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Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0057658 , die am 17. Juni 2010 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde, und deren Offenbarung in dieser Anmeldung durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, und insbesondere ein optisches System bestehend aus vier Linsen mit einer Weitwinkeloptik, das zum Einbau bei Mobilkommunikationsterminals, PDAs, oder dergleichen vorgesehen ist, oder das in einer Überwachungskamera oder einer Digitalkamera oder dergleichen benutzt wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngster Zeit wurden Kameramodule für Kommunikationsgeräte im Zusammenhang mit einem optischen System, einer Digitalkamera, einem Camcoder, einer PC-Kamera (ein optisches Gerät, das an einem PC angeschlossen ist) oder dergleichen durchgeführt. Die wichtigste Komponente des Bilderfassungssystems, um Bilder aufzunehmen, ist ein bildgebendes Linsensystem, nämlich das optische System. Da das optische System eine hohe Leistung im Hinblick auf Auflösung, Bildqualität und dergleichen erfordert, ist die Konfiguration der Linse kompliziert. Die Größe des optischen Systems erhöht sich, wenn das optische System strukturell oder optisch kompliziert ist, so dass es problematisch ist, ein kompaktes und schlankes optisches System zu realisieren.
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Um beispielsweise eine effektive Befestigung eines in einem Mobiltelefon befestigten Kameramoduls zu erhöhen ist die Kompaktheit des gesamten Moduls eine unverzichtbare Voraussetzung. Zusätzlich erhöht sich bei einem Bildsensor wie ein CCD oder ein dafür benutzter CMOS die Auflösung graduell und die Größe der Pixel reduziert sich graduell. Das diesem entsprechende Linsensystem muss daher schlank und kompakt sein, ebenso muss es die Anforderungen an eine hohe Auflösung und eine hervorragende optische Leistung und dergleichen erfüllen.
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Wenn in diesem Fall ein optisches Bauteil mit 3-Megapixeln (CCD oder CMOS) benutzt wird, kann die optische Leistung und die Kompaktheit erfüllt werden, sofern eine Linsenkonfiguration von drei Schichten oder weniger benutzt wird. In dem Fall jedoch, wenn drei oder weniger Linsenschichten in einem hochauflösenden optischen Bauteil (CCD oder CMOS) mit 5-Megapixeln oder mehr benutzt wird, ist die Brechkraft jeder Linse groß und dementsprechend können die Linsen nicht einfach verarbeitet werden, so dass es schwierig ist, gleichzeitig die Anforderungen nach hoher Leistung und Kompaktheit zu erfüllen. Zusätzlich erhöht sich die Gesamtlänge eines optischen Systems, selbst wenn eine Linsenkonfiguration von vier Schichten oder mehr vorhanden ist, wenn eine sphärische Linse benutzt wird, derart, dass die Herstellung einer kleinen Baugröße schwierig ist. Darüber hinaus kann ein optisches System mit einer aus vier Linsen bestehenden Konfiguration gute optische Eigenschaften sicherstellen, wenn es generell so entworfen ist, dass es einen Sichtwinkel von 55° bis 68° besitzt. Eine Verschlechterung des Gewinns wegen der Erhöhung der Empfindlichkeit ergibt sich, wenn das optische System so entworfen ist, dass es einen Sichtwinkel von 68° oder mehr besitzt.
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Dementsprechend besteht bei einem optischen System mit einem vierschichtigen Linsenaufbau ein Bedürfnis nach einer Technologie, die gleichzeitig Kompaktheit, eine hohe optische Leistung und eine Weitwinkeloptik realisieren kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System mit einem vierschichtigen Linsenaufbau mit einer Weitwinkeloptik anzugeben, das kompakt ist und eine gute optische Leistung im Hinblick auf Aberrationen und telezentrische Eigenschaften aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein optisches System vorgesehen, umfassend: eine erste Linse mit positiver Brechkraft, deren beide Oberflächen konvex sind; eine zweite Linse mit negativer Brechkraft, deren beide Oberflächen konkav sind; eine dritte Linse mit positiver Brechkraft und einer Meniskusform; und eine vierte Linse mit negativer Brechkraft deren beide Oberflächen konkav sind, wobei die Linsen in dieser Reihenfolge von einem Objekt zu einer Vorderseite angeordnet sind, wobei die Brechkraft der ersten Linse zur vierten Linse die folgende Ungleichung 1 erfüllt: f1 / f4 < –1,1 (Ungleichung 1)
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In der Ungleichung 1 stellt f1 den Fokusabstand der ersten Linse und f4 den Fokusabstand der vierten Linse dar.
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Die Formen der ersten Linse und der dritten Linse können die folgende Ungleichung 2 erfüllen: r1 / r6 < –2,0 (Ungleichung 2)
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In Ungleichung 2 entspricht r1 dem Krümmungsradius der Objektfläche der ersten Linse und r6 entspricht dem Krümmungsradius der Oberseite der dritten Linse.
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Die Form der dritten Linse kann die folgende Ungleichung 3 erfüllen: t5 / F > 0,2 (Ungleichung 3)
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In der Ungleichung 3 entspricht t5 der Dicke der optischen Achse der dritten Linse und F entspricht dem gesamten Fokusabstand des optischen Systems.
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Die Materialien der ersten und der zweiten Linse können die folgende Ungleichung 4 erfüllen: V1 – V2 > 25 (Ungleichung 4)
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In Ungleichung 4 entspricht V1 der Abbe'schen Zahl im Hinblick auf die erste Linse und V2 entspricht der Abbe'schen Zahl im Hinblick auf die zweite Linse.
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Die Brechkraft der ersten bis vierten Linse kann die folgenden Ungleichungen 5 bis 8 erfüllen: 0.4 < f1 / F < 1.0 (Ungleichung 5) –1,5 < f2 / F < –0,7 (Ungleichung 6) 0,1 < f3 / F < 0,7 (Ungleichung 7) –0,7 < f4 / F < –0,1 (Ungleichung 8)
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In den Ungleichungen 5 bis 8 entspricht f1 dem Fokusabstand der ersten Linse, f2 entspricht dem Fokusabstand der zweiten Linse, f3 entspricht dem Fokusabstand der dritten Linse, f4 entspricht dem Fokusabstand der vierten Linse und F entspricht dem gesamten Fokusabstand des optischen Systems.
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Das optische System kann ferner eine Blendenstufe umfassen, die vor der ersten Linse angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen:
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1 ist ein Linsenfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus, und Abbildungsverzerrungen des in 1 gezeigten optischen Systems;
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3 ist eine graphische Darstellung und zeigt transversale Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkurvatur und einer sagittalen Feldkurvatur des in 1 gezeigten optischen Systems;
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4 ist ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in 4 gezeigten optischen Systems;
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6 ist eine graphische Darstellung und zeigt transversale Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkurvatur und einer sagittalen Feldkurvatur des in 4 gezeigten optischen Systems;
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7 ist ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in 7 gezeigten optischen Systems;
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9 ist eine graphische Darstellung und zeigt transversale Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkurvatur und einer sagittalen Feldkurvatur des in 7 gezeigten optischen Systems;
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10 ist ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in 10 gezeigten optischen Systems; und
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12 ist eine graphische Darstellung und zeigt transversale Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkurvatur und einer sagittalen Feldkurvatur des in 10 gezeigten optischen Systems.
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Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können jedoch auf unterschiedliche Arten modifiziert werden und der Schutzbereich der Erfindung sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt angesehen werden. Diese beispielhaften Ausführungsbeispiele sind eher dafür da, dass die Offenbarung vollständig und genau ist und sie vermitteln einem Fachmann auf diesem Gebiet vollständig den Schutzbereich der Erfindung. Daher wird darauf hingewiesen, dass die Form und Größe von in den Zeichnungen gezeigten Komponenten übertrieben dargestellt sein kann, um die Beschreibung klarer zu machen.
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1 ist ein Linsenkonfigurationsprogramm eines optischen Systems gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem folgenden Linsenkonfigurationsdiagramm können die Dicke, Größe und Form der Linsen zur Beschreibung übertrieben dargestellt sein. Insbesondere kann die Form der sphärischen Oberfläche oder einer nicht sphärischen Oberfläche, die in dem Linsenkonfigurationsdiagramm gezeigt ist, beispielhaft gezeigt sein, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Im Allgemeinen kann ein Kameramodul so konfiguriert sein, dass es wenigstens eine Linse umfasst, ein Gehäuse mit einem festgelegten Innenraum um eine Linse aufzunehmen, und einen Bildsensor entsprechend einer Bildgebungsfläche der Linse, und eine Schaltungsplatine, die fest an dem anderen Ende des Gehäuses angebracht ist und den Bildsensor an einer Fläche aufweist, um die von dem Bildsensor erfassten Bilder zu verarbeiten, oder dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, das bei einem Mikrokameramodul in derartigen Kameramodulen benutzt wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, kann das optische System gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung so konfiguriert sein, dass es eine erste Linse L1 mit positiver Brechkraft aufweist, deren beide Oberflächen 1 und 2 konvex sind, eine zweite Linse L2 mit negativer Brechkraft, deren beide Oberflächen 3 und 4 konkav sind, eine dritte Linse L3 mit positiver Brechkraft und einer Meniskusform, und eine vierte Linse L4 mit negativer Brechkraft, deren beide Oberflächen 7 und 8 konkav sind. Zusätzlich kann das optische System gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ferner eine Blendenstufe (nicht gezeigt) umfassen, die an der Vorderseite eines Objektivs der ersten Linse L1 angeordnet ist.
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In der Linsenkonfiguration sind vier Linsen so nacheinander angeordnet, dass sie eine positive, negative, positive und negative Brechkraft von einem Objekt her gesehen aufweisen, um die Brechkraft angemessen zu verteilen, wodurch das optische System kompakt wird.
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Die erste Linse L1, die dem Objekt am nächsten liegt, besitzt eine positive Brechkraft wegen der beiden Oberflächen 1 und 2, die konvex geformt sind, wodurch die gesamte Brechkraft des optischen Systems an dem Objekt des optischen Systems eingestellt wird.
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Die zweite Linse L2 besitzt die Oberseite 4, die konkav geformt ist, wobei ein Material benutzt worden ist, das einen relativ großen Varianzwert (also eine kleine Abbe'sche Zahl) aufweist, um eine negative Brechkraft zu haben, so dass die dritte Linse L3 und die vierte Linse L4, die auf die zweite Linse L2 folgen, die chromatische Dispersion kompensieren kann.
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Die dritte Linse L3 besitzt eine Meniskusform, bei deren Oberseite 6 konvex ist, um Licht, das die zweite Linse L2 passiert, die vor der dritten Linse L3 mit einem kleinen Neigungswinkel angeordnet ist und deren Linsenfläche vergrößert, passieren zu lassen, so dass es möglich ist, Aberrationen zu verbessern, so dass sie einander nicht in jedem Feld überlappen. Zusätzlich ist die dritte Linse L3 so konfiguriert, dass deren Oberseite 6 einen kleinen Krümmungsradius aufweist, wodurch es möglich ist, telezentrische Eigenschaften sicherzustellen und die Empfindlichkeit zu verringern, selbst bei einem Weitwinkel.
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Die vierte Linse L4, die an der höchsten Seite angeordnet ist und eine konkave Oberseite und eine nicht sphärische Fläche mit einem Wendepunkt aufweist, wodurch der Einfallswinkel von Licht, das auf die obere Fläche IP einfällt, reduziert wird. Als Ergebnis kann die vierte Linse L4 Bilder mit einer hervorragenden Bildqualität besitzen mit den reduzierten Aberrationen, sogar bei einem Bildsensor mit einer kleinen Pixelgröße. Daneben hat die vierte Linse L4 die Oberseite 8, die eine konkave Form aufweist, so dass sie den Rückfokus verkleinern kann ohne stark aufwärts vorzustehen, wodurch es möglich wird, die gesamte Länge der optischen Linse zu verkürzen. Zusätzlich hat die vierte Linse L4 einen kurzen Fokusabstand, so dass sie telezentrische Eigenschaften sicherstellen kann und die Empfindlichkeit verringern kann selbst bei einem Weitwinkel zusammen mit der Oberseite 6 der dritten Linse L3 mit einem kleinen Krümmungsradius.
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Die brechenden Flächen 1 bis 8 der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4 sind in einer nicht sphärischen Fläche gebildet, um die Auflösung der Linse zu erhöhen und um Abbildungsverzerrungen, Aberrationen und sphärische Aberrationen zu verringern, wodurch es möglich wird, das kompakte optische System mit hervorragenden optischen Eigenschaften zu implementieren.
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Daneben ist bei der vorliegenden Erfindung die Blendenstufe vor dem Objekt der ersten Linse L1 angeordnet, damit die Fläche der Linsenoberfläche, die von der Objektivseite ausgesetzt ist, klein ist, wodurch die Vertauschung von Fremdkörpern oder dergleichen leicht geregelt wird, und der Startpunkt des Sichtwinkels ist so festgelegt, dass er benachbart zur obersten Oberfläche der Linse ist, wodurch es möglich wird, dass das Fenster eines externen Befestigungsteils das kompakte Kameramodul fixiert. Zusätzlich ist die Pixelgröße des Bildsensors weiter reduziert, da es für eine hohe Auflösung benutzt wird, so dass ein wesentlich helleres optisches System (eine Linse mit einer kleinen F-Zahl) erforderlich ist. Ein Diaphragma ist vor einem Objekt angeordnet, um das helle optische System leicht herzustellen.
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Daneben kann ein Infrarotfilter, ein optischer Filter (OF), entsprechend einem Abdeckglas oder dergleichen, zwischen der vierten Linse L4 und der oberen Oberfläche IP vorgesehen sein.
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Zusätzlich entspricht die obere Oberfläche (IP) einer Bildgebungsfläche der Bildsensoren wie CCD, CMOS, und dergleichen.
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Die Wirkungen der folgenden Ungleichungen 1–8 werden für die gesamte Linsenkonfiguration beschrieben. f1 / f4 < –1,1 (Ungleichung 1)
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In Ungleichung 1 entspricht f1 dem Fokusabstand der ersten Linse L1 und f4 entspricht dem Fokusabstand der vierten Linse L4.
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Ungleichung 1 entspricht dem Verhältnis des Fokusabstands der ersten Linse L1 zu dem Fokusabstand der vierten Linse L4 und definiert die Bedingungen im Zusammenhang mit der Brechkraft der ersten Linse L1 und der vierten Linse L4.
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Der Fall des Abweichens von der oberen Grenze, die in der Ungleichung 1 definiert ist, entspricht dem Fall der Bildung eines relativ großen Fokusabstands der vierten Linse L4. In diesem Fall sind die telezentrischen Eigenschaften und die chromatischen Aberrationseigenschaften verschlechtert und die Empfindlichkeit ist erhöht. r1 / r6 < –2,0 (Ungleichung 2)
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In Ungleichung 2 entspricht r1 dem Krümmungsradius der Oberfläche des Objekts der ersten Linse L1 und r6 entspricht dem Krümmungsradius der Oberseite der dritten Linse L3.
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Ungleichung 2 entspricht dem Verhältnis des Krümmungsradius der Oberfläche des Objekts der ersten Linse L1 zu dem Krümmungsradius der Oberseite der dritten Linse L3 und definiert die Bedingungen im Zusammenhang mit den Formen der ersten Linse L1 und der vierten Linse L4.
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Der Fall des Abweichens von der oberen Grenze, die in der obigen Ungleichung 2 definiert ist, entspricht dem Fall des Bildens des relativ großen Krümmungsradius der Oberseite der dritten Linse L3. Ähnlich zu dem Fall des Abweichens von der oberen Grenze, die in Ungleichung 1 definiert ist, sind die telezentrischen Eigenschaften und die chromatischen Aberrationseigenschaften des optischen Systems verschlechtert und die Empfindlichkeit ist erhöht. t5 / F > 0,2 (Ungleichung 3)
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In Ungleichung 3 entspricht t5 der Dicke der optischen Achse der dritten Linse L3 und F entspricht dem gesamten Fokusabstand des optischen Systems.
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Ungleichung 3 entspricht dem Verhältnis der Dicke der dritten Linse L3 zu dem gesamten Fokusabstand und definiert die Bedingungen im Zusammenhang mit der Form der dritten Linse L3.
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In dem Fall des Abweichens von der oberen Grenze, die in Ungleichung 3 definiert ist, ist die Dicke der dritten Linse L3 dünn, so dass es schwierig ist, den ausreichend kleinen Krümmungsradius der Oberseite der dritten Linse L3 beizubehalten, wodurch die telezentrischen Eigenschaften und die chromatischen Aberrationseigenschaften verschlechtert werden und deren Empfindlichkeit erhöht wird. V1 – V2 > 25 (Ungleichung 4)
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In Ungleichung 4 entspricht V1 der Abbe'schen Zahl in Bezug auf die erste Linse L1 und V2 entspricht der Abbe'schen Zahl in Bezug auf die zweite Linse L2. Ungleichung 4 definiert die Bedingungen im Zusammenhang mit dem Material der ersten Linse L1 und der zweiten Linse. Der Fall des Abweichens von der unteren Grenze von Ungleichung 4 entspricht dem Fall der Bildung einer relativ großen Abbe'schen Zahl der zweiten Linse L2 (kleiner Varianzwert), so dass es schwierig sein kann, die chromatische Dispersion zu korrigieren. 0.4 < f1 / F < 1.0 (Ungleichung 5) –1,5 < f2 / F < –0,7 (Ungleichung 6) 0,1 < f3 / F < 0,7 (Ungleichung 7) –0,7 < f4 / F < –0,1 (Ungleichung 8)
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In den Ungleichungen 5 bis 8 entspricht f1 dem Fokusabstand der ersten Linse L1, f2 entspricht dem Fokusabstand der zweiten Lins L2, f3 entspricht dem Fokusabstand der dritten Linse L3, f4 entspricht dem Fokusabstand der vierten Linse L3, und F entspricht dem gesamten Fokusabstand des optischen Systems.
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Die Ungleichungen 5 bis 8 definieren jeweils die Bedingungen im Zusammenhang mit der Brechkraft der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4.
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Beim Abweichen von der unteren Grenze, die in den Ungleichungen 5 bis 8 definiert ist, ist es schwierig die sphärische Aberration oder Abbildungsverzerrungen zu korrigieren und telezentrische Eigenschaften können dadurch verschlechtert sein. Beim Abweichen von der oberen Grenze kann die chromatische Aberration erhöht sein, so dass es schwierig ist, die chromatische Aberration zu korrigieren und es ist schwierig, das optische System kompakt zu machen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beschrieben unter Bezugnahme auf ein detailliertes Beispiel numerischer Werte.
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Wie oben beschrieben umfassen die beispielhaften Ausführungsbeispiele 1 bis 3 eine erste Linse L1 mit positiver Brechkraft mit zwei konvexen Flächen, eine zweite Linse L2 mit negativer Brechkraft mit zwei konkaven Flächen, eine dritte Linse L3 mit positiver Brechkraft und einer Meniskusform und eine vierte Linse L4 mit negativer Brechkraft, deren beide Oberflächen konkav sind, wobei eine Blendenstufe S vor dem Objekt der ersten Linse L1 vorgesehen ist. Zusätzlich kann ein Infrarotfilter, ein optischer Filter OF entsprechend einem Abdeckglas oder dergleichen, zwischen der vierten Linse L4 und der oberen Fläche IP vorgesehen sein. Zusätzlich entspricht die obere Fläche IP der Bildgebungsfläche des Bildsensors, der ein CCD, ein CMOS, oder dergleichen sein kann.
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Die nichtsphärische Oberfläche, die in jedem der nachfolgenden beispielhaften Ausführungsbeispielen benutzt wird, wird durch die bekannte Gleichung 1 erhalten, wobei eine konische Konstante K und „E und nachfolgende Zahlen” in nichtsphärischen Koeffizienten A, B, C, D, E benutzt werden und groß F bedeutet „hoch 10”. Beispielsweise entspricht E + 01 10
1 und E-02 entspricht 10
–2.
- Z:
- Abstand zur Richtung der optischen Achse von der Spitze der Linse
- Y:
- Abstand in einer zur optischen Achse senkrechten Richtung
- C:
- Kehrwert des Krümmungsradius r von der Spitze der Linse
- K:
- Konische Konstante
- A, B, C, D, E, F:
- Nichtsphärische Koeffizienten
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– Erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel –
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Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der numerischen Werte eines optischen Systems gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zeigt 1 ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in Tabelle 1 und 1 gezeigten optischen Systems und 3 ist ein Graph und zeigt senkrechte Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkrümmung und einer sagittalen Feldkrümmung des optischen Systems, das in Tabelle 1 und 1 gezeigt ist.
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In dem Fall des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand TL von der Oberfläche
1 des Objekts der ersten Linse L1 zur Oberfläche
11 5,25 mm, der gesamte Fokusabstand F1 des optischen Systems entspricht 4,0437 mm, die Fokusabstände f1, f2, f3, und f4 zwischen der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4 entsprechen jeweils 2,965 mm, –4,963 mm, 1,790 mm und –1,801 mm. Tabelle 1
| Nummer der Oberfläche | Krümmungs-Radius (rn) | Dicke oder Abstand (t) | Brechungs-Index (Nd) | Abbe'sche Zahl (Vd) | Bemerkungen |
| 1 | 2,1663 | 0,840 | 1,5346 | 56,2727 | erste Linse |
| 2 | –5,1113 | 0,120 | | | |
| 3 | –120,8408 | 0,380 | 1,6142 | 25,602 | zweite Linse |
| 4 | 3,1308 | 0,607 | | | |
| 5 | 2,2469 | 0,950 | 1,5346 | 56,2727 | dritte Linse |
| 6 | –0,7701 | 0,100 | | | |
| 7 | –50,0000 | 0,620 | 1,5346 | 56,2727 | vierte Linse |
| 8 | 0,9862 | 0,500 | | | |
| 9 | ∞ | 0,300 | 1,5168 | 64,1973 | optischer Filter |
| 10 | ∞ | 0,833 | | | |
| 11 | ∞ | 0 | | | obere Fläche |
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Die nicht-sphärischen Koeffizientenwerte des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels gemäß Gleichung 1 hängen von der folgenden Tabelle 2 ab. Tabelle 2
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– Zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel –
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Die nachfolgende Tabelle 3 entspricht einem Beispiel der numerischen Werte eines optischen Systems gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist 4 ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, 5 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des optischen Systems, das in Tabelle 3 und 4 gezeigt ist, und 6 ist eine graphische Darstellung und zeigt senkrechte Aberrationen in einem Bereich, in dem die relative Feldhöhe 0,0 bis 1,0 auf der optischen Achse beträgt in einer tangentialen Feldkrümmung und einer sagittalen Feldkrümmung des in Tabelle 3 und 4 gezeigten optischen Systems.
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In dem Fall des zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels entspricht der Abstand TL von der Oberfläche S1 des Objektivs der ersten Linse L1 bis zu einer oberen Fläche
11 5,447 mm, der gesamte Fokusabstand des optischen Systems entspricht 5,447 mm, der gesamte Fokusabstand des optischen Systems entspricht 4,0465 mm, die Fokusabstände f1, f2, f3 und f4 zwischen der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4 entsprechen jeweils 2,771 mm, –4,266 mm, 1,830 mm, und –1,828 mm. Tabelle 3
| Nummer der Oberfläche | Krümmungs-Radius (rn) | Dicke oder Abstand (t) | Brechungs-Index (Nd) | Abbe'sche Zahl (Vd) | Bemerkungen |
| 1 | 2,6404 | 0,980 | 1,5346 | 56,27 | erste Linse |
| 2 | –2,9373 | 0,100 | | | |
| 3 | –29,0558 | 0,380 | 1,6142 | 25,60 | zweite Linse |
| 4 | 2,8940 | 0,650 | | | |
| 5 | –2,5578 | 1,000 | 1,5346 | 56,27 | dritte Linse |
| 6 | –0,8039 | 0,100 | | | |
| 7 | –100,0000 | 0,635 | 1,5346 | 56,27 | vierte Linse |
| 8 | 0,9891 | 0,500 | | | |
| 9 | ∞ | 0,300 | 1,5168 | 64,20 | optischer Filter |
| 10 | ∞ | 0,802 | | | |
| 11 | ∞ | 0 | | | obere Fläche |
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Die nicht-sphärischen Koeffizientenwerte des zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels gemäß Gleichung 1 hängen von der nachfolgenden Tabelle 4 ab. Tabelle 4
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– Drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel –
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Die nachfolgende Tabelle 5 entspricht einem Beispiel numerischer Werte eines optischen Systems gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
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Zusätzlich ist 7 ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 8 ist eine graphische Darstellung und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in Tabelle 5 und 7 gezeigten optischen Systems, und 9 ist eine graphische Darstellung und zeigt senkrechte Aberrationen in einem Bereich in dem die relative Feldhöhe zwischen 0,0 und 1,0 auf einer optischen Achse beträgt in tangentialer Feldkrümmung und sagittaler Feldkrümmung des in Tabelle 5 und 7 gezeigten optischen Systems.
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In dem Fall des dritten beispielhaften Ausführungsbeispiels ist der Abstand TL von der Oberfläche des Objektivs der ersten Linse L1 bis zu der oberen Fläche
11 5,400 mm, der gesamte Fokusabstand F des optischen Systems entspricht 4,137 mm, die Fokusabstände f1, f2, f3 und f4 zwischen der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4 entsprechen jeweils 2,910 mm, –4,733 mm, 1,769 mm und –1,741 mm. Tabelle 5
| Nummer der Oberfläche | Krümmungs-Radius (rn) | Dicke oder Abstand (t) | Brechungs-Index (Nd) | Abbe'sche Zahl (Vd) | Bemerkungen |
| 1 | 2,2220 | 0,940 | 1,5346 | 56,27 | erste Linse |
| 2 | –4,4230 | 0,120 | | | |
| 3 | –7,8430 | 0,380 | 1,6142 | 25,60 | zweite Linse |
| 4 | 4,7035 | 0,625 | | | |
| 5 | –2,6223 | 1,000 | 1,5346 | 56,27 | dritte Linse |
| 6 | –0,7874 | 0,100 | | | |
| 7 | –50,0000 | 0,590 | 1,5346 | 56,27 | vierte Linse |
| 8 | 0,9523 | 0,500 | | | |
| 9 | ∞ | 0,300 | 1,5168 | 64,20 | optischer Filter |
| 10 | ∞ | 0,845 | | | |
| 11 | ∞ | 0,000 | | | obere Fläche |
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Die nicht-sphärischen Koeffizientenwerte des dritten beispielhaften Ausführungsbeispiels gemäß Gleichung 1 hängen von der nachfolgenden Tabelle 6 ab. Tabelle 6
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– Viertes beispielhaftes Ausführungsbeispiel –
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Die nachfolgende Tabelle 7 entspricht einem Beispiel der numerischen Werte eines optischen Systems gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist 10 ein Linsenkonfigurationsdiagramm eines optischen Systems gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 11 ist ein Graph und zeigt longitudinale sphärische Aberrationen, Astigmatismus und Abbildungsverzerrungen des in Tabelle 7 und 10 gezeigten optischen Systems, und 12 ist ein Graph und zeigt senkrechte Aberrationen in einem Bereich in dem die relative Feldhöhe zwischen 0,0 und 1,0 auf der optischen Achse beträgt in tangentialer Feldkrümmung und sagittaler Feldkrümmung des in Tabelle 7 und 10 gezeigten optischen Systems.
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In dem Fall des vierten beispielhaften Ausführungsbeispiels entspricht der Abstand TL von der Oberflache
1 zum Objektiv der ersten Linse L1 bis zu der oberen Fläche
11 5,423 mm, der gesamte Fokusabstand F des optischen Systems entspricht 4,046 mm, die Fokusabstände f1, f2, f3 und f4 zwischen der ersten Linse L1 bis zur vierten Linse L4 entsprechen jeweils 2,767 mm, –4,204 mm, 1,654 mm und –1,658 mm. Tabelle 7
| Nummer der Oberfläche | Krümmungs-Radius (rn) | Dicke oder Abstand (t) | Brechungs-Index (Nd) | Abbe'sche Zahl (Vd) | Bemerkungen |
| 1 | 2,5676 | 0,960 | 1,5346 | 56,27 | erste Linse |
| 2 | –3,0265 | 0,080 | | | |
| 3 | –10000,0000 | 0,360 | 1,6142 | 25,60 | zweite Linse |
| 4 | 2,5888 | 0,680 | | | |
| 5 | –2,7504 | 1,050 | 1,5346 | 56,27 | dritte Linse |
| 6 | –0,7573 | 0,100 | | | |
| 7 | –100,0000 | 0,540 | 1,5346 | 56,27 | vierte Linse |
| 8 | 0,8946 | 0,500 | | | |
| 9 | ∞ | 0,300 | 1,5168 | 64,20 | optischer Filter |
| 10 | ∞ | 0,853 | | | |
| 11 | ∞ | 0,000 | | | obere Fläche |
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Die nicht-sphärischen Koeffizientenwerte des vierten beispielhaften Ausführungsbeispiels gemäß Gleichung 1 entsprechen der folgenden Tabelle B. Tabelle 8
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Durch das obige beispielhafte Ausführungsbeispiel kann bestätigt werden, dass das optische System, das eine gute Korrektur von sphärischen Aberrationen, Astigmatismus, Abbildungsverzerrungen und transversalen Aberrationen, wie es in den 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11 und 12 gezeigt ist, erhalten werden kann.
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Die Zahlenwerte der Ungleichungen 1 bis 8 für die ersten bis vierten Ausführungsbeispiele sind in der nachfolgenden Tabelle 9 angegeben. Tabelle 9
| | Erstes Ausführungsbeispiel | Zweites Ausführungsbeispiel | Drittes Ausführungsbeispiel | Viertes Ausführungsbeispiel |
| Ungleichung 1 | –1,646 | –1,516 | –1,671 | –1,663 |
| Ungleichung 2 | –2,813 | –3,285 | –2,822 | –3,391 |
| Ungleichung 3 | 0,235 | 0,247 | 0,242 | 0,259 |
| Ungleichung 4 | 30,67 | 30,67 | 30,67 | 30,67 |
| Ungleichung 5 | 0,7332 | 0,6848 | 0,7034 | 0,6838 |
| Ungleichung 6 | –1,2273 | –1,0542 | –1,1441 | –1,0389 |
| Ungleichung 7 | 0,4427 | 0,4522 | 0,4276 | 0,4088 |
| Ungleichung 8 | –0,4454 | –0,4517 | –0,4208 | –0,4097 |
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Aus der obigen Tabelle 9 ergibt sich, dass die ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Ungleichungen 1 bis 8 erfüllen.
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Wie oben beschrieben wurde, wird mit der vorliegenden Erfindung in befriedigender Weise die Korrektur sphärischer Aberrationen, von Astigmatismus, Abbildungsverzerrungen und von transversalen Aberrationen beibehalten, während der Weitwinkel des optischen Systems gebildet wird, wodurch es möglich wird, Bilder mit hervorragender Qualität zu erhalten im Hinblick auf hohe Auflösung, hohe Bildschärfe und dergleichen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung gezeigt und beschrieben wurde im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsbeispielen, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass. Änderungen und Abweichungen möglich sind, ohne die Idee und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, die durch die zugehörigen Patentansprüche definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0057658 [0001]
