DE102008052328A1

DE102008052328A1 - Superweitwinkel-Optiksystem

Info

Publication number: DE102008052328A1
Application number: DE102008052328A
Authority: DE
Inventors: Phil Ho Suwon Jung; Moon Do Suwon Yi
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-10-21
Also published as: US7933078B2; DE102008052328B4; KR20090106242A; KR100961124B1; US20090251801A1

Abstract

Es wird ein Superweitwinkel-Optiksystem angegeben, in dem um eine optische Achse herum angeordnet sind: eine erste Linse, die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist; eine zweite Linse, die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist; eine dritte Linse, die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist; eine vierte Linse, die eine positive Brechkraft aufweist; eine fünfte Linse, die eine negative Brechkraft aufweist; und eine sechste Linse, die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2008-31815 , die am 4. April 2008 am koreanischen Patentamt eingereicht wurde und hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Superweitwinkel-Optiksystem und insbesondere ein Superweitwinkel-Optiksystem, dessen Größe und Gewicht reduziert sind und dessen Bildschärfe erhöht ist, sodass es für Kameras in Mobiltelefonen, Computern und Fahrzeugen verwendet werden kann und breite Bilddaten erhalten kann.
In Mobiltelefonen, Computern, Laptops und Fahrzeugen können Kameras installiert sein, um Bilddaten aufzunehmen. Bei flacheren Mobiltelefonen oder kleineren Computern oder Laptops müssen die Kameras kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht aufweisen, aber dennoch eine hohe Bildqualität bieten. Außerdem müssen Fahrzeugkameras kleiner und leichter sein, um die Sicht des Fahrers nicht zu beeinträchtigen und ein ästhetisches Erscheinungsbild zu unterstützen.
Kameras mit kleinerer Größe und geringerem Gewicht bei hoher Bildschärfe sollten außerdem einen weiten Winkel aufweisen, um möglichst breite Bilddaten zu erhalten.
Die Versuche, einen Weitwinkel für breite Bilddaten vorzusehen und gleichzeitig die Größe der Kamera zu reduzieren, haben bisher jedoch zu einer stärkeren Verzerrung der Weitwinkellinse geführt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Superweitwinkel-Optiksystem mit einer kleineren Größe und einem geringeren Gewicht angegeben, das eine höhere Bildschärfe und einen für Bildaufnahmeeinrichtungen in Überwachungskameras üblichen Weitwinkel für die Installation in verschiedenen elektronischen Geräten oder in einem Fahrzeug aufweist, wobei gleichzeitig die Verzerrung des Bildes reduziert ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Superweitwinkel-Optiksystem angegeben, in dem um eine optische Achse herum angeordnet sind: eine erste Linse, die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist; eine zweite Linse, die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist; eine dritte Linse, die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist; eine vierte Linse, die eine positive Brechkraft aufweist; eine fünfte Linse, die eine negative Brechkraft aufweist; und eine sechste Linse, die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist.
Die Linsen können die folgende Bedingung 1 erfüllen: 3,5 < θd/TL < 8,0 Bedingung 1 wobei θd ein maximaler halber Sichtwinkel des Optiksystems ist und TL die Distanz von einer dem Objekt zugewandten Fläche einer dem Objekt nächsten Linse zu einer Bildebene ist.
Die vierte und die fünfte Linse können eine Linsengruppe bilden, wobei die vierte und die fünfte Linse miteinander verbunden oder durch einen vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet sind.
Das Superweitwinkel-Optiksystem kann weiterhin einen Öffnungsstopp bilden, wer zwischen der dritten und der vierten Linse angeordnet ist, um die Lichtmenge einzustellen.
Die erste und/oder zweite Linse kann wenigstens eine Fläche aufweisen, die als asphärische Fläche ausgebildet ist.
Die sechste Linse kann wenigstens eine Fläche aufweisen, die als asphärische Fläche ausgebildet ist.
Die Linsen können die folgende Bedingung 2 erfüllen: 0,35 < Yd/(f·tanθd) < 0,60 Bedingung 2wobei Yd die maximale Bildhöhe ist, f die Brennweite des Optiksystems ist und θd der maximale halbe Sichtwinkel des Optiksystems ist.
Die Linsen können die folgende Bedingung 3 erfüllen: –2,10 < fp/fm < –0,70 Bedingung 3 wobei fp die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer positiven Brechkraft ist und fm die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer negativen Brechkraft ist.
Die Linsen können die folgende Bedingung 4 erfüllen: 2,0 < ff/fs < 3,8 Bedingung 4wobei ff die Brennweite der Linse ist, die dem Objekt am nächsten ist, und fs die Brennweite der Linse neben der Bildseite der dem Objekt nächsten Linse ist.
Die Linsen können die folgende Bedingung 5 erfüllen: –5,0 < fr/Rf < –0,9 Bedingung 5wobei fr die Brennweite der Linse ist, die dem Bild am nächsten ist, und Rr der Krümmungsradius einer dem Bild zugewandten Fläche der Linse ist, die dem Bild am nächsten ist.
Oben beschriebene und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
1 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2A bis 2C sind Aberrationsdiagramme zu der Ausführungsform von 1, wobei 2A eine sphärische Aberration zeigt, 2B einen Astigmatismus zeigt und 2C eine Verzerrung zeigt.
3 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4A bis 4C sind Aberrationsdiagramme zu der Ausführungsform von 3, wobei 4A eine sphärische Aberration zeigt, 4B einen Astigmatismus zeigt und 4C eine Verzerrung zeigt.
5 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
6A bis 6C sind Aberrationsdiagramme zu der Ausführungsform von 4, wobei 6A eine sphärische Aberration zeigt, 6B einen Astigmatismus zeigt und 6C eine Verzerrung zeigt.
7 zeigt eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
8A bis 8C sind Aberrationsdiagramme zu der Ausführungsform von 7, wobei 8A eine sphärische Aberration zeigt, 8B einen Astigmatismus zeigt und 8C eine Verzerrung zeigt.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ein Superweitwinkel-Optiksystem wird mit Bezug auf 1, 3, 5 und 7 beschrieben. 1, 3, 5 und 7 zeigen schematisch erste bis vierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In den Ansichten der Linsenkonfigurationen sind die Dicke, die Größe und die Form der Linsen der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt. Insbesondere sind die in den Ansichten gezeigten Formen der sphärischen oder asphärischen Flächen beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen.
Wie gezeigt, umfasst das Superweitwinkel-Optiksystem gemäß den verschiedenen Ausführungsformen eine erste Linse L1, eine zweite Linse L2, eine dritte Linse L3, eine vierte Linse L4, eine fünfte Linse L5 und eine sechste Linse L6 in dieser Reihenfolge von der Objektseite.
Ein optisches Filter OF wie etwa ein Infrarotfilter und ein Abdeckungsglas können zwischen der sechsten Linse 6 und der Bildebene IP angeordnet sein. Das optische Filter OF ist derart ausgebildet, dass es die optischen Fähigkeiten nicht beeinträchtigt.
Die erste Linse L1 weist eine negative Brechkraft auf und kann eine Meniskusform mit einer konvexen Objektseite aufweisen. Die dem Objekt zugewandte Fläche 1 der ersten Linse L1 kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer als der Krümmungsradius einer dem Bild zugewandten Fläche 2 ist.
Die zweite Linse L2 weist eine negative Brechkraft auf und kann eine Meniskusform mit einer konvexen Objektseite aufweisen. Die dem Objekt zugewandte Fläche 3 der zweiten Linse L2 kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer als der Krümmungsradius einer dem Bild zugewandten Fläche 4 ist, ist aber nicht hierauf beschränkt. Wenn vorbestimmte und weiter unten beschriebene Bedingungen erfüllt werden, kann die dem Objekt zugewandte Fläche 3 der zweiten Linse L2 einen Krümmungsradius aufweisen, der kleiner als der Krümmungsradius der dem Bild zugewandten Fläche 4 ist.
Die dritte Linse L3 kann eine positive Brechkraft aufweisen und kann eine konvexe Fläche 5 auf der Objektseite und eine konvexe Fläche 6 auf der Bildseite aufweisen.
Die dem Objekt zugewandte Fläche 5 der dritten Linse L3 kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer oder kleiner als die dem Bild zugewandte Fläche 6 der dritten Linse L3 ist, solange die weiter unten beschriebenen vorbestimmten Bedingungen erfüllt werden.
Die vierte Linse L4 kann eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen oder eine Meniskusform aufweisen, solange die weiter unten beschriebenen vorbestimmten Bedingungen erfüllt werden. Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen weist die vierte Linse L4 eine konvexe Fläche 7 auf der Objektseite und eine konvexe Fläche 8 auf der Bildseite wie in 1, 3 und 5 gezeigt auf. Gemäß der vierten Ausführungsform weist die vierte Linse L4 eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite auf (siehe 7).
Die fünfte Linse L5 bildet zusammen mit der vierten Linse L4 eine Linsengruppe. Die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 können miteinander verbunden oder mit einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sein.
Das heißt, die dem Bild zugewandte Fläche 8 der vierten Linse L4 kann mit einer dem Objekt zugewandten Fläche 9 der fünften Linse L5 verbunden sein.
Die fünfte Linse L5 kann eine negative Brechkraft aufweisen und kann zwei konvexe Flächen und eine Meniskusform aufweisen, solang die weiter unten beschriebenen vorbestimmten Bedingungen erfüllt werden. Gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform weist die fünfte Linse L5 eine konkave Fläche 9 auf der Objektseite und eine konkave Fläche 10 auf der Bildseite wie in 1, 3 und 5 gezeigt auf. Gemäß der vierten Ausführungsform weist die fünfte Linse L5 eine konvexe Fläche 9 auf der Objektseite und eine konvexe Fläche 10 auf der Bildseite wie in 7 gezeigt auf.
Die sechste Linse L6 weist eine positive Brechkraft auf und kann eine konvexe Fläche 11 auf der Objektseite und eine konvexe Fläche 12 auf der Bildseite aufweisen.
Weiterhin kann ein Öffnungsstopp AS zwischen der dritten Linse L3 und der vierten Linse L4 angeordnet sein, um die Lichtmenge einzustellen.
Die erste und/oder die zweite Linse L1 und L2 weist wenigsten eine Fläche auf, die in der Form einer asphärischen Fläche ausgebildet ist. Die sechste Linse L6 kann wenigstens eine Fläche aufweisen, die in der Form einer asphärischen Fläche ausgebildet ist.
In dem Superweitwinkel-Optiksystem der vorliegenden Ausführungsformen sind beide Flächen der zweiten Linse L2 und beide Flächen der sechsten Linse L6 als asphärische Flächen ausgebildet.
Wie oben beschrieben, sind die Linsen mit Rücksicht auf die Brechkraft angeordnet, wobei einige Linsen eine asphärische Fläche aufweisen. Dies gestattet eine einfache Korrektur verschiedener Aberrationen und ermöglicht viel bessere optische Eigenschaften.
Die Linsen mit einer negativen Brechkraft und die Linsen mit einer positiven Brechkraft werden also entsprechend angeordnet, um eine chromatische Aberration zu korrigieren und eine hohe Auflösung zu erzielen. Insbesondere sind die erste Linse L1 oder die zweite Linse L2 sowie weiterhin die sechste Linse L6 als asphärische Linsen ausgebildet. Dadurch wird die Auflösung der Linsen vergrößert und werden verschiedene Aberrationen wie etwa eine sphärische Aberration reduziert, sodass ein kompaktes Optiksystem mit hervorragenden optischen Eigenschaften vorgesehen werden kann.
Wenn weiterhin einige Linsen eine asphärische Brechungsfläche aufweisen, kann diese asphärische Linse aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, das einfach hergestellt werden kann.
Eine aus Kunststoff ausgebildete Linse bietet bessere Verarbeitungsfähigkeiten und weist ein geringeres Gewicht sowie geringere Herstellungskosten auf.
Weiterhin sind die erste und die zweite Linse L1, L2 mit jeweils einer negativen Brechkraft und die dritte Linse L3 mit einer positiven Brechkraft sequentiell angeordnet. Weiterhin sind die vierte Linse L4 mit einer positiven Brechkraft, die fünfte Linse L5 mit einer negativen Brechkraft und die sechste Linse L6 mit einer positiven Brechkraft sequentiell angeordnet. Diese Linsen sind derart konfiguriert, dass sie eine Meniskusform und eine asphärische Fläche aufweisen. Dadurch kann Licht mit einem großen Sichtwinkel einfallen, entsprechend gebrochen werden und dadurch die Verzerrung des Bildes minimieren.
Weiterhin kann das Superweitwinkel-Optiksystem der vorliegenden Erfindung konfiguriert sein, um die folgenden Bedingungen zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften zu erfüllen.
Das Superweitwinkel-Optiksystem der ersten Ausführungsform kann die folgende Bedingung 1 erfüllen: 3,5 < θd/TL < 8,0 Bedingung 1wobei θd ein maximaler halber Sichtwinkel des Optiksystems ist und TL die Distanz von einer dem Objekt zugewandten Fläche einer dem Objekt nächsten Linse zu der Bildebene ist.
Der Sichtwinkel ist der Winkel eines Abbildungsbereichs in Bezug auf die Mitte der Linse, und der halbe Sichtwinkel bezieht sich auf die kurze Achse durch die Mitte der Linse. θd wird in Grad angegeben, und TL wird in Millimeter angegeben.
Die Bedingung 1 bestimmt den Sichtwinkel und die Länge des Optiksystems. Eine Abweichung von dem unteren Grenzwert vermindert den Sichtwinkel und vergrößert die Länge des Optiksystems, sodass keine Breitbilddaten sichergestellt werden können, was ja eine der Zielsetzungen der vorliegenden Erfindung ist. Eine Abweichung von dem oberen Grenzwert verkürzt die Länge des Optiksystems übermäßig, sodass kein Bild mit einer gewünschten Auflösung erhalten werden kann.
Das Superweitwinkel-Optiksystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die folgende Gleichung 2 alleine oder in Verbindung mit der Bedingung 1 erfüllen. 0,35 < Yd/(f·tanθd) < 0,60 Bedingung 2wobei Yd die maximale Höhe des Bildes ist, f die Brennweite des Optiksystems ist und θd der maximale halbe Sichtwinkel des Optiksystems ist.
Die Höhe des Bildes entspricht der Höhe des auf einer Bildebene abgebildeten Bildes und wird in Millimeter angegeben. Die Brennweite f wird ebenfalls in Millimeter angegeben, und der maximale halbe Sichtwinkel wird in Grad angegeben.
Die Bedingung 2 bestimmt den Verzerrungsgrad bei einem breiten Sichtwinkel. Eine Abweichung von dem unteren Grenzwert vergrößert die Länge des Optiksystems, wodurch die Leistung des Optiksystems bei einem breiten Sichtwinkel beeinträchtigt wird. Eine Abweichung von dem oberen Grenzwert verzerrt das Optiksystem, wodurch die Verzerrung des Bildes verstärkt wird.
Das Superweitwinkel-Optiksystem gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die folgende Gleichung 3 alleine oder in Verbindung mit wenigstens einer der Bedingungen 1 und 2 erfüllen. –2,10 < fp/fm < –0,70 Bedingung 3wobei fp die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer positiven Brechkraft ist und fm die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer negativen Brechkraft ist.
Insbesondere kann fp die Brennweite der sechsten Linse L6 sein, die mit einer asphärischen Fläche ausgebildet sein kann, wobei die dritte Linse L3, die vierte Linse L4 und die sechste Linse L6 jeweils eine positive Brechkraft aufweisen. fm kann die Brennweite der ersten Linse L1 oder der zweiten Linse L2 oder die kombinierte Brennweite der ersten und der zweiten Linse L1 und L2 sein, die eine asphärische Fläche aufweisen können, wobei die erste Linse L1, die zweite Linse L2 und die fünfte Linse L5 jeweils eine negative Brechkraft aufweisen.
Die Bedingung 3 bestimmt den Ausgleich der Brechkraft einer asphärischen Kunststofflinse. Eine Abweichung von dem unteren Grenzwert oder dem oberen Grenzwert hebt den Ausgleich der Brechkraft der Linsen auf, d. h. den Ausgleich zwischen der Linse mit einer positiven Brechkraft und der Linse mit einer negativen Brechkraft. Eine derartige Abweichung veranlasst auch, dass die Bildebene übermäßig in Reaktion auf eine Temperaturänderung bewegt wird, wodurch die Auflösung bei einer fixen Brennweite verschlechtert wird.
Weiterhin kann das Superweitwinkel-Optiksystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die folgende Bedingung 4 alleine oder in Verbindung mit einer der Bedingungen 1 bis 3 erfüllen: 2,0 < ff/fs < 3,8 Bedingung 4wobei ff die Brennweite einer dem Objekt nächsten Linse ist und fs die Brennweite einer Linse neben der Bildseite der dem Objekt nächsten Linse ist.
In den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind die erste Linse L1 bis zu der sechsten Linse L6 sequentiell von einer Objektseite zu einer Bildseite hin angeordnet. ff kann also die Brennweite der ersten Linse L1 sein, und fs kann die Brennweite der zweiten Linse L2 sein. Die Bedingung 4 kann also wie folgt ausgedrückt werden: 2,0 < f1/f2 < 3,8 Bedingung 4
Die Bedingung 4 bestimmt das Verhältnis der Brechkräfte zwischen der ersten und der zweiten Linse L1 und L2, d. h. der Linsen, die auf der Objektseite angeordnet sind und eine negative Brechkraft aufweisen. Eine Abweichung von dem unteren Grenzwert vergrößert die Brechkraft der ersten Linse L1 und vermindert die Krümmung, wodurch die Herstellung des Optiksystems erschwert wird. Eine Abweichung von dem oberen Grenzwert vergrößert die Brechkraft der zweiten Linse L2 und vermindert die Krümmung, wodurch ebenfalls die Herstellung des Optiksystems erschwert wird.
Das Superweitwinkel-Optiksystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die folgende Bedingung 5 alleine oder in Verbindung mit wenigstens einer der Bedingungen 1 bis 4 erfüllen: –5,0 < fr/Rr < –0,9 Bedingung 5wobei fr die Brennweite einer der Bildseite nächsten Linse ist und Rr der Krümmungsradius der dem Bild zugewandten Fläche der der Bildseite nächsten Linse ist.
In der in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind die erste bis sechste Linse L1 bis L6 sequentiell von der Objektseite zu der Bildseite hin angeordnet. fr kann also die Brennweite der sechsten Linse L6 sein, und Rr kann der Krümmungsradius der der Bildseite zugewandten Fläche 12 der sechsten Linse L6 sein. Die Bedingung 5 kann also wie folgt ausgedrückt werden. –5,0 < f6/Rr6 < –0,9 Bedingung 5
Die Bedingung 5 bestimmt das Verhältnis zwischen der Brennweite der der Bildseite nächsten Linse und einem Krümmungsradius. Eine Abweichung von dem unteren Grenzwert oder dem oberen Grenzwert verschlechtert die Auflösung an den Randbereichen der Bildebene und führt zu einer Feldkrümmungsaberration, die kaum korrigierbar ist.
Im Folgenden wird das Superweitwinkel-Optiksystem der vorliegenden Erfindung im Detail anhand von ausführlicheren Beispielen erläutert. Dabei werden Zahlenwerte für die erste Ausführungsform von 1, die zweite Ausführungsform von 3, die dritte Ausführungsform von 5 und die vierte Ausführungsform von 7 gegeben.
Die in den folgenden Ausführungsformen verwendeten asphärischen Flächen werden erhalten, indem der Gleichung 1 gefolgt wird, in der E' und die darauf folgende Zahl in konischen Konstanten K und die asphärischen Koeffizienten A, B, C, D und E jeweils eine Zehnerpotenz wiedergeben. Zum Beispiel entsprechen E+01 und E–02 jeweils 10¹ und 10^–2.
wobei Z die Distanz zu einer optischen Achse von einem Scheitel einer Linse ist, Y die Distanz zu einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse ist, c der Krümmungsradius an einem Scheitel einer Linse ist, K die konische Konstante ist und A, B, C, D und E asphärische Koeffizienten sind.
Die folgende Tabelle 1 enthält Werte für Beispiele der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an.
In der ersten Ausführungsform von 1 beträgt die effektive Brennweite 1,05 mm, beträgt die hintere Brennweite (BFL) 1,83 mm, ist die Blendenzahl 2,0, beträgt die Gesamtlänge gleich 14,69 mm und ist der Sichtwinkel 154 Grad breit.
Weiterhin beträgt die Brennweite f1 der ersten Linse L1 –7,19 mm, beträgt die Brennweite f2 der zweiten Linse L2 –2,12 mm, beträgt die Brennweite f3 der dritten Linse L3 3,36 mm, beträgt die Brennweite f4 der vierten Linse L4 24,94 mm, beträgt die Brennweite f5 der fünften Linse L5 4,77 mm und beträgt die Brennweite f6 der sechsten Linse 2,43 mm.

Außerdem weist in dieser Ausführungsform wie in 1 gezeigt die vierte Linse L4 zwei konvexe Flächen auf und weist die fünfte Linse L5 zwei konkave Flächen auf. Tabelle 1

Fl.	R	d	nd	vd
1	8,646	0,700	1,744	44,8
2	3,200	2,300
3	32,902	0,700	1,531	56,0
4	1,087	1,391
5	2,920	3,460	1,741	27,7
6	–8,731	0,100
AS	∞	0,481
7	3,643	1,200	1,620	60,3
8	–2,100	0,400
9	–2,100	0,400	1,847	23,7
10	8,832	0,150
11	2,956	1,980	1,531	56,0
12	–1,773	0,400
13	∞	0,400	1,517	64,1
14	∞	1,031

Dabei gibt Fl. eine Flächennummer an, gibt AS einen Öffnungsstopp an und geben die Flächennummern 13 und 14 eine Fläche auf der Objektseite und eine Fläche auf der Bildseite des optischen Filters an.
Weiterhin gibt R einen Krümmungsradius jeder Linsenfläche an, gibt d die Dicke der Linse, die Distanz zwischen den Linsen oder die Distanz zwischen einer entsprechenden Linse und dem Bild (oder dem Objekt) an. nd gibt den Brechungsindex jeder Linse an, und vd gibt eine Abbesche Zahl jeder Linse an.
Die oben genannten Bedingungen erfüllen die folgenden Werte, wenn die Zahlenwerte angewendet werden.

Bedingung 1: 5,24076691
Bedingung 2: 0,51450691
Bedingung 3: –1,1462264
Bedingung 4: 3,39150943
Bedingung 5: –1,3702956

In der ersten Ausführungsform sind die Fläche 3 auf der Objektseite und die Fläche 4 auf der Bildseite der zweiten Linse L2 asphärisch. Weiterhin sind die Fläche 11 auf der Objektseite und die Fläche 12 auf der Bildseite der sechsten Linse L6 asphärisch. Die asphärischen Koeffizienten der ersten Ausführungsform gemäß der Gleichung 1 sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

	Fl. 3	Fl. 4	Fl. 11	Fl. 12
K	78,959306	–0,947448	–9,167869	–0,8708
A	5,016E-03	3,515E-03	–7,251E-04	2,502E-02
B	–8,938E-04	1,527E-02	4,205E-03	–2,830E-03
C	5,138E-05	–5,911E-03	–5,847E-04	1,269E-03
D	–1,417E-06	5,726E-04	6,447E-05	–3,030E-06

2A bis 2C sind Aberrationskurven des Superweitwinkel-Optiksystems, wobei 2A eine sphärische Aberration zeigt, 2B eine Feldkrümmungsaberration zeigt und 2C eine Verzerrung zeigt.
Die folgende Tabelle 3 gibt Zahlenbeispiele für eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an.
In der zweiten Ausführungsform von 3 beträgt die effektive Brennweite 1,05 mm, beträgt die hintere Brennweite (BFL) 1,87 mm, ist die Blendenzahl 2,0, beträgt die Gesamtlänge (TL) 15,02 mm und ist der Sichtwinkel 154 Grad breit.
Weiterhin beträgt die Brennweite f1 der ersten Linse L1 7,9 mm, beträgt die Brennweite f2 der zweiten Linse L2 –2,61 mm, beträgt die Brennweite f3 der dritten Linse L3 3,58 mm, beträgt die Brennweite f4 der vierten Linse L4 61,84 mm, beträgt die Brennweite f5 der fünften Linse L5 –3,52 mm und beträgt die Brennweite f6 der sechsten Linse L6 2,3 mm.

Weiterhin weist in dieser Ausführungsform wie in 3 gezeigt die vierte Linse L4 zwei konvexe Flächen auf und weist die fünfte Linse L5 zwei konkave Flächen auf. Tabelle 3

Fl.	R	d	nd	vd
1	8,000	0,700	1,744	44,8
2	3,272	2,000
3	14,434	0,550	1,531	56,0
4	1,253	1,621
5	6,030	3,467	1,673	32,1
6	–3,124	0,100
AS	∞	0,896
7	4,610	1,136	1,620	60,3
8	–2,000	0,400
9	–2,000	0,400	1,847	23,7
10	5,205	0,100
11	3,661	2,180	1,531	56,0
12	–1,464	0,400
13	∞	0,400	1,517	64,1
14	∞	1,073

Dabei entsprechen Fl., R., d, nd und vd den gleichen Größen wie in der ersten Ausführungsform, sodass hier auf eine erneute Erläuterung verzichtet wird.
Die oben genannten Bedingungen entsprechend den folgenden Werten, wenn die Zahlenwerte angewendet werden.

Bedingung 1: 5,12546411
Bedingung 2: 0,51450691
Bedingung 3: –0,8812261
Bedingung 4: 3,02681992
Bedingung 5: –1,5708075

In der zweiten Ausführungsform sind die Fläche 3 auf der Objektseite und die Fläche 4 auf der Bildseite der zweiten Linse L2 asphärisch. Weiterhin sind die Fläche 11 auf der Objektseite und die Fläche 12 auf der Bildseite der sechsten Linse L6 asphärisch. Die asphärischen Koeffizienten der zweiten Ausführungsform gemäß der Gleichung 1 sind in der folgenden Tabelle 4 enthalten. Tabelle 4

	Fl. 3	Fl. 4	Fl. 11	Fl. 12
K	17,3482289	–0,819678	–7,8144486	–0,8628619
A	5,784E-03	1,058E-02	–1,024E-02	3,431E-02
B	–6,237E-04	1,796E-02	2,796E-03	–9,026E-03
C	4,090E-05	–4,540E-03	–3,415E-04	1,621E-03
D	–2,580E-06	2,013E-03	1,660E-05	–1,330E-04

4A bis 4C sind Aberrationskurvendiagramme zu dem Superweitwinkel-Optiksystem, wobei 4A eine sphärische Aberration zeigt, 4B eine Feldkrümmungsaberration zeigt und 4C eine Verzerrung zeigt.
Die folgende Tabelle 5 gibt Zahlenbeispiele für eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an.
In der dritten Ausführungsform von 5 beträgt die effektive Brennweite 1,04 mm, beträgt die hintere Brennweite (BFL) 1,81 mm, ist die Blendenzahl 2,1, beträgt die Gesamtlänge (TL) 15,31 mm und ist der Sichtwinkel 156 Grad breit.
Weiterhin beträgt die Brennweite f1 der ersten Linse L1 –6,14 mm, beträgt die Brennweite f2 der zweiten Linse L2 –2,22 mm, beträgt die Brennweite f3 der dritten Linse L3 3,24 mm, beträgt die Brennweite f4 der vierten Linse L4 16,29 mm, beträgt die Brennweite f5 der fünften Linse L5 –4,76 mm und beträgt die Brennweite f6 der sechsten Linse L6 2,31 mm.

Weiterhin weist in dieser Ausführungsform wie in 5 gezeigt die vierte Linse L4 zwei konvexe Flächen auf und weist die fünfte Linse L5 zwei konkave Flächen auf. Tabelle 5

Fl.	R	d	nd	vd
1	10,150	0,760	1,744	44,8
2	3,050	2,511
3	22,354	0,500	1,531	56,0
4	1,112	0,974
5	2,706	3,983	1,755	27,5
6	–9,381	0,233
AS	∞	0,555
7	3,681	1,142	1,620	60,3
8	–1,954	0,460
9	–1,954	0,460	1,755	27,5
10	5,447	0,100
11	2,829	2,282	1,531	56,0
12	–1,556	0,400
13	∞	0,400	1,517	64,1
14	∞	1,005

Bedingung 1: 5,09633838
Bedingung 2: 0,47825293
Bedingung 3: –1,0405405
Bedingung 4: 2,76576577
Bedingung 5: –1,4845418

In der dritten Ausführungsform sind die Fläche 3 auf der Objektseite und die Fläche 4 auf der Bildseite der zweiten Linse L2 asphärisch. Weiterhin sind die Fläche 11 auf der Objektseite und die Fläche 12 auf der Bildseite der sechsten Linse L6 asphärisch. Die asphärischen Koeffizienten der dritten Ausführungsform gemäß der Gleichung 1 sind in der folgenden Tabelle 6 enthalten. Tabelle 6

	Fl. 3	Fl. 4	Fl. 11	Fl. 12
K	39,3197983	–0,9768269	–9,8000528	–0,8211891
A	3,354E-03	9,226E-03	6,967E-03	3,472E-2
B	–1,079E-03	1,392E-03	6,355E-04	–4,582E-03
C	9,582E-05	–1,330E-03	–4,851E-05	1,153E-03
D	–4,278E-06	1,212E-04	1,852E-05	–2,467E-05

6A bis 6C sind Aberrationskurvendiagramme zu dem Superweitwinkel-Optiksystem, wobei 6A eine sphärische Aberration zeigt, 6B eine Feldkrümmungsaberration zeigt und 6C eine Verzerrung zeigt.
Die folgende Tabelle 7 gibt Zahlenbeispiele für eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an.
In der vierten Ausführungsform von 7 beträgt die effektive Brennweite 1,05 mm, beträgt die hintere Brennweite (BFL) 1,69 mm, ist die Blendenzahl 2,1, beträgt die Gesamtlänge (TL) 14,86 mm und ist der Sichtwinkel 155 Grad breit.
Weiterhin beträgt die Brennweite f1 der ersten Linse L1 –6,57 mm, beträgt die Brennweite f2 der zweiten Linse L2 –2,36 mm, beträgt die Brennweite f3 der dritten Linse L3 3,35 mm, beträgt die Brennweite f4 der vierten Linse L4 –3,62 mm, beträgt die Brennweite f5 der fünften Linse L5 2,69 mm und beträgt die Brennweite f6 der sechsten Linse L6 2,92 mm.

Weiterhin weist in dieser Ausführungsform wie in 7 gezeigt die vierte Linse L4 eine Meniskusform mit einer konvexen Flächen auf der Objektseite auf und weist die fünfte Linse L5 zwei konkave Flächen auf. Tabelle 7

Fl.	R	d	nd	vd
1	11,412	0,700	1,744	44,8
2	3,343	2,300
3	30,609	0,700	1,531	56,0
4	1,199	1,222
5	3,821	2,260	1,847	23,8
6	–8,384	0,855
AS	∞	0,565
7	7,083	0,400	1,847	23,8
8	2,100	1,511
9	2,100	1,511	1,618	63,4
10	–4,854	0,621
11	5,522	2,037	1,531	56,0
12	–1,890	8,400
13	∞	0,400	1,517	64,1
14		0,890

Bedingung 1: 5,2153432
Bedingung 2: 0,49406305
Bedingung 3: –1,2372881
Bedingung 4: 2,78389831
Bedingung 5: –1,5447714

In der vierten Ausführungsform sind die Fläche 3 auf der Objektseite und die Fläche 4 auf der Bildseite der zweiten Linse L2 asphärisch. Weiterhin sind die Fläche 11 auf der Objektseite und die Fläche 12 auf der Bildseite der sechsten Linse L6 asphärisch. Die asphärischen Koeffizienten der dritten Ausführungsform gemäß der Gleichung 1 sind in der folgenden Tabelle 8 enthalten. Tabelle 8

	Fl. 3	Fl. 4	Fl. 11	Fl. 12
K	90,4829165	–1,094634	–10,590511	–2,7770963
A	3,814E-03	7,122E-03	–7,319E-03	–4,897E-03
B	–9.850E04	5,853E-03	1,136E-04	–5,563E-04
C	7,891E-05	–2,522E-03	–4,727E-04	–8,650E-05
D	–3,495E-06	2,401E-04	5,938E-05	2,478E-06

8A bis 8C sind Aberrationskurvendiagramme zu dem Superweitwinkel-Optiksystem, wobei 8A eine sphärische Aberration zeigt, 8B eine Feldkrümmungsaberration zeigt und 8C eine Verzerrung zeigt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weisen Werte innerhalb eines Bereichs auf, der die Bedingungen 1 bis 5 erfüllt.
Wie in 2, 4, 6 und 8 gezeigt, kann ein Superweitwinkel-Optiksystem mit hervorragenden Aberrationseigenschaften erhalten werden.
Wie oben erläutert, weist gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ein Superweitwinkel-Optiksystem eine kleine Größe und ein geringes Gewicht auf und sieht optische Eigenschaften für eine hohe Auflösung vor, wobei die Verzerrung durch einen breiten Sichtwinkel wesentlich reduziert ist. Außerdem sind in dem Optiksystem die Linsen mit Rücksicht auf ihre Brechkraft entsprechend angeordnet, um eine Verschlechterung der Leistung bei einer hohen Temperatur aufgrund der Verwendung von Kunststofflinsen zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert, wobei dem Fachmann jedoch deutlich sein sollte, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- KR 2008-31815 [0001]

Claims

Superweitwinkel-Optiksystem, in dem um eine optische Achse herum angeordnet sind: eine erste Linse (L1), die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist, eine zweite Linse (L2), die eine negative Brechkraft und eine Meniskusform mit einer konvexen Fläche auf der Objektseite aufweist, eine dritte Linse (L3), die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist, eine vierte Linse (L4), die eine positive Brechkraft aufweist, eine fünfte Linse (L5), die eine negative Brechkraft aufweist, und eine sechste Linse (L6), die eine positive Brechkraft und zwei konvexe Flächen aufweist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (L1–L6) die folgende Bedingung 1 erfüllen: 3,5 < θd/TL < 8,0 Bedingung 1wobei θd ein maximaler halber Sichtwinkel des Optiksystems ist und TL die Distanz von einer dem Objekt zugewandten Fläche der dem Objekt nächsten Linse zu einer Bildebene ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Linse (L4) und die fünfte Linse (L5) eine Linsengruppe bilden, wobei die vierte Linse (L4) und die fünfte Linse (L5) verbunden oder mit einem vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet sind.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch einen Öffnungsstopp, der zwischen der dritten Linse (L3) und der vierten Linse (L4) angeordnet ist, um die Lichtmenge einzustellen.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (L1) und/oder die zweite Linse (L2) wenigstens eine Fläche aufweist, die als asphärische Fläche ausgebildet ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sechste Linse (L6) wenigstens eine Fläche aufweist, die als eine asphärische Fläche ausgebildet ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (L1–L6) die folgende Bedingung 2 erfüllen: 0,35 < Yd/(f·tanθd) < 0,60 Bedingung 2wobei Yd die maximale Bildhöhe ist, f die Brennweite des Optiksystems ist und θd der maximale halbe Sichtwinkel des Optiksystems ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (L1–L6) die folgende Bedingung 3 erfüllen: –2,10 < fp/fm < –0,70 Bedingung 3wobei fp die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer positiven Brechkraft ist und fm die Brennweite einer Linse mit einer asphärischen Fläche und einer negativen Brechkraft ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen die folgende Bedingung 4 erfüllen: 2,0 < ff/fs < 3,8 Bedingung 4wobei ff die Brennweite der Linse ist, die dem Objekt am nächsten ist, und fs die Brennweite der Linse neben der Bildseite der dem Objekt nächsten Linse ist.
Superweitwinkel-Optiksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Linsen die folgende Bedingung 5 erfüllt: –5,0 < fr/Rf < –0,9 Bedingung 5wobei fr die Brennweite der Linse ist, die dem Bild am nächsten ist, und Rr der Krümmungsradius einer dem Bild zugewandten Fläche der Linse ist, die dem Bild am nächsten ist.