DE102016004457A1

DE102016004457A1 - Optical lens system for a macro attachment in front of a camera module

Info

Publication number: DE102016004457A1
Application number: DE102016004457.8A
Authority: DE
Inventors: Vladan Blahnik; Nils Lippok; Thomas Steinich
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul eines elektronischen Endgeräts, bestehend im Wesentlichen aus einer ersten objektseitigen Linseneinheit mit negativer Brechkraft und einer zweiten bildseitigen Linseneinheit mit positiver Brechkraft.The invention relates to an optical lens system for a macro-front in front of a camera module of an electronic terminal, consisting essentially of a first object-side lens unit with negative refractive power and a second image-side lens unit with positive refractive power.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul.The invention relates to an optical lens system for a Makrovorsatz before a camera module.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art

Heutzutage sind viele mobile elektronische Endgeräte wie beispielsweise Handys, persönliche digitale Assistenten („PDA”) oder Tablets mit einem oder mehreren kompakten Kameramodulen ausgestattet. Diese Kameramodule werden für die verschiedensten Zwecke eingesetzt wie beispielsweise für das Erstellen von Portraitaufnahmen, das Einlesen von Barcodes oder für das Aufnehmen von Videosequenzen. Viele dieser kompakten Kameramodule weisen eine niedrige Standardauflösung zwischen 0.3 Megapixeln („MP”, entsprechend einer VGA-Auflösung) und 3 MP auf. Seit einigen Jahren werden verstärkt hochauflösende Kameramodule mit 5 MP, 8 MP oder 12 MP mit steigenden Marktanteilen verwendet. Alle diese Kameramodule besitzen in der Regel eine feste Brennweite, da eine Mechanik zur Brennweitenverstellung aufgrund der geringen Bautiefen aufwändig und mit hohen Kosten verbunden wäre.Today, many mobile electronic devices such as cell phones, personal digital assistants ("PDAs") or tablets are equipped with one or more compact camera modules. These camera modules are used for a variety of purposes, such as taking portraits, reading barcodes or recording video sequences. Many of these compact camera modules have a low standard resolution between 0.3 megapixels ("MP", equivalent to a VGA resolution) and 3 MP. For some years, high-resolution camera modules with 5 MP, 8 MP or 12 MP with increasing market shares have been increasingly used. As a rule, all these camera modules have a fixed focal length, since a mechanism for adjusting the focal length would be costly and expensive because of the low overall depths.

Die bekannten Kameramodule weisen üblicherweise einen verfügbaren Arbeitsbereich – also eine mögliche Objekt-Bild-Entfernung – von „unendlich” bis 7–10 cm auf. Der Abbildungsmaßstab bei der minimalen optischen Distanz ist typischerweise kleiner als 1:20. Bei einer üblichen Sensorgröße mit einem Durchmesser von 6 mm (entsprechend der Bildgröße) ergibt sich eine minimale Objektgröße von 20 × 6 mm = ca. 120 mm.The known camera modules usually have an available work area - ie a possible object-image distance - from "infinite" to 7-10 cm. The magnification at the minimum optical distance is typically less than 1:20. With a standard sensor size with a diameter of 6 mm (corresponding to the image size), a minimum object size of 20 × 6 mm = approx. 120 mm results.

Für Aufnahmen im Nah- oder Makrobereich bedürfte es bei dem Kameramodul selbst eines größeren Fokussierhubs, was wiederum zu mehr Bauraum im dem Kameramodulobjektiv führen würde. Dies würde die Gesamtdicke des Handys in unerwünschter Weise vergrößern. Gleichzeitig würde eine Optimierung des Makrobereichs des Kameramoduls zu einem insgesamt aufwändigeren Aufbau der Optik des Kameramodulobjektivs mit beispielsweise einer höheren Anzahl an Linsen führen, was ebenfalls den Bauraum vergrößern und somit insgesamt die Gesamtdicke des Handys vergrößern würde. Es sind deshalb im Markt Vorsatzoptiken bekannt, die diesem Umstand abzuhelfen versuchen. So werden beispielsweise Makrovorsatzoptiken angeboten, die den Arbeitsbereich des Gesamtsystems aus Vorsatzoptik und Kameramodul in Richtung kleinerer Abstände verschieben, um so hoch aufgelöste Aufnahmen von Objekten aus geringem Abstand zu ermöglichen. Der Abbildungsmaßstab, also das Verhältnis aus Bildgröße zu Objektgröße des Gesamtsystems aus Vorsatzoptik und Objektiv des Kameramoduls, bei dem eine hochwertige Aufnahme erzeugt werden kann, soll dabei mittels des Makrovorsatzes betragsmäßig größer sein als der Abbildungsmaßstab, der maximal mit dem Objektiv alleine erreicht werden kann.For shooting in the near or macro range, the camera module itself would require a larger focusing stroke, which in turn would lead to more installation space in the camera module objective. This would undesirably increase the overall thickness of the cellphone. At the same time an optimization of the macro range of the camera module would lead to an overall more complex structure of the optics of the camera module lens with, for example, a higher number of lenses, which would also increase the space and thus increase the overall total thickness of the phone. It is therefore known in the market intentional optics that try to remedy this situation. For example, macro lens optics are offered that move the working area of the entire system of optical attachment and camera module in the direction of smaller distances in order to enable high-resolution images of objects from close range. The magnification, ie the ratio of image size to object size of the entire system of attachment optics and lens of the camera module, in which a high-quality recording can be generated by means of Makrovorsatzes amount to be greater than the magnification, which can be achieved with the lens alone.

Die heute am Markt erhältlichen Makrovorsätze bestehen in der Regel aus einer einzigen positiven Linse oder aus einem positiven Achromaten bestehend aus zwei dicht benachbarten, meist verkitteten Linsen. Diese Makrovorsätze weisen eine feste Brennweite auf, womit nur ein bestimmter Abbildungsmaßstabsbereich zugänglich ist. Dabei ergibt sich die Problematik, dass zwar durch eine Wahl einer entsprechenden Brechkraft der Vorsatzoptik der maximale Abbildungsmaßstab in den gewünschten Bereich gebracht werden kann. Der dabei zugängliche Bereich des Abbildungsmaßstabs ist jedoch relativ klein.The Makrovorsätze currently available on the market usually consist of a single positive lens or a positive Achromat consisting of two closely adjacent, mostly cemented lenses. These macro presets have a fixed focal length, with which only a certain magnification range is accessible. This results in the problem that, although by choosing a corresponding refractive power of the optical attachment of the maximum magnification can be brought into the desired range. However, the accessible range of the image scale is relatively small.

Des Weiteren weisen die im Markt erhältlichen Makrovorsätze eine stark kissenförmige Verzeichnung der Gesamtabbildung aus Vorsatzoptik und Kameramodul, einen schwachen Kontrast am Bildrand sowie besonders bei einfachen Linsen eine starke chromatische Aberration auf.Furthermore, the commercially available macro rereads have a strong pincushion distortion of the overall image of optical attachment and camera module, a weak contrast at the edge of the image, and a strong chromatic aberration especially for simple lenses.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul eines elektronischen Endgeräts anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine geringe Verzeichnung, eine geringe chromatische Aberration und/oder keine Vignettierung bei gleichzeitig geringen Fertigungskosten aufweist.It is an object of the invention to provide an optical lens system for a macro-front in front of a camera module of an electronic terminal, which avoids the disadvantages mentioned and in particular has a low distortion, a low chromatic aberration and / or no vignetting with low manufacturing costs.

Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul eines elektronischen Endgeräts anzugeben, das zusammen mit dem Objektiv des Kameramoduls einen größeren zusammenhängenden Abbildungsmaßstabsbereich aufweist. It is also an object of the invention to provide an optical lens system for a macro lens before a camera module of an electronic terminal, which together with the lens of the camera module has a larger coherent Abbildungsmaßstabsbereich.

Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul eines elektronischen Geräts anzugeben, das eine vom Nutzer akzeptable Größe von beispielsweise 40 mm Durchmesser und 30 mm Baulänge nicht überschreitet, beispielsweise mit einer rein optischen Baugröße von 12,5 mm Durchmesser und einer Länge von 9 mm, und besonders kostenoptimiert konstruiert ist.It is also an object of the invention to provide an optical lens system for a macro lens in front of a camera module of an electronic device that does not exceed a user acceptable size, for example, 40 mm diameter and 30 mm length, for example, with a purely optical size of 12.5 mm diameter and a length of 9 mm, and is designed especially cost-optimized.

Die Aufgabe wird durch ein optisches Linsensystem gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by an optical lens system according to claim 1.

Das erfindungsgemäße optische Linsensystem ist für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul beispielsweise eines mobilen elektronischen Endgeräts geeignet. Ein solches Kameramodul kann beispielsweise in einem Handy oder in einem industriellen Umfeld, beispielsweise an einem Roboterarm, zum Einsatz kommen. Das Kameramodul eines solchen elektronischen Endgeräts weist in der Regel ein abbildendes Objektiv auf. Der Makrovorsatz ist dazu geeignet, vor das Kameramodul befestigt zu werden und den Arbeitsbereich des Gesamtsystems aus Vorsatzoptik und Kameramodul in Richtung eines kleineren Objektabstands zu verschieben und besteht im Wesentlichen aus einer ersten objektseitigen Linseneinheit mit negativer Brechkraft und einer zweiten bildseitigen Linseneinheit mit positiver Brechkraft.The optical lens system according to the invention is suitable for a macro attachment in front of a camera module, for example a mobile electronic terminal. Such a camera module can be used, for example, in a mobile phone or in an industrial environment, for example on a robot arm. The camera module of such an electronic terminal usually has an imaging lens. The macro-preform is adapted to be mounted in front of the camera module and to shift the working area of the entire system of attachment optics and camera module in the direction of a smaller object distance and consists essentially of a first object-side lens unit with negative refractive power and a second image-side lens unit with positive refractive power.

Der Ausdruck „besteht im Wesentlichen aus” bedeutet, dass das optische Linsensystem zusätzlich zu den oben als Bestandteil erwähnten Linsen auch Linsen, die praktisch keine Brechkraft aufweisen, andere optische Elemente als Linsen wie eine Blende, eine Maske, eine Glasabdeckung oder/und einen Filter, mechanische Komponenten wie Linsenflansche, einen Linsentubus, ein Bildgebungselement oder/und einen Kameraverwacklungs-Korrekturmechanismus umfassen kann.The expression "consists essentially of" means that the optical lens system, in addition to the above-mentioned lenses, also lenses which have virtually no refractive power, optical elements other than lenses such as a diaphragm, a mask, a glass cover and / or a filter may include mechanical components such as lens flanges, a lens barrel, an imaging element, and / or a camera shake correction mechanism.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer ersten objektseitigen Linseneinheit mit negativer Brechkraft vor einer zweiten bildseitigen Linseneinheit mit positiver Brechkraft ergibt sich gewissermaßen eine Retrofokusanordnung. Mit dieser Anordnung ist es möglich, mit vergleichsweise geringen Kosten eine Korrektur aller Bildfehler zu erreichen. Diese gute Abbildungsqualität bleibt bei allen Fokuseinstellungen des Objektivs des Kameramoduls von der Nahstellung bis zur Unendlichstellung erhalten. Somit wird der nutzbare Bereich des Abbildungsmaßstabs nur durch das Objektiv des Kameramoduls begrenzt.The inventive arrangement of a first object-side lens unit with negative refractive power in front of a second image-side lens unit with positive refractive power results in a sense a retrofocus arrangement. With this arrangement, it is possible to achieve a correction of all aberrations with a comparatively low cost. This good image quality is maintained at all focus settings of the lens of the camera module from Nahstellung to infinity position. Thus, the usable range of the magnification is limited only by the lens of the camera module.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Linsen der ersten und/oder der zweiten Linseneinheit sphärische Flächen aufweisen. Aufgrund der gewählten Anordnung ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform möglich, dass die Linsen der ersten und/oder der zweiten Linseneinheit ausschließlich sphärische Flächen aufweisen. Dies bedeutet eine entscheidende Vereinfachung des Herstellungsprozesses und damit eine besonders kostengünstige Herstellung des Linsensystems.In a preferred embodiment it is provided that the lenses of the first and / or the second lens unit have spherical surfaces. Due to the selected arrangement, it is possible in a particularly preferred embodiment that the lenses of the first and / or the second lens unit have exclusively spherical surfaces. This means a significant simplification of the manufacturing process and thus a particularly cost-effective production of the lens system.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen der ersten Linseneinheit und der zweiten Linseneinheit variierbar ist. Ein veränderbarer Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linseneinheit ermöglicht eine Einstellung des Abbildungsmaßstabs des Gesamtsystems aus Linsensystem und Objektiv des Kameramoduls auf eine besonders einfache Weise, so dass weitere Bereiche des Abbildungsmaßstabs erschlossen werden können.In a development of the invention, it is provided that the distance between the first lens unit and the second lens unit can be varied. A variable distance between the first and the second lens unit makes it possible to adjust the magnification of the overall system of lens system and lens of the camera module in a particularly simple manner, so that further regions of the magnification can be opened.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Linseneinheit beweglich gegenüber der zweiten Linseneinheit ist. Dies ist eine mechanisch besonders einfach zu realisierende Ausführungsform, die gleichzeitig eine besonders gute optische Abbildungsqualität gewährleistet.It is particularly preferred if the first lens unit is movable relative to the second lens unit. This is a mechanically particularly easy to implement embodiment, which ensures a very good optical imaging quality at the same time.

Eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit und dem Objektiv variierbar ist. Dies bietet eine weitere Möglichkeit, den nutzbaren Abbildungsmaßstab zu verstellen.Another advantageous development of the invention provides that the distance between the second lens unit and the lens can be varied. This offers another possibility to adjust the usable magnification.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Linseneinheit genau eine Linsengruppe und die zweite Linseneinheit genau eine Linsengruppe umfasst.In one embodiment, it is provided that the first lens unit comprises exactly one lens group and the second lens unit comprises exactly one lens group.

Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Linseneinheit in Wesentlichen aus einer Linse und die zweite Linseneinheit im Wesentlichen aus einer Linsengruppe bestehen. Diese Ausführungsform ist besonders einfach zu fertigen und bietet gleichzeitig eine verzeichnungsfreie und farbfehlerkorrigierte Abbildung.In a specific embodiment of the invention, it may be provided that the first lens unit substantially consist of a lens and the second lens unit essentially of a lens group. This embodiment is particularly easy to manufacture while providing a distortion-free and color-corrected image.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Linseneinheit im Wesentlichen aus einer Kittlinse besteht. Bevorzugt besteht die Kittlinse im Wesentlichen aus einer positiven Linse mit einer konkaven Kittoberfläche und einer negativen Linse mit einer konvexen Kittoberfläche. In one embodiment, it is provided that the second lens unit consists essentially of a cemented lens. The cemented lens preferably consists essentially of a positive lens with a concave cemented surface and a negative lens with a convex cemented surface.

Insbesondere können die Linsen der zweiten Linseneinheit verschiedene Glasmaterialien umfassen, um eine chromatische Korrektur zu erreichen.In particular, the lenses of the second lens unit may comprise different glass materials to achieve chromatic correction.

Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Abstand einer bildnahen Hauptebene der ersten objektseitigen Linseneinheit und einer bildnahen Hauptebene der zweiten bildseitigen Linseneinheit mindestens halb so groß wie der Abstand zwischen der zweiten bildseitigen Linseneinheit und einer Eintrittspupille des Kameramoduls ist. Die Hauptebenen einer Linse oder einer Linsengruppe sind diejenigen Ebenen, in denen hypothetisch alle Brechungen der Lichtstrahlen auftreten, Zwischen den Hauptebenen verlaufen die Lichtstrahlen parallel zu der optischen Achse. Bei den genannten Abstand-Verhältnissen ergibt sich eine besonders vorteilhafte Anordnung der beiden Linsengruppen.In one embodiment, provision may be made for a distance between a near-image main plane of the first object-side lens unit and a near-image main plane of the second image-side lens unit to be at least half the distance between the second image-side lens unit and an entrance pupil of the camera module. The principal planes of a lens or a lens group are those planes in which, hypothetically, all refractions of the light rays occur. Between the main planes, the light rays are parallel to the optical axis. In the mentioned distance ratios, a particularly advantageous arrangement of the two lens groups results.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Abstand zwischen dem letztem Linsenscheitel der bildseitigen Linseneinheit (LE2) und einer Eintrittspupille des Kameramoduls höchstens halb so groß wie die Gesamtlänge des Linsensystems ist.In one embodiment, it is provided that a distance between the last lens vertex of the image-side lens unit (LE2) and an entrance pupil of the camera module is at most half as large as the total length of the lens system.

Vorteilhafterweise ist das Objektfeld des Linsensystems größer als 50°, insbesondere 75°.Advantageously, the object field of the lens system is greater than 50 °, in particular 75 °.

Die Aufgabe wird auch durch eine optisches Linsensystem für einen Makrovorsatz vor ein Kameramodul eines elektronischen Endgeräts gelöst, das im Wesentlichen aus einer ersten objektseitigen Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft und einer negativen bildseitigen Linseneinheit mit negativer Brechkraft besteht. Bei einer Ausführungsform dieses optischen Linsensystems ist vorgesehen, dass die Linsen der ersten und/oder der zweiten Linseneinheit asphärische Flächen aufweisen. Bevorzugt weist das Linsensystem zumindest drei asphärische Oberflächen, besonders bevorzugt vier asphärische Oberflächen, auf.The object is also achieved by an optical lens system for a macro attachment in front of a camera module of an electronic terminal, which consists essentially of a first object-side lens unit with a positive refractive power and a negative image-side lens unit with negative refractive power. In one embodiment of this optical lens system, it is provided that the lenses of the first and / or the second lens unit have aspherical surfaces. The lens system preferably has at least three aspherical surfaces, particularly preferably four aspherical surfaces.

In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die erste Linseneinheit im Wesentlichen aus einer Linse und/oder die zweite Linseneinheit im Wesentlichen aus einer Linse bestehen. Die Reduzierung des optischen Linsensystems auf beispielsweise lediglich zwei Linsen bedeutet einen Vorteil bei der Herstellung und kann gegebenenfalls auch vorteilhafterweise zu einer besonders geringeren Gesamtbaulänge des Makrovorsatzes führen.In this context, it is preferable if the first lens unit essentially consists of a lens and / or the second lens unit essentially of a lens. The reduction of the optical lens system to, for example, only two lenses means an advantage in the production and, if appropriate, can advantageously also lead to a particularly smaller total construction length of the macro lens.

Auch bei dieser Ausführungsform kann der Abstand zwischen der ersten Linseneinheit und zweiten Linseneinheit variierbar und/oder der Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit und dem Objektiv variierbar sein. Hierfür kann beispielsweise die erste Linseneinheit gegenüber der zweiten Linseneinheit beweglich ausgestaltet sein.Also in this embodiment, the distance between the first lens unit and the second lens unit can be varied and / or the distance between the second lens unit and the lens can be varied. For this purpose, for example, the first lens unit with respect to the second lens unit can be designed to be movable.

Die Aufgabe wird auch durch eine Abbildungsvorrichtung mit einem Linsensystem für ein Kameramodul wie oben beschrieben gelöst. Dabei kann vorgesehen sein, dass der kürzeste Arbeitsabstand des Kameramoduls durch die Abbildungsvorrichtung um einen Faktor 5 verkleinert und/oder ein maximaler Abbildungsmaßstab eines Kameramoduls durch die Abbildungsvorrichtung um einen Faktor 3 erhöht wird.The object is also achieved by an imaging device with a lens system for a camera module as described above. It can be provided that the shortest working distance of the camera module is reduced by the imaging device by a factor of 5 and / or a maximum magnification of a camera module is increased by the imaging device by a factor of 3.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Abbildungsvorrichtung eine Halterung zur Befestigung der Abbildungsvorrichtung an einem tragbaren elektronischen Endgerät aufweist. Bei der Halterung ist besonders bevorzugt, wenn sie eine genaue Positionierung der Abbildungsvorrichtung relativ zu der optischen Achse eines Objektivs des Kameramoduls ermöglicht.A development of the invention provides that the imaging device has a holder for fastening the imaging device to a portable electronic terminal. In the holder is particularly preferred if it allows accurate positioning of the imaging device relative to the optical axis of an objective of the camera module.

Bevorzugt handelt es sich bei dem tragbaren elektronischen Endgerät um ein mobiles Telefon, insbesondere ein Handy.The portable electronic terminal is preferably a mobile telephone, in particular a mobile phone.

Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht eine Verwendung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des optischen Linsensystems als Lupe vor. Bei dem vorgeschlagenen Linsensystem ist das Bildfeld geebnet und gleichmäßig, insbesondere auch chromatisch korrigiert. Somit eignet es sich zur kritischen Prüfung ebener Flächen wie beispielsweise strukturierter Flächen, Falschgeld, etc.A further embodiment of the inventive concept provides for use of the above-described embodiments of the optical lens system as a magnifying glass. In the proposed lens system, the image field is leveled and evenly, especially chromatically corrected. Thus, it is suitable for the critical examination of flat surfaces such as structured surfaces, counterfeit money, etc.

Insbesondere bleibt die hervorragende Bildqualität bei allen Abbildungsmaßstäben erhalten.In particular, the excellent image quality is maintained at all imaging scales.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. In these show:

1 einen Linsenschnitt einer ersten Ausführungsform mit einem variablen Luftraum; 1 a lens section of a first embodiment with a variable air space;

2 einen Linsenschnitt einer zweiten Ausführungsform mit zwei variablen Lufträumen; 2 a lens section of a second embodiment with two variable air spaces;

3 einen Linsenschnitt einer dritten Ausführungsform mit asphärischen Oberflächen; und 3 a lens section of a third embodiment with aspherical surfaces; and

4 den Linsenschnitt einer alternativen vierten Ausführungsform. 4 the lens section of an alternative fourth embodiment.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1. Erste Ausführungsform1. First embodiment

1 zeigt eine erste Ausführungsform eines optischen Linsensystems 10 in einem maßstabsgetreuen Linsenschnitt. Zusätzlich zu dem Linsenschnitt ist in einer schematischen Darstellung ein Kameramodul 12 mit einem Kameraobjektiv 121, repräsentiert durch eine ideale Linse 122, und einer Sensorfläche 123 dargestellt. 1 shows a first embodiment of an optical lens system 10 in a true-to-scale lens cut. In addition to the lens section is a schematic diagram of a camera module 12 with a camera lens 121 represented by an ideal lens 122 , and a sensor surface 123 shown.

Das hier als Ausführungsform beschriebene Linsensystem 10 für das Kameramodul 12 ist als zweiteiliges Linsensystem aufgebaut und weist entlang einer zentralen optischen Achse A zwei Linseneinheiten LE1, LE2 und insgesamt drei Linsen, nämlich eine erste Linse 14, eine zweite Linse 16 und eine dritte Linse 18, auf. Die Abfolge der Brechkraft der Linseneinheiten LE1, LE2 von der Objektseite zu der Bildseite ist –/+. Das Linsensystem 10 selbst besitzt keine Blende. Das Kameramodul 12 hingegen weist eine objektseitig angeordnete Vorderblende auf. Es handelt sich beispielsweise um eine Festbrennweite mit FOV ≈ 75° (FOV = „Field of View”, volle Diagonale Objektraum). Der Durchmesser der Eintrittspupille kann beispielsweise 1,5–2 mm betragen. Die in der 1 gezeigten Aperturen oder Blenden stellen nicht notwendigerweise Größe oder Form derselben dar, sondern geben die Position der Blende entlang der optischen Achse A an.The lens system described here as an embodiment 10 for the camera module 12 is constructed as a two-part lens system and has along a central optical axis A two lens units LE1, LE2 and a total of three lenses, namely a first lens 14 , a second lens 16 and a third lens 18 , on. The sequence of refractive power of the lens units LE1, LE2 from the object side to the image side is - / +. The lens system 10 itself has no aperture. The camera module 12 In contrast, has a front side arranged on the front panel. For example, it is a fixed focal length with FOV ≈ 75 ° (FOV = "Field of View", full diagonal object space). The diameter of the entrance pupil may be 1.5-2 mm, for example. The in the 1 The apertures or apertures shown do not necessarily represent the size or shape thereof, but indicate the position of the aperture along the optical axis A.

Der Aufbau des Linsensystems 10 wird nun von links nach rechts, also von Objektseite zu Bildseite, beschrieben. Die objektseitig erste Linse ist eine meniskusförmige erste Linse 14 mit insgesamt negativer Brechkraft. Die erste Linse 14 ist aus einer ersten Glasart, beispielweise H-LAK61, gefertigt und weist objektseitig eine konvexe Oberfläche 141 und bildseitig eine konkave Oberfläche 142 auf.The structure of the lens system 10 is now described from left to right, ie from object side to image side. The object-side first lens is a meniscus-shaped first lens 14 with a total of negative refractive power. The first lens 14 is made of a first type of glass, for example H-LAK61, and has a convex surface on the object side 141 and a concave surface on the image side 142 on.

Die konvexe Oberfläche 141 ist sphärisch und besitzt einen Krümmungsradius, der beispielsweise zwischen 48,59 mm und 53,70 mm, bevorzugt bei 51,1475 mm liegen kann.The convex surface 141 is spherical and has a radius of curvature, which may for example be between 48.59 mm and 53.70 mm, preferably 51.1475 mm.

Grundsätzlich gilt jedoch, dass optische Systeme wie das hier beschriebene proportional vergrößert oder verkleinert werden können, beispielsweise zur Anpassung an eine andere Bildgröße, und somit die hier angegebenen Radien, Durchmesser, Dicken und Abstände lediglich beispielhaft zu verstehen sind.In principle, however, optical systems such as the one described here can be proportionally enlarged or reduced, for example for adaptation to a different image size, and thus the radii, diameters, thicknesses and spacings given here are to be understood merely as examples.

Der Krümmungsradius der konvexen objektseitigen Oberfläche 141 ist größer als der Radius der ebenfalls sphärischen konkaven Oberfläche 142, welcher beispielsweise zwischen 7,05 mm und 7,79 mm, bevorzugt bei 7,4234 mm liegen kann.The radius of curvature of the convex object-side surface 141 is greater than the radius of the also spherical concave surface 142 , which may for example be between 7.05 mm and 7.79 mm, preferably 7.4234 mm.

Bei einer Ausführungsform kann der Radius der konvexen Oberfläche 141 ca. 7 mal so groß wie der Radius der konkaven Oberfläche 142 sein.In one embodiment, the radius of the convex surface 141 about 7 times the radius of the concave surface 142 be.

Der Abstand des Scheitelpunkts der bildseitigen Oberfläche 142 von dem Scheitelpunkt der objektseitigen Oberfläche 141 kann beispielsweise zwischen 0,8 und 1,1 mm, bevorzugt bei 1,0000 mm liegen.The distance of the vertex of the image-side surface 142 from the vertex of the object-side surface 141 may for example be between 0.8 and 1.1 mm, preferably 1.0000 mm.

Die erste Linse 14 bildet in dieser Ausführungsform als einzelne Linse die erste Linseneinheit LE1. Die erste Linse 14 ist entlang der zentralen optischen Achse A verschiebbar. Dies ist durch einen Doppelpfeil B angedeutet.The first lens 14 forms in this embodiment as a single lens, the first lens unit LE1. The first lens 14 is displaceable along the central optical axis A. This is indicated by a double arrow B.

In einer ersten langbrennweitigen Stellung ist eine Ausbildung eines Luftraums 143 zwischen der ersten Linse 14 und der bildseitig angeordneten zweiten Linse 16 zwischen 1,31 mm und 1,60 mm, bevorzugt mit 1,460 mm, vorgesehen.In a first langbrennweitigen position is an education of an airspace 143 between the first lens 14 and the second lens arranged on the image side 16 between 1.31 mm and 1.60 mm, preferably 1.460 mm.

In einer zweiten kurzbrennweitigen Stellung der ersten Linse 14 ist eine Ausbildung eines Luftraums 143 zwischen der ersten Linse 14 und der zweiten Linse 16 zwischen 2,68 mm und 3,28 mm, bevorzugt mit 2,980 mm, vorgesehen. In a second short-focal position of the first lens 14 is an education of an airspace 143 between the first lens 14 and the second lens 16 between 2.68 mm and 3.28 mm, preferably 2.980 mm.

Die zweite Linseneinheit LE2 ist als Kittglied aus zwei Linsen, nämlich der zweiten Linse 16 und der dritten Linse 18, mit unterschiedlichen Glasarten aufgebaut. Die objektseitige zweite Linse 16, also der erste Teil des Kittglieds, ist aus einer zweiten Glasart, beispielweise H-LAF10L, gefertigt. Die zweite Linse 16 weist objektseitig eine sphärische konvexe Oberfläche 161 auf, deren Scheitelpunkt je nach Stellung der ersten Linse 14 beispielsweise bevorzugt zwischen 1,460 mm und 2,980 mm von dem Scheitelpunkt der bildseitigen Oberfläche 141 der ersten Linse 14 entfernt sein kann und den erwähnten Luftraum 143 zwischen den beiden Linsen 14, 16 bildet.The second lens unit LE2 is a cemented component of two lenses, namely the second lens 16 and the third lens 18 , constructed with different types of glass. The object-side second lens 16 , So the first part of the cemented element is made of a second type of glass, for example H-LAF10L. The second lens 16 on the object side has a spherical convex surface 161 whose apex depends on the position of the first lens 14 for example, preferably between 1.460 mm and 2.980 mm from the vertex of the image-side surface 141 the first lens 14 can be removed and the mentioned airspace 143 between the two lenses 14 . 16 forms.

Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die konvexe objektseitige Oberfläche 161 der zweiten Linse 16 einen Krümmungsradius aufweist, der vergleichbar groß wie der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 142 der objektseitigen Linse 14 ist.In one embodiment, it may be provided that the convex object-side surface 161 the second lens 16 has a radius of curvature comparable to the radius of curvature of the image-side surface 142 the object-side lens 14 is.

Der Krümmungsradius der konvexen objektseitigen Oberfläche 161 kann beispielsweise zwischen 6,58 mm und 7,27 mm, bevorzugt bei 6,9284 mm liegen. Beispielsweise kann insbesondere der Krümmungsradius der objektseitigen Oberfläche 161 um einen solchen Betrag kleiner als der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 142 sein, der zwischen 1/10 und 1/20, bevorzugt bei 1/15, des Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 142 liegt.The radius of curvature of the convex object-side surface 161 may for example be between 6.58 mm and 7.27 mm, preferably 6.9284 mm. For example, in particular the radius of curvature of the object-side surface 161 such an amount smaller than the radius of curvature of the image-side surface 142 between 1/10 and 1/20, preferably 1/15, of the radius of curvature of the image-side surface 142 lies.

Der Durchmesser der objektseitigen Oberfläche 161 der zweiten Linse 16 kann ebenfalls ungefähr gleich dem Durchmesser der bildseitigen Oberfläche 142 der ersten Linse 14 sein. Beispielsweise kann der Durchmesser der objektseitigen Oberfläche 161 zwischen 1/10 und 1/7, bevorzugt um 1/8 kleiner als der Durchmesser der bildseitigen Oberfläche 142, sein.The diameter of the object-side surface 161 the second lens 16 may also be approximately equal to the diameter of the image side surface 142 the first lens 14 be. For example, the diameter of the object-side surface 161 between 1/10 and 1/7, preferably 1/8 smaller than the diameter of the image-side surface 142 , be.

Die bildseitige Oberfläche 162 der zweiten Linse 16 ist sphärisch ausgeformt und hinsichtlich ihrer Geometrie identisch mit der objektseitigen Oberfläche 181 der dritten Linse – dem zweiten Teil des Kittglieds, da die zweite Linse 16 und die dritte Linse 18 miteinander zu einem Kittglied verkittet sind. Der Radius der bildseitigen Oberfläche 162 der zweiten Linse 162 weist einen vergleichsweise großen Radius auf. Beispielsweise kann der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 162 mehr als das Dreifache des Radius der objektseitigen Oberfläche 141 der ersten Linse 14, beispielsweise zwischen dem 3,2- und dem 3,6-fachen, bevorzugt das 3,4-fache, betragen. Beispielsweise kann der Krümmungsradius der objektseitigen Oberfläche 162 einen Krümmungsradius zwischen 164,98 mm und 182,35 mm, bevorzugt 173,662 mm, aufweisen.The image-side surface 162 the second lens 16 is spherically shaped and identical in geometry to the object-side surface 181 the third lens - the second part of the cemented element, since the second lens 16 and the third lens 18 are cemented together to form a cemented element. The radius of the image-side surface 162 the second lens 162 has a comparatively large radius. For example, the radius of curvature of the image-side surface 162 more than three times the radius of the object-side surface 141 the first lens 14 , For example, between the 3.2 and 3.6 times, preferably 3.4 times. For example, the radius of curvature of the object-side surface 162 a radius of curvature between 164.98 mm and 182.35 mm, preferably 173.662 mm.

Der Abstand der Scheitelpunkte der objektseitigen Oberfläche 161 und der bildseitigen Oberfläche 162 der zweiten Linse 16 kann zwischen 1,86 mm und 2,27 mm, bevorzugt bei 2,0626 mm liegen.The distance of the vertices of the object-side surface 161 and the image-side surface 162 the second lens 16 may be between 1.86 mm and 2.27 mm, preferably 2.0626 mm.

Bei der vorliegenden Beschreibung des Linsensystems 10 und nachfolgenden Ausführungsformen wird auf die optischen Eigenschaften der Kittstelle zwischen der zweiten Linse 16 und der dritten Linse 18 nicht näher eingegangen, da deren Einfluss auf das Gesamtsystem als vernachlässigbar angesehen wird.In the present description of the lens system 10 and subsequent embodiments, reference is made to the optical properties of the bond between the second lens 16 and the third lens 18 not discussed in more detail, since their influence on the overall system is considered negligible.

Die dritte Linse 18, die mit ihrer objektseitigen konvexen sphärischen Oberfläche 181 in direktem Kontakt – also ohne einen Luftspalt – mit der bildseitigen Oberfläche 162 der zweiten Linse 16 steht, ist aus einer dritten Glasart, beispielweise H-ZF7LA, gefertigt und weist an ihrer bildseitigen Oberfläche 182 eine konkave Krümmung auf.The third lens 18 with their object-side convex spherical surface 181 in direct contact - ie without an air gap - with the image-side surface 162 the second lens 16 is made of a third type of glass, for example H-ZF7LA, manufactured and has on its image-side surface 182 a concave curvature on.

Die Größe des Radius der Krümmung der bildseitigen Oberfläche 182 liegt zwischen der Größe des Radius der objektseitigen Oberfläche 141 der ersten Linse 14 und der Größe der Radien der bildseitigen Oberfläche 142 der ersten Linse 14 und der objektseitigen Oberfläche 161 der zweiten Linse 16. Der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 182 der dritten Linse 18 beträgt zirka das Vierfache, beispielsweise das 3,9-fache, des Radius der bildseitigen Oberfläche 142 der ersten Linse 14 oder zirka das Vierfache, beispielsweise das 4,1-fache, der objektseitigen Oberfläche 161 der zweiten Linse 16. Beispielsweise kann der Krümmungsradius der bildseitigen Oberfläche 182 der dritten Linse 18 zwischen 27,25 mm und 30,11 mm, bevorzugt bei 28,6791 mm, liegen.The size of the radius of curvature of the image-side surface 182 is between the size of the radius of the object-side surface 141 the first lens 14 and the size of the radii of the image-side surface 142 the first lens 14 and the object-side surface 161 the second lens 16 , The radius of curvature of the image-side surface 182 the third lens 18 is about four times, for example, 3.9 times, the radius of the image-side surface 142 the first lens 14 or about four times, for example, 4.1 times, the object-side surface 161 the second lens 16 , For example, the radius of curvature of the image-side surface 182 the third lens 18 between 27.25 mm and 30.11 mm, preferably 28.6791 mm.

Zusammenfassend zeigt die nachfolgende Tabelle Daten des oben als bevorzugte Ausführungsform beschriebenen Linsensystems 10 mit den Linsen 14, 16, 18: Linse Oberfläche Radius [mm] Dicke bzw. Abstand [mm] Medium freier Durchmesser [mm] 14 141 51,1475 1,0000 H-LAK61 12,4698 14 142 7,4234 1,460–2,98 Luft 10,6488 16 161 6,9285 2,0626 H-LAF10L 9,3547 16, 18 162, 181 173,662 0,5000 H-ZF7LA 8,5216 18 182 28,6791 3,2468 Luft 8,0310 In summary, the table below shows data of the lens system described above as the preferred embodiment 10 with the lenses 14 . 16 . 18 : lens surface Radius [mm] Thickness or distance [mm] medium free diameter [mm] 14 141 51.1475 1.0000 H-LAK61 12.4698 14 142 7.4234 1.460 to 2.98 air 10.6488 16 161 6.9285 2.0626 H-LAF10L 9.3547 16 . 18 162 . 181 173.662 0.5000 H-ZF7LA 8.5216 18 182 28.6791 3.2468 air 8.0310

Die Vorzeichen der Krümmungsradien sind positiv, wenn die Oberflächenformen zur Objektseite hin konvex sind und negativ, wenn die Oberflächenformen zur Objektseite hin konkav sind.The signs of the radii of curvature are positive when the surface shapes are convex toward the object side and negative when the surface shapes are concave toward the object side.

Die verwendeten und genannten Glasmaterialien weisen die folgenden Materialparameter auf: Glasart Brechungsindex n_d Abbe-Zahl ν_d H-LAK61 1,741 52,68 H-LAF10L 1,788 47,49 H-ZF7LA 1,805 25,48 The glass materials used and mentioned have the following material parameters: Type of glass Refractive index n _d Abbe number ν _d H-LAK61 1.741 52.68 H-LAF10L 1,788 47.49 H-ZF7LA 1,805 25.48

Die Brechungsindices und die Abbe-Zahlen sind bezüglich der d-Linie, d. h. bei einer Wellenlänge von 587,6 nm, angegeben.The refractive indices and the Abbe numbers are with respect to the d-line, i. H. at a wavelength of 587.6 nm.

Für das Kameramodul 12 wird, wie bereits einleitend angedeutet, als Objektiv eine ideale Linse mit einer festen Brennweite von 4 mm, einer minimalen Objektentfernung von 80 mm und einer Blende mit 2 mm Durchmesser angenommen. Es wird ferner angenommen, dass bei einem Fokussiervorgang die bildseitige Schnittweite, d. h. der Abstand der hinteren Hauptebene der Kittlinse 16, 18 zur Bildebene in dem Kameramodul zwischen 4,0 und 4,233 mm variiert.For the camera module 12 For example, as already mentioned, the objective is an ideal lens with a fixed focal length of 4 mm, a minimum object distance of 80 mm and a diaphragm with a diameter of 2 mm. It is further assumed that, in a focusing operation, the image-side cutting distance, ie the distance of the rear main plane of the cemented lens 16 . 18 to the image plane in the camera module varies between 4.0 and 4.233 mm.

Mit der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ergeben sich je nach Stellung der ersten Linse 14 folgende Abbildungsmaßstäbe: Abbildungsmaßstab-Bereich Luftraum 143 [mm] Brennweite [mm) (Vorsatzoptik allein) –0,055...–0,116 1,460 78,019 –0,103...–0,172 2,980 40,954 With the preferred embodiment described above arise depending on the position of the first lens 14 the following image scales: Magnification range Airspace 143 [mm] Focal length [mm] (front optics alone) -0.055 0.116 ...- 1,460 78.019 -0.103 0.172 ...- 2,980 40.954

Die untere Grenze des jeweiligen Abbildungsmaßstab-Bereichs bezieht sich auf die angenommen Kenndaten des Kameramoduls 12 mit einer Brennweite von 4 mm und einer minimalen Objektentfernung von 80 mm.The lower limit of the respective magnification range relates to the assumed characteristics of the camera module 12 with a focal length of 4 mm and a minimum object distance of 80 mm.

2. Zweite AusführungsformSecond embodiment

2 zeigt als weitere Abwandlung der in 1 gezeigten Ausführungsform ein Linsensystem 101 in einem maßstabsgetreuen Linsenschnitt. Bei dem in 2 dargestellten Linsensystem 101 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Merkmale. Das Linsensystem 101 ist im Unterschied zu dem Linsensystem 10 der 1 so gestaltet, dass ein Luftraum 183 zwischen der bildseitigen Oberfläche 182 der dritten Linse 18 und der Kamera 12 variierbar ist – dargestellt durch den weiteren Doppelpfeil C. 2 shows as a further modification of in 1 shown embodiment, a lens system 101 in a true-to-scale lens cut. At the in 2 illustrated lens system 101 like reference characters designate the same or similar features. The lens system 101 is unlike the lens system 10 of the 1 designed to be an airspace 183 between the image-side surface 182 the third lens 18 and the camera 12 is variable - represented by the further double arrow C.

Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Abbildungseigenschaften, wenn zusätzlich zu dem Luftraum 143 zwischen der vorderen Linseneinheit LE1 und der hinteren Linseneinheit LE2 auch der Luftraum zwischen der hinteren Linseneinheit LE2 und dem Kameraobjektiv 121 variiert werden kann. Dies ermöglicht es, den nutzbaren Abbildungsmaßstab-Bereich zu bzw. die Bildgüte über den gesamten zugänglichen Objektentfernungsbereich zu verbessern.This allows for further improvement of imaging properties, in addition to airspace 143 between the front lens unit LE1 and the rear lens unit LE2, also the air space between the rear lens unit LE2 and the camera lens 121 can be varied. This makes it possible to improve the usable magnification range to the image quality over the entire accessible object removal area.

3. Dritte Ausführungsform Third embodiment

3 zeigt einen maßstabsgetreuen Linsenschnitt einer alternativen dritten Ausführungsform eines Linsensystems 30. Wie in den 1 und 2 ist die linke Seite die Objektseite und die rechte Seite ist die Bildseite. Darin gezeigte Aperturen oder Blenden stellen nicht notwendigerweise Größe oder Form derselben dar, sondern geben die Position der Blende entlang der optischen Achse A an. Das Linsensystem 30 weist im Unterschied zu den Linsensystemen 10, 101 der 1 und 2 anstelle rein sphärischer Oberflächen insgesamt drei asphärische Oberflächen auf. In dem Linsenschnitt der 3 ist schematisch ein Kameramodul 12 mit einem Kameraobjektiv 121 sowie einem Zentral- und einem Randstrahlenbündel zur Veranschaulichung der Abbildungssituation dargestellt. 3 shows a full-scale lens section of an alternative third embodiment of a lens system 30 , As in the 1 and 2 the left side is the object side and the right side is the image side. Apertures or apertures shown therein do not necessarily represent the size or shape thereof, but indicate the position of the aperture along the optical axis A. The lens system 30 unlike the lens systems 10 . 101 of the 1 and 2 instead of purely spherical surfaces a total of three aspherical surfaces. In the lens section of the 3 is schematically a camera module 12 with a camera lens 121 and a central and an edge ray bundle for illustrating the imaging situation.

Das Linsensystem 30 für das Kameramodul 12 ist ebenfalls als zweiteiliges Linsensystem aufgebaut und weist entlang einer zentralen optischen Achse A zwei Linseneinheiten LE1, LE2 und insgesamt drei Linsen auf, nämlich eine erste Linse 34, eine zweite Linse 36 un deine dritte Linse 38. Die Abfolge der Brechkraft der Linseneinheiten LE1, LE2 von der Objektseite zu der Bildseite ist –/+. Das Linsensystem 30 selbst weist keine Blende auf.The lens system 30 for the camera module 12 is also constructed as a two-part lens system and has along a central optical axis A two lens units LE1, LE2 and a total of three lenses, namely a first lens 34 , a second lens 36 and your third lens 38 , The sequence of refractive power of the lens units LE1, LE2 from the object side to the image side is - / +. The lens system 30 itself has no aperture.

Die erste objektseitige Linse 34 ist meniskusförmig, weist eine negative Brechkraft auf und kann beispielsweise aus einem ersten Glas, beispielsweise H-LAK61, gefertigt sein. Die erste Linse 34 weist objektseitig eine konvexe Oberfläche 341 und bildseitig eine konkave Oberfläche 342 auf. Beide Oberflächen, sowohl die konvexe Oberfläche 341 als auch die konkave Oberfläche 312, sind asphärisch. Die erste objektseitige Linse 34 bildet in dieser Ausführungsform als einzelne Linse die erste Linseneinheit LE1.The first object-side lens 34 is meniscus-shaped, has a negative refractive power and can for example be made of a first glass, for example H-LAK61. The first lens 34 has a convex surface on the object side 341 and a concave surface on the image side 342 on. Both surfaces, both the convex surface 341 as well as the concave surface 312 , are aspherical. The first object-side lens 34 forms in this embodiment as a single lens, the first lens unit LE1.

Bei einer Ausführungsform kann die erste Linseneinheit LE1 entlang der zentralen optischen Achse A verschiebbar sein. Dies ist durch einen Doppelpfeil B angedeutet.In one embodiment, the first lens unit LE1 may be slidable along the central optical axis A. This is indicated by a double arrow B.

In einer ersten langbrennweitigen Stellung ist eine Ausbildung eines Luftraums 343 zwischen der ersten Linse 34 und der bildseitig angeordneten zweiten Linse 36 zwischen 1,11 mm und 1,36 mm, bevorzugt mit 1,233 mm, vorgesehen.In a first langbrennweitigen position is an education of an airspace 343 between the first lens 34 and the second lens arranged on the image side 36 between 1.11 mm and 1.36 mm, preferably with 1.233 mm provided.

In einer zweiten kurzbrennweitigen Stellung der ersten Linse 34 ist eine Ausbildung eines Luftraums 343 zwischen der ersten Linse 34 und der zweiten Linse 36 zwischen 2,39 mm und 2,92 mm, bevorzugt mit 2,659 mm, vorgesehen.In a second short-focal position of the first lens 34 is an education of an airspace 343 between the first lens 34 and the second lens 36 between 2.39 mm and 2.92 mm, preferably 2.659 mm.

Die zweite Linseneinheit LE2 ist als Kittglied aus zwei Linsen, nämlich der zweiten Linse 36 und der dritten Linse 38, mit unterschiedlichen Glasarten aufgebaut. Die objektseitige zweite Linse 36, also der erste Teil des Kittglieds, ist aus einer zweiten Glasart, beispielsweise H-LAF10L, gefertigt. Die zweite Linse 36 weist objektseitig eine sphärische Oberfläche 361 auf. Die bildseitige Oberfläche 362 der zweiten Linse 36 ist nahezu plan mit einer sphärischen Oberflächengeometrie und bildet die Kittfläche mit der dritten Linse 38.The second lens unit LE2 is a cemented component of two lenses, namely the second lens 36 and the third lens 38 , constructed with different types of glass. The object-side second lens 36 , So the first part of the cemented element is made of a second type of glass, for example H-LAF10L. The second lens 36 has a spherical surface on the object side 361 on. The image-side surface 362 the second lens 36 is nearly planar with a spherical surface geometry and forms the cemented surface with the third lens 38 ,

Die dritte Linse 38, die mit ihrer objektseitigen konvexen sphärischen Oberfläche 381 in direktem Kontakt – also ohne einen Luftspalt – mit der zweiten Linse 36 steht, ist aus einer dritten Glasart, beispielsweise H-ZF7LA, gefertigt und weist an ihrer bildseitigen konkaven Oberfläche eine asphärische Geometrie auf.The third lens 38 with their object-side convex spherical surface 381 in direct contact - ie without an air gap - with the second lens 36 is made of a third type of glass, for example H-ZF7LA, and has an aspherical geometry on its image-side concave surface.

Grundlegende Linsendaten des Linsensystems 30 für die Linsen 34, 36, 38 sind in der folgenden Tabelle angegeben: Bezugszeichen Oberfläche Radius [mm] Dicke bzw. Abstand [mm] Medium Freier Durchmesser [mm] Objekt ^∞ 27,2761 Luft 55,000 341 1 64,7167 1,0000 H-LAK61 12,7764 342 2 7,0900 2,6587 Luft 10,7392 361 3 6,6878 2,1655 H-LAF10L 9,7145 362, 381 4 –416,8727 0,4999 H-ZF7LA 8,9441 382 5 34,0061 3,0753 Luft 8,4008 Basic lens data of the lens system 30 for the lenses 34 . 36 . 38 are given in the following table: reference numeral surface Radius [mm] Thickness or distance [mm] medium Free diameter [mm] object ^∞ 27.2761 air 55,000 341 1 64.7167 1.0000 H-LAK61 12.7764 342 2 7.0900 2.6587 air 10.7392 361 3 6.6878 2.1655 H-LAF10L 9.7145 362 . 381 4 -416.8727 .4999 H-ZF7LA 8.9441 382 5 34.0061 3.0753 air 8.4008

Die Materialparameter der genannten Glasarten sind bereits weiter oben angegeben. Die in der obigen Tabelle angegebenen Krümmungsradien beziehen sich auf die paraxialen Krümmungsradien der asphärischen Oberflächen. Die asphärischen Koeffizienten der entsprechenden Oberfläche (OF), die sich die folgende Formel beziehen, sind in der nachfolgenden Tabelle als Daten aufgelistet:

The material parameters of the mentioned types of glass are already given above. The radii of curvature given in the table above refer to the paraxial radii of curvature of the aspherical surfaces. The aspherical coefficients of the corresponding surface (OF), which refer to the following formula, are listed as data in the following table:

In der Formel gilt:

z:: Pfeilhöhe
r:: Abstand senkrecht zur Achse A
ρ:: Scheitelkrümmung
k:: konische Konstante
A_2i:: gerade Koeffizienten des Korrekturpolynoms

OF A₂ A₄ A₆ A₈ A₁₀ A₁₂ A₁₄ A₁₆ 1 0 2,03309 10^–6 3,13934 10^–7 1,16123 10^–8 –1,23789 10^–10 0 0 0 2 0 4,59546 10^–6 6,85645 10^–8 2,56566 10^–8 4,00664 10^–9 0 0 0 5 0 4,21417 10^–5 –5,24128 10^–8 –4,46362 10^–7 2,65253 10^–8 0 0 0

In the formula:

z:: sagitta
r:: Distance perpendicular to the axis A
ρ:: vertex curvature
k:: conical constant
A _2i :: even coefficients of the correction polynomial

OF A ₂ A ₄ A ₆ A ₈ A ₁₀ A ₁₂ A ₁₄ A ₁₆ 1 0 2,03309 10 ^-6 3,13934 10 ^-7 1.16123 10 ^-8 -1,23789 10 ^-10 0 0 0 2 0 4,59546 10 ^-6 6,85645 10 ^-8 2,56566 10 ^-8 4,00664 10 ^-9 0 0 0 5 0 4,21417 10 ^-5 -5.24128 10 ^-8 -4.46362 10 ^-7 2.65253 10 ^-8 0 0 0

Das Kameramodul 12 mit dem Kameraobjektiv 121 wird wiederum als ideale Linse im Abstand von 4 mm von der Oberfläche 362 wie bereits erläutert modelliert.The camera module 12 with the camera lens 121 in turn, is considered to be the ideal lens at 4mm from the surface 362 as already explained.

4. Vierte Ausführungsform4. Fourth Embodiment

4 zeigt einen maßstabsgetreuen Linsenschnitt einer alternativen vierten Ausführungsform eines Linsensystems 20. Wie in den 1 und 2 ist die linke Seite die Objektseite und die rechte Seite ist die Bildseite. Darin gezeigte Aperturen oder Blenden stellen nicht notwendigerweise Größe oder Form derselben dar, sondern geben die Position der Blende entlang der optischen Achse A an. Das Linsensystem 20 weist im Unterschied zu den Linsensystemen 10, 101 der 1 und 2 zwei Linseneinheiten LE1, LE2 mit jeweils nur einer einzigen Linse 24, 26 je Linseneinheit LE1, LE2 auf. In dem Linsenschnitt der 4 shows a full-scale lens section of an alternative fourth embodiment of a lens system 20 , As in the 1 and 2 the left side is the object side and the right side is the image side. Apertures or apertures shown therein do not necessarily represent the size or shape thereof, but indicate the position of the aperture along the optical axis A. The lens system 20 unlike the lens systems 10 . 101 of the 1 and 2 two lens units LE1, LE2 each with only a single lens 24 . 26 per lens unit LE1, LE2. In the lens section of the

3 ist wiederum schematisch ein Kameramodul 12 mit einem Kameraobjektiv 121 sowie einem Zentral- und einem Randstrahlenbündel zur Veranschaulichung der Abbildungssituation dargestellt. 3 is again schematically a camera module 12 with a camera lens 121 and a central and an edge ray bundle for illustrating the imaging situation.

Die erste objektseitige Linse 24 ist meniskusförmig, weist eine negative Brechkraft auf und kann beispielsweise aus einem ersten Glas, beispielsweise H-ZK21, gefertigt sein. Die erste Linse 24 weist objektseitig eine konvexe Oberfläche 241 und bildseitig eine konkave Oberfläche 242 auf. Beide Oberflächen, sowohl die konvexe Oberfläche 241 als auch die konkave Oberfläche 212, sind asphärisch.The first object-side lens 24 is meniscus-shaped, has a negative refractive power and can for example be made of a first glass, for example H-ZK21. The first lens 24 has a convex surface on the object side 241 and a concave surface on the image side 242 on. Both surfaces, both the convex surface 241 as well as the concave surface 212 , are aspherical.

Die zweite Linse 26 weist eine positive Brechkraft auf, kann beispielsweise aus einem zweiten Glas, beispielsweise H-ZF88, gefertigt sein und weist beidseitig stark asphärische Oberflächen 261, 262 auf.The second lens 26 has a positive refractive power, can for example be made of a second glass, for example H-ZF88, and has on both sides strongly aspherical surfaces 261 . 262 on.

Grundlegende Linsendaten des Linsensystems 20 für die erste Linse 24 und für die zweite Linse 26 als auch die entsprechenden Materialparameter der verwendeten Gläser sind in der folgenden Tabelle angegeben: Bezugszeichen OF Radius [mm] Dicke bzw. Abstand [mm] Brechungsindex n_d Abbe-Zahl ν_d Freier Durchmesser [mm] Obj. t ∞ 19,8009 29,3466 241 1 9,2270 3,9237 1,62300 58,15 13,6849 242 2 –7132,148 2,1667 12,1448 261 3 –6,6014 1 1,94596 17,94 11,1125 262 4 –9,4366 4 9,9252 Basic lens data of the lens system 20 for the first lens 24 and for the second lens 26 as well as the corresponding material parameters of the glasses used are given in the following table: reference numeral OF Radius [mm] Thickness or distance [mm] Refractive index n _d Abbe number ν _d Free diameter [mm] Obj. T ∞ 19.8009 29.3466 241 1 9.2270 3.9237 1.62300 58.15 13.6849 242 2 -7,132.148 2.1667 12.1448 261 3 -6.6014 1 1.94596 17.94 11.1125 262 4 -9.4366 4 9.9252

Die in der obigen Tabelle angegebenen Krümmungsradien beziehen sich auf die paraxialen Krümmungsradien der asphärischen Oberflächen. Die asphärischen Koeffizienten der entsprechenden Oberfläche (OF), die sich die folgende Formel beziehen, sind in der nachfolgenden Tabelle als Daten aufgelistet:

The radii of curvature given in the table above refer to the paraxial radii of curvature of the aspherical surfaces. The aspherical coefficients of the corresponding surface (OF), which refer to the following formula, are listed as data in the following table:

In der Formel gilt:

OF A₂ A₄ A₆ A₈ A₁₀ A₁₂ A₁₄ A₁₆ 1 0 –0,00027 1,99557 10^–5 –9,10782 10^–8 0 0 0 0 2 0 -0,00012 6,99891 10^–5 –1,19495 10^–6 0 0 0 0 3 0 0,00362 –4,71595 10^–5 4,78420 10^–7 0 0 0 0 4 0 0,00246 –1,33747 10^–5 –2,11283 10^–7 0 0 0 0

In the formula:

OF A ₂ A ₄ A ₆ A ₈ A ₁₀ A ₁₂ A ₁₄ A ₁₆ 1 0 -0.00027 1,99557 10 ^-5 -9.10782 10 ^-8 0 0 0 0 2 0 -0.00012 6,99891 10 ^-5 -1.19495 10 ^-6 0 0 0 0 3 0 0.00362 -4,71595 10 ^-5 4,78420 10 ^-7 0 0 0 0 4 0 0.00246 -1,33747 10 ^-5 -2,11283 10 ^-7 0 0 0 0

Das Kameramodul 12 mit dem Kameraobjektiv 121 wird wiederum als ideale Linse im Abstand von 4 mm von der Oberfläche 262 modelliert. Dabei ergeben sich die folgenden Parameter: Bezugszeichen Oberfläche Radius [mm] Dicke bzw. Abstand [mm] n_d ν_d Freier Durchmesser [mm] 124 5 ∞ 1,0000 1.51680 64.21 4.0401 124 6 ∞ 1,0000 3.2208 125 Blende ∞ 0,1000 1.8182 122 8 - 4.2606 1.9648 Bild ∞ 6.1193 The camera module 12 with the camera lens 121 in turn, is considered to be the ideal lens at 4mm from the surface 262 modeled. This results in the following parameters: reference numeral surface Radius [mm] Thickness or distance [mm] n _d ν _d Free diameter [mm] 124 5 ∞ 1.0000 1.51680 64.21 4.0401 124 6 ∞ 1.0000 3.2208 125 cover ∞ 0.1000 1.8182 122 8th - 4.2606 1.9648 image ∞ 6.1193

Dabei bezeichnen die Oberflächen 5 und 6 ein planparalleles Deckglas 124 des Kameramoduls 12, die mit „Blende” bezeichnete Oberfläche eine feste Apertur 125 und die Oberfläche 8 die ideale Linse 122 des Kameramoduls 12 mit einer Brennweite von 4 mm.The surfaces 5 and 6 denote a plane-parallel cover glass 124 of the camera module 12 , the surface labeled "Aperture" has a fixed aperture 125 and the surface 8th the ideal lens 122 of the camera module 12 with a focal length of 4 mm.

Claims

Optical lens system ( 10 ) for a macro preform in front of a camera module ( 12 ) of an electronic terminal consisting essentially of a first object-side lens unit (LE1) with negative refractive power and a second image-side lens unit (LE2) with positive refractive power.

Lens system according to claim 1, wherein the lenses ( 14 ) of the first lens unit (LE1) and / or the lenses ( 16 . 18 ) of the second lens unit (LE2) spherical surfaces ( 141 . 142 . 161 . 162 . 181 . 182 ) and / or the lenses ( 14 ) of the first lens unit (LE1) and / or the lenses ( 16 . 18 ) of the second lens unit (LE2) exclusively spherical surfaces ( 141 . 142 . 161 . 162 . 181 . 182 ) exhibit.

Lens system according to one of the preceding claims, wherein the distance ( 143 ) is variable between the first lens unit (LE1) and the second lens unit (LE2).

Lens system according to claim 3, wherein the first lens unit (LE1) is movable relative to the second lens unit (LE2) and / or the distance between the second lens unit (LE2) and the lens ( 121 ) is variable.

Lens system according to one of the preceding claims, wherein the first lens unit (LE1) exactly one lens group ( 14 ) and the second lens unit (LE2) exactly one lens group ( 16 . 18 ) and / or the first lens unit (LE1) consists essentially of a lens ( 14 ) and / or the second lens unit (LE2) consists essentially of a lens group ( 16 . 18 ) consist.

Lens system according to claim 5, wherein the lens group of the second lens unit (LE2) consists essentially of a cemented lens which consists essentially of a positive lens (LE2). 16 ) with a concave putty surface ( 162 ) and a negative lens ( 18 ) with a convex putty surface ( 181 ) consists.

Lens system according to one of the preceding claims, wherein a distance of a near-image principal plane of the first object-side lens unit (LE1) and a near-image principal plane of the second image-side lens unit (LE2) at least half the distance between the second image-side lens unit (LE2) and an entrance pupil of the Camera module is.

Lens system according to one of the preceding claims, wherein a distance between the last lens vertex of the image-side lens unit (LE2) and an entrance pupil of the camera module is at most half as large as the total length of the lens system.

Lens system according to one of the preceding claims, wherein the object field of the optical attachment is greater than 50 °.

Imaging device with a lens system according to one of the preceding claims.

An imaging device according to claim 10, wherein the shortest working distance of a camera module is reduced by the imaging device by a factor of 5 and / or a maximum magnification of a camera module is increased by a factor of 3 by the imaging device.

Imaging device according to one of claims 10 or 11, comprising a holder for fixing the imaging device to an electronic terminal.

The lens system of claim 6, wherein the portable digital terminal is a mobile phone.

Use of the optical lens system ( 10 ) according to one of the preceding claims as a magnifying glass.