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus drei einzelnen
Linsen L1, L2 und L3. Der Linse L3 nachgeschaltet ist die zweite
Linsengruppe G2, welche sich aus den einzelnen Linsen L4 und L5
sowie einem Kittglied zusammensetzt, das zwei Linsen L6 und L7 aufweist.
-
Zwischen
der Linse L7 der zweiten Linsengruppe G2 und einer Linse L8 der
Linsengruppe G3 ist die Blende B angeordnet. Die Linse L8 bildet
zusammen mit einer einzelnen Linse L9 und einem Kittglied, bestehend
aus den Linsen L10 und L11, die dritte Linsengruppe G3. Hinter das
Kittglied ist die vierte Linsengruppe G4 geschaltet, welches sich
aus einem Kittglied bestehend aus Linsen L12 und L13 zusammensetzt.
Hinter der vierten Linsengruppe G4 ist die fünfte Linsengruppe G5 angeordnet,
die sich ebenfalls aus einem Kittglied zusammensetzt, das eine Linse
L14 und eine Linse L15 aufweist. Zwischen der fünften Linsengruppe G5 und der
Bilderfassungseinheit BE ist noch ein Filter F angeordnet.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von sechs (6fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 10) angegeben:
Flächenr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1* | 23,8591845111514* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
2* | 17,4373556561988* | 0,2 | | |
3* | 13,0982526070904* | 3,4527244852307 | 1,496999 | 81,5459 |
4 | 105,422271567609 | 0,2 | | |
5 | 14,7087687567318 | 2,2040390433555 | 1,496999 | 81,5459 |
6 | 42,8434358941402 | Variabel | | |
7 | 15,533129313531 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
8* | 3,44992761538952* | 2,1354658291449 | | |
9 | –7,741086390836 | 0,8 | 1,762001 | 40,1002 |
10 | –31,430574794020 | 0,2 | | |
11 | 8,52994134039705 | 1,3510017134008 | 1,846660 | 23,7779 |
12 | –17,34473097865 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
13 | 14,6825457643791 | Variabel | | |
14 | Unendlich | Variabel | | |
15* | 21,1473113443641* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
16 | –30,467767525813 | 0,620385141187017 | | |
17 | 10,1328748116605 | 1,39588859805243 | 1,670029 | 47,2309 |
18 | –4,8970954659596 | Variabel | | |
19* | 19,176194437098* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
20 | 2,58727737966118 | 1,28750855218109 | 1,528554 | 76,9755 |
21 | –123,46400351176 | Variabel | | |
22 | –83,856099012140 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
23 | 4,04099471706336 | 0,935207634549016 | 1,496999 | 81,5459 |
24 | 16,7541779880831 | 1,91478102499299 | | |
25 | 3,95916443104533 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
26 | 3,79446004249191 | 1,28936252852 | 1,846660 | 23,7779 |
27* | 1,0961583628002* | 1,012683 | | |
28 | Unendlich | 0,4 | 1,5168 | 64,1673 |
29 | Unendlich | | | |
wobei mit Nr.
14 die Blende bezeichnet
ist. Mit Nr.
28 und
29 sind die Flächen des
Filters F gekennzeichnet. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen
Flächen
der einzelnen Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie
der Abstand des Scheitelpunkts einer ersten Fläche zu der nächsten Fläche angegeben.
nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 11) ergibt:
Flächennr. | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
1* | 0 | 0,280982E-03 | –0,212976E-05 | 0,751196E-08 | 0,468804E-11 | |
2* | 0 | 0,336954E-03 | –0,212581E-05 | 0,365014E-08 | 0,295523E-10 | |
3* | 0 | 0,445265E-04 | –0,744304E-06 | 0,597352E-08 | –0,494268E-10 | |
8* | 0 | –0,523452E-03 | –0,101212E-04 | 0,628540E-06 | –0,279435E-07 | |
15* | 0 | –0,289700E-02 | –0,107141E-03 | –0,891479E-05 | –0,759724E-06 | |
19* | 0 | 0,751307E-03 | 0,974838E-04 | –0,919690E-05 | 0,453868E-06 | |
27* | 0 | 0,788697E-02 | –0,319932E-02 | 0,827052E-03 | –0,119006E-03 | 0,615507E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 12):
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,0000 | unendlich | 500,0000 | unendlich | 750,0000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7541 | | 20,1897 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,2 | | 3,05 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,7° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 8,30308 | 8,30308 | 11,45265 | 11,45265 |
D13
[mm] | 7,53103 | 7,53103 | 2,56870 | 2,56870 | 0,58501 | 0,58501 |
D14
[mm] | 1,59163 | 1,54366 | 0,57714 | 0,45752 | 0,95250 | 0,71312 |
D18
[mm] | 0,95730 | 1,00507 | 1,21655 | 1,33617 | 1,25000 | 1,48976 |
D21
[mm] | 0,20509 | 0,20509 | 0,96529 | 0,96529 | 0,55991 | 0,55991 |
-
In
Tabelle 12 sind für
verschiedene Positionen unter anderem die Brennweite, der Abstand
des optischen Systems bzw. der ersten Linsengruppe G1 des optischen
Systems vom Objekt sowie der Abstand der Fläche 6 der Linse L3
zur Fläche 7 der
Linse L4 (D6), der Fläche 13 der
Linse L7 zur Blende B (D13), der Abstand der Blende B zur Fläche 15 der
Linse L8 (D14), der Abstand der Fläche 18 der Linse L9
zur Fläche 19 der
Linse L10 (D18) sowie der Abstand der Fläche 21 der Linse L11
zur Fläche 22 der
Linse L12 angegeben.
-
Die 5a bis 5c betreffen
ein fünftes
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 5a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 5b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 5c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 5a bis 5c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine feste Baulänge und
eine feste Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft
sowie eine vierte Linsengruppe G4 mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B in Form einer Irisblende ist zwischen der zweiten Linsengruppe
G2 und der dritten Linsengruppe G3 angeordnet. Die Blende B weist
zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand auf. Sie ist somit
praktisch „ortsfest" angeordnet.
-
Während des
Zoomens werden die zweite Linsengruppe G2, die dritte Linsengruppe
G3 sowie die vierte Linsengruppe G4 bewegt. Die Blende B bewegt
sich nicht.
-
Bei
einer Zoombewegung von einer Weitwinkelstellung in eine Tele-Stellung
bewegt sich die zweite Linsengruppe G2 auf das Bild zu. Hingegen
bewegen sich die dritte Linsengruppe G3 und die vierte Linsengruppe
G4 in Richtung des Objekts. Die erste Linsengruppe G1 weist in Bezug
zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand auf. Somit sind
sie praktisch „fest" angeordnet.
-
Die
Fokussierung des optischen Systems, also des Zoom-Linsensystems,
erfolgt mittels der Linsengruppe G4.
-
Die
erste Linsengruppe G1 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus drei einzelnen
Linsen L1, L2 und L3. Der Linse L3 nachgeschaltet ist die zweite
Linsengruppe G2, welche sich aus drei Linseneinheiten zusammensetzt,
nämlich
einer einzelnen Linse L4, einer einzelnen Linse L5 sowie einem Kittglied,
welches sich aus den Linsen L6 und L7 zusammensetzt.
-
Zwischen
der Linse L7 und einer einzelnen Linse L8 ist die Blende B angeordnet.
Die Linse L8 bildet zusammen mit einer einzelnen Linse L9 die dritte
Linsengruppe G3. Die vierte Linsengruppe G4 setzt sich aus drei
hintereinander geschalteten Kittgliedern zusammen, bestehend aus
den Linsen L10 und L11 bzw. L12 und L13 bzw. L14 und L15. Zwischen
der vierten Linsengruppe G4 und der Bilderfassungseinheit BE ist
noch ein Filter F angeordnet.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von fünf
(5fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 13) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1* | 30,7660264657* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
2* | 19,7206052639* | 0,2 | | |
3* | 17,2083647605* | 2,88092337434 | 1,496999 | 81,5459 |
4 | –137,856584928 | 0,2 | | |
5 | 10,2759519904 | 2,44321965266 | 1,496999 | 81,5459 |
6 | 42,0576774649 | Variabel | | |
7 | 32,4191684183 | 0,8 | 1,806098 | 40,9260 |
8* | 3,82524356528* | 2,07767039532 | | |
9 | –13,5067308939 | 0,8 | 1,699998 | 48,0805 |
10 | 13,6531624568 | 0,2 | | |
11 | 8,03123695534 | 1,34341171137 | 1,846660 | 23,7779 |
12 | –30,3601668235 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
13 | 36,1056453366 | Variabel | | |
14 | Unendlich | Variabel | | |
15* | 8,27274584051* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
16* | 9,09009799922* | 0,2 | | |
17 | 9,10886683346 | 1,16657060448 | 1,487490 | 70,2363 |
18 | –93,4259572417 | Variabel | | |
19* | 4,64464087264* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
20 | 3,91610532899 | 1,88008061748 | 1,496999 | 81,5459 |
21 | 177,786813767 | 0,2 | | |
22 | 6,10339924205 | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
23 | 2,43339505349 | 2,03102423691 | 1,496999 | 81,5459 |
24 | –17,2485869532 | 0,436642112558 | | |
25 | –5,918735194 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
26 | 3,00844673301 | 1,67926101537 | 1,846660 | 23,7779 |
27* | –47,7785826336* | Variabel | | |
28 | Unendlich | 0,4 | 1,516800 | 64,1673 |
29 | Unendlich | | | |
wobei mit Nr.
14 die Blende bezeichnet
ist. Mit Nr.
28 und
29 sind die Flächen des
Filters F gekennzeichnet. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen
Flächen
der einzelnen Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie
der Abstand des Scheitelpunkts einer ersten Fläche zu der nächsten Fläche angegeben.
nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 14) ergibt:
Flächennr. | k | A4 | A6 | A8 | A10 |
1* | 0 | 0,150854E-04 | 0,133018E-06 | 0,137887E-08 | –0,362001E-10 |
2* | 0 | 0,147187E-04 | –0,109100E-06 | 0,113802E-07 | –0,142813E-09 |
3* | 0 | –0,125996E-04 | –0,356717E-06 | 0,115849E-07 | –0,114791E-09 |
8* | 0 | 0,709768E-04 | 0,116095E-04 | 0,101733E-06 | 0,301368E-06 |
15* | 0 | 0,883723E-03 | 0,982216E-04 | –0,169625E-04 | 0,801642E-06 |
16* | 0 | 0,128189E-02 | 0,127689E-03 | –0,227703E-04 | 0,109212E-05 |
19* | 0 | –0,225115E-04 | –0,707234E-05 | –0,121526E-05 | 0,272806E-08 |
27* | 0 | 0,117891E-02 | –0,447618E-04 | 0,100993E-04 | –0,173637E-05 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 15):
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-position |
Objektabstand
[mm] | Unendlich | 100,00000 | Unendlich | 300,00000 | Unendlich | 500,00000 |
Brennweite [mm] | 4,3174 | | 14,4481 | | 21,4759 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,0° | | 21,5° | | 14,6° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 5,44019 | 5,44019 | 6,48658 | 6,48658 |
D13
[mm] | 6,83061 | 6,83061 | 1,59041 | 1,59041 | 0,54404 | 0,54404 |
D14
[mm] | 4,15260 | 4,15260 | 1,89105 | 1,89105 | 0,52500 | 0,52500 |
D18
[mm] | 0,69362 | 0,52021 | 0,86891 | 0,20000 | 1,27589 | 0,36103 |
D27
[mm] | 1,88427 | 2,05767 | 3,97050 | 4,63940 | 4,92948 | 5,84437 |
-
In
dieser Tabelle sind für
verschiedene Positionen unter anderem die Brennweite, der Abstand
des optischen Systems bzw. der ersten Linsengruppe G1 des optischen
Systems vom Objekt sowie der Abstand der Fläche 6 der Linse L3
zur Fläche 7 der
Linse L4 (D6), der Abstand der Fläche 13 der Linse L7
zur Blende B bzw. 14 (D13), der Abstand der Blende B zur
Fläche 15 der
Linse L8 (D14), der Abstand der Fläche 18 der Linse L9
zur Fläche 19 der
Linse L10 (D18) sowie der Abstand der Fläche 27 der Linse L15
zur Fläche 28 des Filters
F (D27) angegeben.
-
Die 6a bis 6c betreffen
ein sechstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen
Systems in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in
einem digitalen Kameramodul angeordnet ist. Die 6a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 6b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 6c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 6a bis 6c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine weitere Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine feste Baulänge und
eine feste Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
Diese Ausführungsform ähnelt daher
der Ausführungsform
der 5a bis 5c.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit BE eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft
sowie eine vierte Linsengruppe G4 mit negativer Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B in Form einer Irisblende ist wiederum zwischen der zweiten
Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 angeordnet. Die
Blende B weist zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand auf.
Sie ist somit praktisch „ortsfest" angeordnet.
-
Während des
Zoomens werden die zweite Linsengruppe G2, die dritte Linsengruppe
G3 sowie die vierte Linsengruppe G4 bewegt. Die Blende B bewegt
sich nicht. Bei einer Zoombewegung von einer Weitwinkelstellung
in eine Tele-Stellung erfolgen dieselben Bewegungsabläufe, wie
bereits bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 5a bis 5c besprochen,
so daß auf
weiter oben verwiesen wird. Allerdings wird bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 6a bis 6c zur
Fokussierung die Linsengruppe G3 verwendet.
-
Der
Aufbau bzw. die Zusammensetzung der einzelnen Linsengruppen G1 bis
G4 entspricht im wesentlichen ebenfalls dem Aufbau des Ausführungsbeispiels
gemäß den 5a bis 5c.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von sechs (6fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 16) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1* | 26,5404699661* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
2* | 17,1438423464* | 0,2 | | |
3* | 12,9306532932* | 2,90900176508 | 1,496999 | 81,5459 |
4 | 125,01228729 | 0,2 | | |
5 | 10,2432525449 | 2,48808967066 | 1,496999 | 81,5459 |
6 | 59,5155533058 | Variabel | | |
7 | 47,1050154961 | 0,8 | 1,850255 | 32,1699 |
8* | 3,70299022134* | 1,7679948165 | | |
9 | –18,1454691768 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
10 | 12,0018932132 | 0,2 | | |
11 | 7,38017178478 | 1,44028824167 | 1,846660 | 23,7779 |
12 | –13,6371227186 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
13 | 21,1840219246 | Variabel | | |
14 | Unendlich | Variabel | | |
15* | 12,8578286252* | 0,801333630903 | 1,846660 | 23,7779 |
16 | –103,194348423 | 0,58034472501 | | |
17 | 9,6227137646 | 1,67841657846 | 1,568832 | 56,3639 |
18 | –4,75000616438 | Variabel | | |
19* | 15,8490183238* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
20 | 2,32253822995 | 1,60804758671 | 1,528554 | 76,9755 |
21 | –9,52669119992 | 0,2 | | |
22 | –14,0409664646 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
23 | 3,77845082122 | 0,916381581799 | 1,496999 | 81,5459 |
24 | 10,9258212357 | 0,9984261325 | | |
25 | 7,5306455112 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
26 | 3,5613338605 | 1,15439813433 | 1,846660 | 23,7779 |
27* | 11,4673757927* | Variabel | | |
28 | Unendlich | 0,4 | 1,516800 | 64,1673 |
29 | Unendlich | | | |
wobei mit Nr.
14 die Blende bezeichnet
ist. Mit Nr.
28 und
29 sind die Flächen des
Filters F gekennzeichnet. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen
Flächen
der einzelnen Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie
der Abstand des Scheitelpunkts einer ersten Fläche zu der nächsten Fläche angegeben.
nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 17) ergibt:
Flächennr. | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
1* | 0 | 0,254133E-03 | –0,206888E-05 | 0,151362E-07 | –0,514171E-10 | |
2* | 0 | 0,304204E-03 | –0,225425E-05 | 0,192522E-07 | –0,554922E-10 | |
3* | 0 | 0,215145E-04 | –0,760473E-06 | 0,714498E-08 | –0,267996E-10 | |
8* | 0 | –0,212342E-04 | 0,138313E-04 | –0,197827E-06 | 0,570221E-07 | |
15* | 0 | –0,267021E-02 | –0,172246E-03 | 0,682593E-05 | –0,319639E-05 | |
19* | 0 | –0,232798E-03 | 0,840382E-04 | 0,116013E-04 | –0,125079E-05 | |
27* | 0 | –0,947459E-03 | –0,392773E-04 | 0,470836E-05 | –0,207160E-05 | 0,305738E-14 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 18):
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-Position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,00000 | unendlich | 500,00000 | unendlich | 750,00000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7538 | | 20,1894 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,6° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 4,77956 | 4,77956 | 7,36711 | 7,36711 |
D13
[mm] | 7,72954 | 7,72954 | 3,14989 | 3,14989 | 0,56228 | 0,56228 |
D14
[mm] | 2,39377 | 2,35915 | 0,37754 | 0,30794 | 0,95250 | 0,79483 |
D18
[mm] | 0,82128 | 0,85591 | 1,11947 | 1,18907 | 1,25000 | 1,40766 |
D27
[mm] | 0,91269 | 0,91269 | 2,63080 | 2,63080 | 1,92532 | 1,92532 |
-
Hinsichtlich
der Bedeutung der Größen wird
auf das Ausführungsbeispiel
gemäß den 5a bis 5c verwiesen.
-
Die 7a bis 7c betreffen
ein siebtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen optischen Systems
in Form eines Zoom-Linsensystems, das beispielsweise in einem digitalen
Kameramodul angeordnet ist. Die 7a zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Weitwinkelstellung. Die 7b zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer mittleren Stellung und die 7c zeigt
das Zoom-Linsensystem in einer Tele-Stellung.
-
Das
in den 7a bis 7c dargestellte
Ausführungsbeispiel
ist eine weitere Ausführungsform
eines Zoom-Linsensystems (Objektiv), welches eine feste Baulänge und
eine feste Blende aufweist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
Diese Ausführungsform ähnelt daher
der Ausführungsform
der 5a bis 5c bzw.
der 6a bis 6c.
-
Das
Zoom-Linsensystem dient der Abbildung eines Objekts (nicht dargestellt)
auf eine Bildererfassungseinheit BE, wobei das Zoom-Linsensystem
vom Objekt in Richtung der Bilderfassungseinheit BE eine erste Linsengruppe
G1 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit negativer
Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G3 mit positiver Brechkraft,
eine vierte Linsengruppe G4 mit negativer Brechkraft sowie eine
fünfte
Linsengruppe G5 mit positiver Brechkraft aufweist.
-
Eine
Blende B in Form einer Irisblende ist wiederum zwischen der zweiten
Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 angeordnet. Die
Blende B weist zur Bilderfassungseinheit BE einen festen Abstand auf.
Sie ist somit praktisch „ortsfest" angeordnet.
-
Während des
Zoomens werden die zweite Linsengruppe G2, die dritte Linsengruppe
G3 sowie die vierte Linsengruppe G4 bewegt. Die Blende B, die erste
Linsengruppe G1 sowie die fünfte
Linsengruppe G5 bewegen sich nicht.
-
Bei
einer Zoombewegung von einer Weitwinkelstellung in eine Tele-Stellung
erfolgen dieselben Bewegungsabläufe
und Fokussierungsabläufe,
wie bereits bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 6a bis 6c besprochen,
so daß auf
weiter oben verwiesen wird.
-
Der
Aufbau bzw. die Zusammensetzung der Linsengruppen G1 bis G3 entspricht
im wesentlichen ebenfalls dem Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß den 6a bis 6c Die
Linsengruppe G4 setzt sich allerdings aus zwei Kittgliedern, bestehend
aus den Linsen L10 und L11 bzw. L12 und L13, zusammen. Die Linsengruppe
G5 wird durch ein Kittglied gegeben, welches zwei Linsen L14 und
L15 aufweist.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um ein Zoom-Linsensystem
mit einem Zoomfaktor von sechs (6fach).
-
Nachfolgend
werden die Eigenschaften der einzelnen Linsen in Bezug auf das Zoom-Linsensystem
in der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 19) angegeben:
Flächennr. | Radius | Dicke
[mm] | nd | vd |
1* | 17,5707028649* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
2* | 12,2670226447* | 0,2 | | |
3* | 9,79404143477* | 2,97561594125 | 1,496999 | 81,5459 |
4 | 37,0743295285 | 0,2 | | |
5 | 11,9901751802 | 2,44261680336 | 1,496999 | 81,5459 |
6 | 347,807082029 | Variabel | | |
7 | 54,4561475084 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
8* | 3,49486869621* | 1,77300044959 | | |
9 | –23,8411993588 | 0,8 | 1,762001 | 40,1002 |
10 | 9,79382807224 | 0,2 | | |
11 | 6,84427714219 | 1,20856511776 | 1,846660 | 23,7779 |
12 | 208,141527992 | 0,8 | 1,834807 | 42,7137 |
13 | 19,2106611282 | Variabel | | |
14 | Unendlich | Variabel | | |
15* | 13,3902770696* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
16 | –229,407679023 | 0,582094836963 | | |
17 | 12,202765858 | 1,68568582695 | 1,670029 | 47,2309 |
18 | –4,7426558829 | Variabel | | |
19* | 27,0583580538* | 0,8 | 1,846660 | 23,7779 |
20 | 2,40353339833 | 1,77403433854 | 1,528554 | 76,9755 |
21 | –5,61116460023 | 0,2 | | |
22 | –13,8125549393 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
23 | 3,54296449874 | 0,874120211992 | 1,496999 | 81,5459 |
24 | 7,10589315016 | Variabel | | |
25 | 19,1613608593 | 0,8 | 1,834000 | 37,1605 |
26 | 4,43214746314 | 1,28936252852 | 1,846660 | 23,7779 |
27* | –110,652646583* | 1,09428 | | |
28 | Unendlich | 0,4 | 1,5168 | 64,1673 |
29 | Unendlich | | | |
wobei mit Nr.
14 die Blende bezeichnet
ist. Mit Nr.
28 und
29 sind die Flächen des
Filters F gekennzeichnet. Die weiteren Nummern entsprechen den einzelnen
Flächen
der einzelnen Linsen. Ferner sind die Radien der einzelnen Flächen sowie
der Abstand des Scheitelpunkts einer ersten Fläche zu der nächsten Fläche angegeben.
nd bezeichnet die Brechzahl und vd bezeichnet die Abbe-Zahl.
-
Flächen einzelner
Linsen sind asphärisch
ausgebildet. Die Flächen
bzw. Radien dieser Flächen
sind mit einem „*" versehen, wobei
sich die asphärische
Ausbildung nach der bereits oben genannten Gleichung sowie den folgenden
Asphärenkoeffizienten
(Tabelle 20) ergibt:
Flächnnr. | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
1* | 0 | 0,339175E-03 | –0,401873E-05 | 0,324366E-07 | –0,118631E-09 | |
2* | 0 | 0,396364E-03 | –0,325872E-05 | 0,191517E-08 | 0,197916E-09 | |
3* | 0 | –0,177212E-04 | 0,158400E-06 | –0,379597E-07 | 0,302773E-09 | |
8* | 0 | –0,335240E-03 | –0,448740E-04 | 0,871592E-05 | –0,965002E-06 | |
15* | 0 | –0,307795E-02 | –0,241634E-03 | 0,148134E-04 | –0,532432E-05 | |
19* | 0 | –0,118614E-02 | 0,110763E-03 | 0,217988E-04 | –0,175442E-05 | |
27* | 0 | –0,913908E-03 | –0,423931E-03 | 0,509171E-04 | –0,293444E-05 | 0,193899E-13 |
-
Hinsichtlich
dieses Ausführungsbeispiels
ergeben sich die folgenden variablen Abstände (Tabelle 21):
| WW-Position | WW-Position | Mittlere
Position | Mittlere
Position | Tele-position | Tele-position |
Objektabstand
[mm] | unendlich | 100,0000 | unendlich | 500,0000 | unendlich | 750,0000 |
Brennweite [mm] | 3,5119 | | 11,7538 | | 20,1889 | |
Öffnung (Blendenzahl) | 2,8800 | | 3,7500 | | 4,6000 | |
Bildwinkel | 65,3° | | 21,7° | | 12,7° | |
D6
[mm] | 0,20000 | 0,20000 | 4,69490 | 4,69490 | 7,45769 | 7,45769 |
D13
[mm] | 7,82261 | 7,82261 | 3,32762 | 3,32762 | 0,56428 | 0,56428 |
D14
[mm] | 2,38703 | 2,35649 | 0,20252 | 0,14485 | 0,95250 | 0,81777 |
D18
[mm] | 0,77316 | 0,80369 | 1,15798 | 1,21564 | 1,25000 | 1,38472 |
D24
[mm] | 0,41784 | 0,41784 | 2,21763 | 2,21762 | 1,37613 | 1,37620 |
D27
[mm] | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 | 1,09428 |
-
Neben
den bereits oben genannten Größen sind
in dieser Tabelle auch der Abstand der Fläche 6 der Linse L3
zur der Fläche 7 der
Linse L4 (D6), der Fläche 13 der
Linse L7 zur Blende B (D13), der Blende B zur Fläche 15 der Linse L8
(D14), der Fläche 18 der
Linse L9 zur Fläche 19 der
Linse L9 (D18), der Fläche 24 der Linse
L13 zur Fläche 25 der
Linse L14 sowie der Fläche 27 der
Linse L15 zur Fläche 28 des
Filters F angegeben.
-
8 zeigt
ein Mobiltelefon 100, das ein Mikrofon 101, ein
Tastaturfeld 102, einen Bildschirm 103, eine kleine
Antenne 104 sowie ein digitales Kameramodul 105 aufweist,
wobei auf der 8 das Objektiv zu sehen ist.
Das Objektiv ist beispielsweise eines der Zoom-Linsensysteme, wie
sie zuvor beschrieben wurden. Die Erfindung ist nicht auf Mobiltelefone
eingeschränkt.
Vielmehr ist sie an jedem Gerät
einsetzbar, bei dem ein kleines Zoom-Linsensystem erforderlich ist, beispielsweise
ein Notebook oder ein PDA.
-
- 100
- Telefon
- 101
- Mikrofon
- 102
- Tastaturfeld
- 103
- Bildschirm
- 104
- Antenne
- 105
- digitales
Kameramodul
- G1
bis G5
- Linsengruppen
- L1
bis L15
- Linsen