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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.
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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.
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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.
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Kameras
mit kleinerer Größe und geringerem
Gewicht bei hoher Bildschärfe
sollten außerdem
einen weiten Winkel aufweisen, um möglichst breite Bilddaten zu
erhalten.
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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.
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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.
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In
der Druckschrift
DE
1 014 752 A 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. Erfindungsgemäß erfüllen die
Linsen eines solchen Superweitwinkel-Optiksystems die folgende Bedingung
2:
0,35 < Yd/(f·tanθd) < 0,60 Bedingung 2 wobei
Yd die maximale Bildhöhe
ist, f die Brennweite des Optiksystems ist und θd der maximale halbe Sichtwinkel
des Optiksystems ist.
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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.
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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.
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Das
Superweitwinkel-Optiksystem kann weiterhin einen Öffnungsstopp
bilden, wer zwischen der dritten und der vierten Linse angeordnet
ist, um die Lichtmenge einzustellen.
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Die
erste und/oder zweite Linse kann wenigstens eine Fläche aufweisen,
die als asphärische
Fläche ausgebildet
ist.
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Die
sechste Linse kann wenigstens eine Fläche aufweisen, die als asphärische Fläche ausgebildet
ist.
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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.
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Die
Linsen können
die folgende Bedingung 4 erfüllen: 2,0 < ff/fs < 3,8 Bedingung 4 wobei
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.
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Die
Linsen können
die folgende Bedingung 5 erfüllen: –5,0 < fr/Rf < –0,9 Bedingung 5 wobei
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.
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Oben
beschriebene und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen verdeutlicht.
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1 zeigt
eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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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.
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3 zeigt
eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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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.
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5 zeigt
eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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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.
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7 zeigt
eine Linsenkonfiguration eines Superweitwinkel-Optiksystems gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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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.
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Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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Weiterhin
kann ein Öffnungsstopp
AS zwischen der dritten Linse L3 und der vierten Linse L4 angeordnet
sein, um die Lichtmenge einzustellen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wenn
weiterhin einige Linsen eine asphärische Brechungsfläche aufweisen,
kann diese asphärische Linse
aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, das einfach hergestellt
werden kann.
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Eine
aus Kunststoff ausgebildete Linse bietet bessere Verarbeitungsfähigkeiten
und weist ein geringeres Gewicht sowie geringere Herstellungskosten
auf.
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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.
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Weiterhin
kann das Superweitwinkel-Optiksystem der vorliegenden Erfindung
konfiguriert sein, um die folgenden Bedingungen zusätzlich zu
den oben genannten Eigenschaften zu erfüllen.
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Das
Superweitwinkel-Optiksystem der ersten Ausführungsform kann 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 der Bildebene ist.
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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.
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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.
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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 2 wobei
Yd die maximale Höhe
des Bildes ist, f die Brennweite des Optiksystems ist und θd der maximale
halbe Sichtwinkel des Optiksystems ist.
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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.
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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.
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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 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.
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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.
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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.
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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 4 wobei
ff die Brennweite einer dem Objekt nächsten Linse ist und fs die
Brennweite einer Linse neben der Bildseite der dem Objekt nächsten Linse
ist.
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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
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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.
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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 5 wobei
fr die Brennweite einer der Bildseite nächsten Linse ist und Rr der
Krümmungsradius
der dem Bild zugewandten Fläche
der der Bildseite nächsten
Linse ist.
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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
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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.
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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.
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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 10
1 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.
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Die
folgende Tabelle 1 enthält
Werte für
Beispiele der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an.
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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.
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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.
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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 | | |
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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.
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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.
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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 |
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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 |
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2A bis 2C sind
Aberrationskurven des Superweitwinkel Optiksystems, wobei 2A eine sphärische Aberration
zeigt, 2B eine Feldkrümmungsaberration
zeigt und 2C eine Verzerrung zeigt.
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Die
folgende Tabelle 3 gibt Zahlenbeispiele für eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an.
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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.
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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.
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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 | | |
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Dabei
entsprechen Fl., R., d, nd und vd den gleichen Größen wie
in der ersten Ausführungsform,
sodass hier auf eine erneute Erläuterung
verzichtet wird.
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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 |
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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 | | |
-
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: | 5,09633838 |
| 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 | | |
-
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: | 5,2153432 |
| 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.
