DE102017106837B4 - Lens system for a macro lens for industrial use in quality assurance in the production process, macro lens and system - Google Patents
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Abstract
Linsensystem (1) für ein Makroobjektiv für den industriellen Einsatz bei der Qualitätssicherung im Produktionsprozess, mita) einer objektseitigen Linsengruppe (G1), einer bildseitigen Linsengruppe (G2) und einer dazwischen befindlichen Aperturblende (APE), wobeib) die objektseitige Linsengruppe (G1) von der Objektseite zu der Bildseite eine erste Linsenuntergruppe (G11) mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsenuntergruppe (G12) mit einer negativen Brechkraft und einer dritte Linsenuntergruppe (G13) mit einer positiven Brechkraft aufweist,c) die bildseitige Linsengruppe (G2) von der Objektseite zu der Bildseite eine erste Linsenuntergruppe (G23) mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsenuntergruppe (G22) mit einer negativen Brechkraft und einer dritte Linsenuntergruppe (G21) mit einer positiven Brechkraft aufweist, wobeid) in zumindest einer der Linsenuntergruppen ein optisches Element eine anomale Teildispersion von |ΔPg,F| ≥ 0.01 aufweist.Lens system (1) for a macro lens for industrial use in quality assurance in the production process, with a) an object-side lens group (G1), an image-side lens group (G2) and an aperture stop (APE) located in between, wherein b) the object-side lens group (G1) of the object side to the image side has a first lens subgroup (G11) with a positive refractive power, a second lens subgroup (G12) with a negative refractive power and a third lens subgroup (G13) with a positive refractive power,c) the image side lens group (G2) from the object side to the image side has a first lens subgroup (G23) with a positive refractive power, a second lens subgroup (G22) with a negative refractive power and a third lens subgroup (G21) with a positive refractive power, whereind) in at least one of the lens subgroups an optical element has an anomalous partial dispersion of |ΔPg,F| ≥ 0.01.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the Invention
Die Erfindung betrifft ein Linsensystem für ein Makroobjektiv für den industriellen Einsatz bei der Qualitätssicherung im Produktionsprozess, beispielsweise bei der Herstellung von Displays, ein Makroobjektiv mit einem solchen Linsensystem sowie ein System zum optischen Überprüfen von Objekten mit einem solchen Makroobjektiv.The invention relates to a lens system for a macro lens for industrial use in quality assurance in the production process, for example in the manufacture of displays, a macro lens with such a lens system and a system for optically checking objects with such a macro lens.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Prior Art
Industrielle Makroobjektive werden in der Qualitätssicherung eingesetzt. Dabei wird mittels eines Prüfaufbaus ein zu prüfendes Objekt wie beispielsweise ein sich über eine bestimmte Fläche erstreckendes Display in einem Scanprozess gerastert. Zur Erfassung der gesamten Objektbreite wird eine Vielzahl an Inspektionseinheiten, also Kamera mit Objektiv, in einer Inspektionsreihe angeordnet. Beispielsweise können die so gewonnenen Informationen über eine standardisierte Schnittstelle wie GigE Vision an ein vorhandenes Netzwerk und somit an eine zentrale Auswerteeinheit übertragen werden.Industrial macro lenses are used in quality assurance. An object to be tested, such as a display extending over a specific area, is scanned in a scanning process using a test setup. To capture the entire width of the object, a large number of inspection units, i.e. cameras with lenses, are arranged in an inspection row. For example, the information obtained in this way can be transmitted to an existing network and thus to a central evaluation unit via a standardized interface such as GigE Vision.
Es wird dabei versucht, die Anzahl an Inspektionseinheiten je Inspektionsreihe bei gleichbleibender Objektauflösung so gering wie möglich zu halten. Eine geringe Anzahl an Inspektionseinheiten je Inspektionsreihe hält den Justageaufwand, die Anschaffungskosten und die verbundene Infrastruktur bei gleicher Prüfqualität niedrig.An attempt is made to keep the number of inspection units per inspection series as low as possible while maintaining the same object resolution. A small number of inspection units per inspection series keeps the adjustment effort, the acquisition costs and the associated infrastructure low with the same inspection quality.
Eine Möglichkeit, die Anzahl an Inspektionseinheiten klein zu halten, besteht darin, Objektive mit sehr guter Abbildungsleistung und einem großen Bildkreisdurchmesser einzusetzen. Dabei dürfen die Investitionskosten in ein solches Objektiv nicht die mit einer geringen Anzahl an Inspektionseinheiten verbundenen Einsparungen überkompensieren.One way of keeping the number of inspection units small is to use lenses with very good imaging performance and a large image circle diameter. The investment costs in such a lens must not overcompensate for the savings associated with a small number of inspection units.
Momentan erhältliche industrielle Makroobjektive für den genannten Zweck weisen bei der geforderten Abbildungsleistung einen Bildkreisdurchmesser von 60 mm auf. Werden solche Objektive dennoch für eine Ausleuchtung eines Sensors mit einem Bildkreisdurchmesser von bis zu 80 mm eingesetzt, treten bereits deutliche Feldaberrationen auf. In der Folge reduziert sich die Prüfqualität in unerwünschter Weise am Bildfeldrand.Industrial macro lenses currently available for the purpose mentioned have an image circle diameter of 60 mm for the required imaging performance. However, if such lenses are used to illuminate a sensor with an image circle diameter of up to 80 mm, significant field aberrations will already occur. As a result, the inspection quality is reduced in an undesired manner at the edge of the image field.
Mit den bekannten Makroobjektivaufbauten lässt sich keine ausreichende Korrektur der primär feldabhängigen Aberrationen wie beispielsweise die Bildfeldwölbung oder der Astigmatismus erreichen. Dadurch sind die Bildkreisdurchmesser auf maximal 2y' = 80 mm bei bereits merkbaren Abstrichen an der Bildqualität am Bildfeldrand limitiert.Adequate correction of the primarily field-dependent aberrations, such as field curvature or astigmatism, cannot be achieved with the known macro lens structures. As a result, the image circle diameters are limited to a maximum of 2y' = 80 mm with noticeable reductions in image quality at the edge of the image field.
Die Druckschrift
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Linsensystem für ein Makroobjektiv für den genannten Einsatzzweck anzugeben, das einen größeren Bildkreisdurchmesser bietet als die momentan bekannten Objektive.It is an object of the invention to specify a lens system for a macro lens for the stated application, which offers a larger image circle diameter than the lenses currently known.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe, ein Linsensystem für ein Makroobjektiv anzugeben, das für bestehende Inspektionsstationen mit einer festgelegten optischen Übertragungslänge, also dem Abstand zwischen Objekt und Bild, und einem festgelegten Abbildungsmaßstab eine bessere Abbildungsleistung bietet.Furthermore, it is an object to specify a lens system for a macro lens that offers better imaging performance for existing inspection stations with a specified optical transmission length, ie the distance between object and image, and a specified imaging scale.
Die Aufgabe wird durch ein Linsensystem für ein Makroobjektiv mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Makroobjektiv mit einem solchen Linsensystem sowie durch ein System zum optischen Überprüfen von Objekten mit einem solchen Makroobjektiv gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a lens system for a macro lens having the features of independent claim 1, by a macro lens with such a lens system and by a system for optically checking objects with such a macro lens. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Linsensystem weist eine objektseitige Linsengruppe, eine bildseitige Linsengruppe und eine dazwischen befindliche Aperturblende auf. Die objektseitige Linsengruppe weist, von der Bildseite zu der Objektseite, eine erste Linsenuntergruppe mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsenuntergruppe mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsenuntergruppe mit einer positiven Brechkraft auf. Die bildseitige Linsengruppe weist, von der Objektseite zu der Bildseite, eine erste Linsenuntergruppe mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsenuntergruppe mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsenuntergruppe mit einer positiven Brechkraft auf. Die beiden Linsengruppen sind also aus Linsenuntergruppen aufgebaut, deren Brechkraftverteilung positivnegativ-positiv symmetrisch um die Aperturblende angeordnet ist. Weiter ist vorgesehen, dass in zumindest einer der Linsenuntergruppen, vorzugsweise in allen Linsenuntergruppen, ein optisches Element eine anomale Teildispersion von |ΔPg,F| ≥ 0.01 aufweist. Damit kann eine spektral sehr breite Korrektur, insbesondere ein reduziertes sekundäres Spektrum, gelingen.The lens system according to the invention has an object-side lens group, an image-side lens group and an aperture diaphragm located between them. The object-side lens group has from the image side to the object side, a first lens subgroup with a positive refractive power, a second lens subgroup with a negative refractive power and a third lens subgroup with a positive refractive power. The image-side lens group includes, from the object side to the image side, a first lens sub-group having a positive refractive power, a second lens sub-group having a negative refractive power, and a third lens sub-group having a positive refractive power. The two lens groups are therefore made up of lens subgroups whose refractive power distribution is arranged positive-negative-positive symmetrically around the aperture diaphragm. It is further provided that in at least one of the lens subgroups, preferably in all lens subgroups, an optical element has an anomalous partial dispersion of |ΔPg,F| ≥ 0.01. A spectrally very broad correction, in particular a reduced secondary spectrum, can thus be achieved.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Linsensystems können folgende Merkmale alleine oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein:
- Die erste Linsenuntergruppe der objektseitigen Linsengruppe aus ein zwei Einzellinsen.
- The first lens subgroup of the object-side lens group consists of two individual lenses.
Die zweite Linsenuntergruppe der objektseitigen Linsengruppe besteht im Wesentlichen aus ein bis drei Einzellinsen oder einem Kittglied.The second lens subgroup of the lens group on the object side essentially consists of one to three individual lenses or a cemented component.
Die dritte Linsenuntergruppe der objektseitigen Linsengruppe besteht im Wesentlichen aus einer Einzellinse und/oder einem Kittglied.The third lens subgroup of the object-side lens group essentially consists of a single lens and/or a cemented component.
Die erste Linsenuntergruppe der bildseitigen Linsengruppe besteht im Wesentlichen aus ein oder zwei Einzellinsen.The first lens subgroup of the image-side lens group essentially consists of one or two individual lenses.
Die zweite Linsenuntergruppe der bildseitigen Linsengruppe besteht im Wesentlichen aus ein bis drei Einzellinsen oder einem Kittglied.The second lens subgroup of the image-side lens group essentially consists of one to three individual lenses or a cemented component.
Die dritte Linsenuntergruppe der bildseitigen Linsengruppe besteht im Wesentlichen aus einer Einzellinse oder/und einem Kittglied.The third lens subgroup of the image-side lens group essentially consists of a single lens and/or a cemented component.
Der Ausdruck „besteht im Wesentlichen aus“ bedeutet, dass das optische Linsensystem zusätzlich zu den oben als Bestandteil erwähnten Linsen auch Linsen, deren betragsmäßige Brennweite größer oder gleich der Gesamtbrennweite des Systems ist aufweisen kann und die somit 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 may, in addition to the lenses mentioned above as a component, also have lenses whose absolute focal length is greater than or equal to the total focal length of the system and which therefore have practically no refractive power, optical elements other than lenses such as a diaphragm, a mask, a glass cover and/or a filter, mechanical components such as a lens flange, a lens barrel, an imaging element and/or a camera shake correction mechanism.
Vorzugsweise liegt der Abbildungsmaßstab des Linsensystems in einem Intervall von β'=-0.7 bis β'=-5.0.The imaging scale of the lens system is preferably in an interval from β′=−0.7 to β′=−5.0.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass für einen Restfehler X der Farblängsfehlerkorrektur des Linsensystems innerhalb eines geschlossenen Abbildungsmaßstab-Intervalls von [-0,7; -5,0] gilt:
Bei einer konkreten Ausgestaltung des Linsensystems ist die Abbildungsleistung, gemessen als Standardabweichung des polychromatischen Wellenfrontfehlers gemäß dem Marechal-Kriterium - Wellenfront_RMS ≤ λ/14' - nur von der Beugung begrenzt.In a specific embodiment of the lens system, the imaging performance, measured as the standard deviation of the polychromatic wavefront error according to the Marechal criterion—wavefront_RMS≦λ/14′—is only limited by the diffraction.
Es ist mit dem erfindungsgemäßen Linsensystem möglich, das Auftreten einer künstlichen Vignettierung von der Sensormitte bis zum Rand zu vermeiden, damit die beugungsbegrenzt notwendige Apertur und die gewünschte Auflösung bis zum Sensorrand gewährleistet sind.With the lens system according to the invention, it is possible to avoid the occurrence of artificial vignetting from the center of the sensor to the edge, so that the aperture necessary for diffraction limitation and the desired resolution up to the edge of the sensor are ensured.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform genügt das Verhältnis zwischen der Gesamtbrennweite f' und der Sensordiagonale 2y'(max) folgender Bedingung:
Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Linsenuntergruppe der objektseitigen Linsengruppe eine objektseitige Meniskuslinse auf. Vorteilhafterweise liegen die Krümmungsmittelpunkte der Meniskuslinse objektseitig der Meniskuslinse.In a likewise advantageous embodiment, the first lens subgroup of the object-side lens group has an object-side meniscus lens. Advantageously, the centers of curvature of the meniscus lens are on the object side of the meniscus lens.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform des Linsensystems sieht vor, dass die erste Linsenuntergruppe der bildseitigen Linsengruppe eine bildseitige Meniskuslinse aufweist. Vorteilhafterweise liegen die Krümmungsmittelpunkte der bildseitigen Meniskuslinse bildseitig der Meniskuslinse.A likewise advantageous embodiment of the lens system provides that the first lens subgroup of the image-side lens group has an image-side meniscus lens. The centers of curvature of the image-side meniscus lens are advantageously located on the image-side of the meniscus lens.
Sowohl für die objektseitige als auch für die bildseitige Meniskuslinse gilt:
Es kann bei einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass für den Absolutwert der Brennweiten der äußeren Menisken gilt:
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Krümmungsmittelpunkt der Linsenoberfläche der dritten Linsenuntergruppe der objektseitigen Linsengruppe, welche der Aperturblende unmittelbar benachbart ist, objektseitig liegt oder/und der Krümmungsmittelpunkt der Linsenoberfläche der dritten Linsenuntergruppe der bildseitigen Linsengruppe, welche der Aperturblende unmittelbar benachbart ist, bildseitig liegt und für der Krümmungsradius R der jeweiligen Linsenoberfläche folgende Bedingung gilt:
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
-
1 einen Linsenschnitt einer ersten Ausführungsform mit einem ersten Abbildungsmaßstab; -
2 einen Linsenschnitt einer zweiten Ausführungsform mit einem zweiten Abbildungsmaßstab; -
3 einen Linsenschnitt einer dritten Ausführungsform mit einem dritten Abbildungsmaßstab, -
4 ein Prüfsystem mit einem Makroobjektiv gemäß einer der1-3 .
-
1 a lens section of a first embodiment with a first imaging scale; -
2 a lens section of a second embodiment with a second magnification; -
3 a lens section of a third embodiment with a third magnification, -
4 a test system with a macro lens according to one of1-3 .
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Die Linsenuntergruppen der ersten Linsengruppe G1 sind mit G11, G12 und G13 bezeichnet, die der zweiten Linsengruppe G2 mit G23, G22 und G21. Die Abfolge der Brechkraft der einzelnen Linsenuntergruppen ist in jeder Linsengruppe G1, G2 positiv - negativ - positiv. Dies bedeutet konkret, dass die Brechkraft der außen befindlichen ersten Linsenuntergruppe G11 der ersten Linsengruppe G1 positiv, der mittleren zweiten Linsenuntergruppe G12 der ersten Linsengruppe G1 negativ und der innen befindlichen dritten Linsenuntergruppe G13 der ersten Linsenuntergruppe G1 positiv ist.The lens subgroups of the first lens group G1 are denoted by G11, G12 and G13, those of the second lens group G2 by G23, G22 and G21. The sequence of the refractive power of the individual lens subgroups is positive - negative - positive in each lens group G1, G2. Concretely, this means that the refractive power of the outer first lens subgroup G11 of the first lens group G1 is positive, the middle second lens subgroup G12 of the first lens group G1 is negative and the inner third lens subgroup G13 of the first lens subgroup G1 is positive.
Die Brechkraftverteilung der zweiten Linsengruppe G2 ist gleich, d.h. die Brechkraft der außen befindlichen ersten Linsenuntergruppe G21 der zweiten Linsengruppe G2 ist positiv, der mittleren zweiten Linsenuntergruppe G22 der zweiten Linsengruppe G2 ist negativ und die der innen befindlichen dritten Linsenuntergruppe G23 ist positiv.The refractive power distribution of the second lens group G2 is the same, i.e. the refractive power of the outer first lens subgroup G21 of the second lens group G2 is positive, the middle second lens subgroup G22 of the second lens group G2 is negative and that of the inner third lens subgroup G23 is positive.
Zwischen den beiden Linsengruppen G1, G2 ist eine Aperturblende APE vorgesehen. Die in den Figuren gezeigten Aperturen oder Blenden stellen nicht notwendigerweise Größe und Form maßstabsgetreu dar, sondern geben die Position der Blende/Apertur entlang der optischen Achse A an.An aperture stop APE is provided between the two lens groups G1, G2. The apertures or stops shown in the figures are not necessarily to scale in size and shape, but indicate the position of the stop/aperture along the optical axis A.
Der Aufbau des Linsensystems wird nun nachfolgend von links nach rechts, also von Objektseite zu Bildseite, beschrieben. Die Abstände zwischen Objekt und objektseitig erster Linse sowie zwischen bildseitig letzter Linse und Bild sind aus Darstellungsgründen verkürzt. Die eingezeichneten Zentral- und Randstrahlen sind hier entsprechend verkürzt dargestellt.The structure of the lens system is now described below from left to right, ie from object side to image side. The distances between the object and the first lens on the object side and between the last lens on the image side and the image are shortened for reasons of representation. The drawn-in central and edge rays are shown here correspondingly shortened.
Die objektseitig erste Linsengruppe G11 weist eine insgesamt positive Brechkraft und objektseitig eine Meniskuslinse 10 auf. Die Meniskuslinse 10 ist aus einem Flintglas mit einer Abbezahl vd von 24,42 und einem Brechungsindex nd von 1,805181 gefertigt. Alle Angaben bezüglich Abbezahl und Brechungsindex gelten bezüglich der Fraunhofer-Linie d bei der Wellenlänge 587,5618 nm. Die Meniskuslinse 10 weist objektseitig eine konkave Oberfläche 101 und bildseitig eine konvexe Oberfläche 102 auf. Die konkave Oberfläche 101 ist, wie alle Oberflächen dieses Ausführungsbeispiels, sphärisch und besitzt einen Krümmungsradius, der beispielsweise bei -57,8965 mm liegen kann.The first lens group G11 on the object side has an overall positive refractive power and has a
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, it is true that optical systems such as the one described here can be proportionally enlarged or reduced, for example to adapt to a different image size, and the radii, diameters, thicknesses and distances given here are therefore to be understood only as examples.
Der Krümmungsradius der bildseitigen konvexen Oberfläche 102 ist kleiner als der Radius der objektseitigen Oberfläche 101 und beträgt -53,4548 mm. Die Krümmungsmittelpunkte der beiden Oberflächen 101, 102 der ersten objektseitigen Meniskuslinse 10 liegen objektseitig. Der Abstand der Scheitelpunkte der beiden Oberflächen 101, 102 der Meniskuslinse 10 liegen 7,00 mm auseinander.The radius of curvature of the image-side
Als insgesamt zweite Linse und als zweite Linse in der Linsenuntergruppe G11 ist eine konvex-konkav gestaltete Linse 11 vorgesehen. Die zweite Linse 11 ist aus Kronglas mit einer Abbezahl von 67,74 und einem Brechungsindex von 1,595220.A convex-
Die zweite Linse 11 weist eine objektseitige erste konvex gekrümmte Oberfläche 111 auf, die einen Krümmungsradius von 52,9806 mm aufweist. Der Scheitelpunkt der konvexen Oberfläche 111 ist 2,00 mm von dem Scheitelpunkt der bildseitigen zweiten Oberfläche 102 der Meniskuslinse 10 entfernt.The
Die bildseitige zweite konkav gekrümmte Oberfläche 112 weist einen Krümmungsradius von 407,9243 mm auf, ihr Scheitelpunkt ist 7,00 mm von dem Scheitelpunkt der objektseitigen Oberfläche 111 entfernt.The image-side second concavely
Die erste Linse 10 und die zweite Linse 11 bilden zusammen die erste Linsenuntergruppe G11 insgesamt positiver Brechkraft.The
Die zweite Linsenuntergruppe G12 weist eine negative Brechkraft auf und besteht im Wesentlichen aus einer Einzellinse, nämlich der dritten Linse 12. Die dritte Linse 12 ist aus Flintglas gefertigt, besitzt eine Abbezahl von 42,41 und einen Brechungsindex von 1,637750. Die objektseitige konkav gekrümmte Oberfläche 121 weist einen Krümmungsradius von - 51,8151 mm auf, die bildseitige, ebenfalls konkav gekrümmte Oberfläche 122 weist einen Krümmungsradius von 42,5852 mm auf. Der Scheitelpunkt der bildseitigen Oberfläche 122 ist 4,00 mm von dem Scheitelpunkt der objektseitigen Oberfläche 121 entfernt.The second lens subgroup G12 has a negative refractive power and essentially consists of a single lens, namely the
Die dritte Linsenuntergruppe G13 weist eine positive Brechkraft auf besteht im Wesentlichen aus einem Kittglied, das aus einer objektseitigen vierten Linse 13 und einer bildseitigen fünften Linse 14 mit unterschiedlichen Glasarten zusammengesetzt ist. Auf die optischen Eigenschaften der Kittstelle zwischen den beiden Linsen 13, 14 wird nicht näher eingegangen, da deren Einfluss auf das Gesamtsystem als vernachlässigbar angesehen wird.The third lens subgroup G13 has a positive refractive power and essentially consists of a cemented component composed of a
Die vierte Linse 13 weist objektseitige eine konvex gekrümmte Oberfläche 131 auf, die einen Krümmungsradius von 135,8602 mm aufweist. Der Scheitelpunkt der Oberfläche 131 ist 8,00 mm von dem Scheitelpunkt der bildseitigen Oberfläche 122 der dritten Linse 12 beabstandet.The
Die bildseitige Oberfläche der vierten Linse 13 ist identisch in ihrer Geometrie mit der objektseitigen Oberfläche 141 der fünften Linse 14. Sie ist konvex bezogen auf die fünfte Linse 14 geformt und weist einen Krümmungsradius von 59,0741 mm auf, ihr Scheitelpunkt ist 9,00 mm von dem der objektseitigen ersten Oberfläche 131 der vierten Linse 13 entfernt.The image-side surface of the
Die fünfte Linse 14 ist ebenfalls aus Kronglas gefertigt, besitzt eine Abbezahl von 67,74 und ein Brechungsindex von 1,595220. Die bildseitige zweite Oberfläche 142 der fünften Linse 14 ist ebenfalls konvex geformt, besitzt einen Krümmungsradius von -63,4152 mm und ihr Scheitelpunkt ist 8,00 mm von dem Scheitelpunkt der objektseitigen ersten Oberfläche 141 der fünften Linse 14 entfernt.The
An die fünfte Linse 14 schließt sich in einem Abstand von 1,00 mm eine Aperturblende an.An aperture stop follows the
In einem weiteren Abstand von 1,00 mm liegt der Scheitelpunkt der objektseitigen ersten Oberfläche 151 der sechsten Linse 15, die zusammen mit einer siebten Linse 16 ein Kittglied bildet. Dieses Kittglied bildet wiederum die dritte Linsenuntergruppe G23 der bildseitigen Linsengruppe G2.At a further distance of 1.00 mm is the apex of the object-side
Der Krümmungsradius der objektseitigen konvexen Oberfläche 151 beträgt 82,5025 mm, sein Scheitelpunkt ist 6,00 mm von dem Scheitelpunkt der objektseitigen ersten konkav geformten Oberfläche 161 der siebten Linse 16 entfernt. Die sechste Linse 15 ist aus dem gleichen Kronglas wie die fünfte Linse 14 gefertigt, es weist eine Abbezahl von 67,74 und einem Brechungsindex von 1,595220 auf.The radius of curvature of the object-side
Die siebte Linse 16 ist ebenfalls es einem Kronglas gefertigt, weist eine Abbezahl von 56,81 und einen Brechungsindex von 1,607379 auf. Die bereits erwähnte objektseitige erste Oberfläche 161 weist einen Radius von -67,1127 mm auf. Der Scheitelpunkt der objektseitigen Oberfläche 161 ist 5,00 mm von dem Scheitelpunkt der bildseitigen zweiten konvexen Oberfläche 162 entfernt.The
Die zweite konvexe objektseitige Oberfläche 162 weist einen Krümmungsradius von - 54,9014 mm auf.The second convex object-
An das die dritte Linsenuntergruppe G23 mit positiver Brechkraft bildende Kittglied schließt sich in einem Abstand von 10,00 mm - bezogen auf die Scheitelpunkte der Oberflächen - die achte Linse 17 an, welche die zweite Linsenuntergruppe G22 mit negativer Brechkraft bildet.The cemented element forming the third lens subgroup G23 with positive refractive power is followed at a distance of 10.00 mm--related to the vertices of the surfaces--by the
Die achte Linse 17 weist objektseitig eine konkav gekrümmte Oberfläche 171 mit einem Krümmungsradius von - 55,0234 mm auf, bildseitig ist eine ebenfalls konkav gekrümmte Oberfläche 172 mit einem Krümmungsradius von 68,6862 mm vorgesehen. An ihren Scheitelpunkten sind die Oberflächen 171, 172 4,00 mm voneinander beanstandet. Die achte Linse 17 ist aus einem Flintglas mit einer Abbezahl von 42,41 und einem Brechungsindex von 1,637750 gefertigt.On the object side, the
Die sich daran anschließende erste Linsenuntergruppe G21 der zweiten Linsengruppe G2 besteht im Wesentlichen aus zwei Meniskuslinsen 18, 19.The adjoining first lens subgroup G21 of the second lens group G2 essentially consists of two
Die objektseitige erste Linse 18 der ersten Linsenuntergruppe G21 ist wiederum aus dem Kronglas der fünften Linse 14 und der sechsten Linse 15 gefertigt, das eine Abbezahl von 67,74 und einen Brechungsindex von 1,595220 aufweist. Die objektseitige Oberfläche 181 der neunten Linse 18 ist konkav geformt, ihr Scheitelpunkt ist 15,00 mm von dem Scheitelpunkt der bildseitigen zweiten Oberfläche 172 der achten Linse 17 entfernt und weist einen Krümmungsradius von -89,8561 mm auf. Die zweite bildseitige Oberfläche 182 ist konvex geformt, weist einen Krümmungsradius von -52,0433 mm auf und ist 7,00 mm von dem Scheitelpunkt der objektseitigen ersten Oberfläche 181 entfernt.The object-side
Die zehnte Linse 19 bildet zusammen mit der neunten Linse 18 die erste Linsenuntergruppe G21. Die zehnte Linse 19 ist aus einem Flintglas mit einer Abbezahl von 18,90 und einem Brechungsindex von 1,922860 gefertigt. Die objektseitige erste konvexe Oberfläche 191 weist einen Krümmungsradius von 85,7767 auf. Ihr Scheitelpunkt ist 2,00 mm von dem Scheitelpunkt der zweiten bildseitigen Oberfläche 182 der neunten Linse 18 entfernt. Die zweite bildseitige konkav geformte Oberfläche 192 der zehnten Linse 19 weist einen Krümmungsradius von 88,7231 mm auf; ihr Scheitelpunkt ist 6,00 mm von dem Scheitelpunkt der ersten objektseitigen Oberfläche 191 entfernt.The
Das Objekt OBJ ist 126,58 mm von dem Scheitelpunkt der ersten Oberfläche 101 der ersten Linse 10 entfernt. Das Bild BIL ist 303,40 mm von dem Scheitelpunkt der zweiten Oberfläche 192 der zehnten Linse 19 entfernt.The object OBJ is 126.58mm away from the vertex of the
Die Oberflächenbezeichnungen, Radien, Dicken und Materialangaben sind in der nachfolgenden Tabelle noch einmal übersichtlich zusammengefasst.
Es ergibt sich wiederum ein Linsensystem mit zehn Linsen. Die Abfolge der einzelnen Linsen von Objekt zu Bild und ihre Zugehörigkeit zu den Linsenuntergruppen sind wie folgt:
Einer erste Meniskuslinse 20 mit einer objektseitigen konkaven Oberfläche 201 und einer bildseitigen konvexen Oberfläche 202 bildet zusammen mit einer zweitenLinse 21, die eine objektseitige konvexe Oberfläche 211 und eine bildseitige konvexe Oberfläche 222 aufweist, die erste Linsenuntergruppe G11 mit positiver Brechkraft der ersten Linsengruppe G1.
- A
first meniscus lens 20 with an object-sideconcave surface 201 and an image-sideconvex surface 202 forms together with asecond lens 21, which has an object-sideconvex surface 211 and an image-sideconvex surface 222, the first lens subgroup G11 with positive refractive power of the first lens group G1.
Die zweite Linsenuntergruppe G12 wird durch ein Kittglied aus einer dritten Linse 22, die eine objektseitige konvexe Oberfläche 221 aufweist, und einer vierten Linse 23 mit einer objektseitigen konkaven Oberfläche 231 und einer bildseitigen konkaven Oberfläche 232 gebildet. Die zweite Linsenuntergruppe G12 weist eine negative Brechkraft auf.The second lens sub-group G12 is formed by cementing a
Die dritte Linsenuntergruppe G13 der ersten Linsengruppe G1 wird durch eine einzelne Meniskuslinse, nämlich die fünfte Linse 24, gebildet, die eine objektseitige konvexe Oberfläche 241 und eine bildseitige konkave Oberfläche 242 aufweist.The third lens subgroup G13 of the first lens group G1 is formed by a single meniscus lens, namely the
An die dritte Linsenuntergruppe G13 der ersten Linsengruppe G1 schließt sich die dritte Linsenuntergruppe G23 mit positiver Brechkraft der zweiten Linsengruppe G2 an. Zwischen den beiden Linsenuntergruppen ist die Aperturblende APE angeordnet.The third lens subgroup G13 of the first lens group G1 is followed by the third lens subgroup G23 with a positive refractive power of the second lens group G2. The aperture stop APE is arranged between the two lens subgroups.
Die dritte Linsenuntergruppe G23 der zweiten Linsengruppe G2 besteht im Wesentlichen aus einer einzelnen Meniskuslinse, nämlich der sechsten Linse 25, die eine objektseitige konkave Oberfläche 251 und eine bildseitige konvexe Oberfläche 252 aufweist.The third lens subgroup G23 of the second lens group G2 consists essentially of a single meniscus lens, namely the
Die zweite Linsenuntergruppe G22 der zweiten Linsengruppe G2 weist wiederum eine negative Brechkraft auf und umfasst ein Kittglied. Das Kittglied besteht im Wesentlichen aus einer siebten Linse 26 mit einer objektseitigen konkaven Oberfläche 261, deren Geometrie weitgehend derjenigen der nah benachbarten bildseitigen Oberfläche 252 der sechsten Linse 25 folgt. Bildseitig schließt sich über die Kittstelle die objektseitige konvexe Oberfläche 271 der achten Linse 27 an, mit der die siebte Linse 26 das Kittglied bildet. Die achte Linse 27 weist bildseitig eine konvexe Oberfläche 272 auf.The second lens subgroup G22 of the second lens group G2 in turn has a negative refractive power and includes a cemented component. The cemented element consists essentially of a
Die erste Linsenuntergruppe G21 der zweiten Linsengruppe G2 weist eine positive Brechkraft auf und besteht im Wesentlichen aus einer bikonvexen neunten Linse 28 mit einer objektseitigen Oberfläche 281 und einer bildseitigen Oberfläche 282 sowie aus einer Meniskuslinse 29 mit einer objektseitigen konvexen Oberfläche 291 und einer konkaven bildseitigen Oberfläche 292.The first lens subgroup G21 of the second lens group G2 has a positive refractive power and essentially consists of a biconvex
Die Krümmungsradien, Dicken und Glasparameter der Linsen ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle:
Das Linsensystem 3 weist dreizehn Linsen auf, von denen vier zu zwei Kittgliedern gefügt sind. Die Abfolge der einzelnen Linsen von Objekt zu Bild und ihre Zugehörigkeit zu den Linsenuntergruppen sind wie folgt:
- Die erste Linsenuntergruppe G11 der ersten Linsengruppe G1 weist eine positive Brechkraft auf und besteht im Wesentlichen aus einer ersten objektseitigen Meniskuslinse 30 mit einer objektseitigen konvexen Oberfläche 301 und einer bildseitigen konkaven Oberfläche 302 sowie einer bildseitigen zweiten Meniskuslinse 31 mit einer objektseitigen konvexen Oberfläche 311 und einer bildseitigen konkaven Oberfläche 312.
- The first lens subgroup G11 of the first lens group G1 has a positive refractive power and essentially consists of a first object-
side meniscus lens 30 with an object-sideconvex surface 301 and an image-sideconcave surface 302 and an image-sidesecond meniscus lens 31 with an object-sideconvex surface 311 and an image-sideconcave surface 312.
Die zweite Linsenuntergruppe G12 der ersten Linsengruppe G1 weist eine insgesamt negative Brechkraft auf und besteht im Wesentlichen aus zwei Einzellinsen. Eine dritte Meniskuslinse 32 weist objektseitig eine konkave Oberfläche 321 und bildseitig eine konvexe Oberfläche 322 auf. Die vierte Linse 33 ist bikonkav und weist objektseitig eine konkave Oberfläche 331 und bildseitig eine konkave Oberfläche 332 auf.The second lens subgroup G12 of the first lens group G1 has an overall negative refractive power and essentially consists of two individual lenses. A
Die dritte Linsenuntergruppe G13 der ersten Linsengruppe G1 weist eine insgesamt positive Brechkraft auf und besteht im Wesentlichen aus einem Kittglied und einer bikonkaven Einzellinse. Das Kittglied setzt sich aus einer fünften Linse 34 mit einer objektseitig konvexen Oberfläche 341 und einer sechsten Linse 35 zusammen, die objektseitig eine konvexe Oberfläche 351, an welche die fünfte Linse 34 angekittet ist, und bildseitig eine konkave Oberfläche 352 aufweist. Die weitere zu der dritten Linsengruppe G13 gehörige Einzellinse ist die siebte bikonkave Linse 36 mit einer objektseitigen Oberfläche 361 und einer bildseitigen Oberfläche 362.The third lens subgroup G13 of the first lens group G1 has an overall positive refractive power and essentially consists of a cemented component and a biconcave single lens. The cemented element is composed of a
Die dritte Linsenuntergruppe G23 der zweiten Linsengruppe G2 wird aus einem Kittglied mit positiver Brechkraft gebildet, das sich aus der achten Linse 37 und der neunten Linse 38 zusammensetzt. Die achte Linse 37 ist bikonvex mit einer objektseitigen Oberfläche 371, die neunte Linse 38 ist meniskenförmig mit einer konkaven objektseitigen Oberfläche 381, an die objektseitig die achte Linse 37 angekittet ist, und einer konvexen bildseitigen Oberfläche 382, ausgebildet.The third lens sub-group G23 of the second lens group G2 is formed of a cemented component composed of the
Die zweite Linsenuntergruppe G22 der zweiten Linsengruppe G2 wird aus der zehnten Linse 39 und der elften Linse 40 gebildet, die zusammen eine negative Brechkraft aufweisen. Die zehnte Linse 39 ist bikonkav mit einer objektseitigen Oberfläche 391 und einer bildseitigen Oberfläche 392, die elfte Linse 40 ist als Meniskuslinse ausgebildet mit einer konvexen objektseitigen Oberfläche 401 und einer objektseitigen konkaven Oberfläche 402.The second lens subgroup G22 of the second lens group G2 is composed of the
Die erste Linsenuntergruppe G21 der zweiten Linsengruppe G2 besteht im Wesentliche aus zwei Meniskuslinsen 41, 42. Die objektseitig erste dieser Meniskuslinsen bildet die zwölfte Linse 41, die objektseitig eine konkave Oberfläche 411 und bildseitig eine konvexe Oberfläche 412 aufweist. Die zweite, bildseitige Meniskuslinse ist die dreizehnte Linse 42, die ebenfalls objektseitig eine konkave Oberfläche 421 und bildseitig eine konvexe Oberfläche 422 aufweist.The first lens subgroup G21 of the second lens group G2 consists essentially of two
Die Krümmungsradien, Dicken und Glasparameter der Linsen ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle:
Das Prüfsystem 2000 weist eine Inspektionskamera-Anordnung 2005 mit einer Anzahl an Inspektionskameras 2006 mit jeweils einem Makroobjektiv 1001 mit einem Linsensystem auf. Je nach Anwendungsfall kann auch ein anderes Makroobjektiv 1002, 1003 oder ein Makroobjektiv mit einer anderen geeigneten Brennweite gemäß der Erfindung eingesetzt sein. Die Anzahl an Inspektionskameras 2006 ist in der in
Das Prüfsystem 2000 weist in dieser Ausführungsform eine Fördereinrichtung 2004 auf, die in dieser Ausführungsform das zu inspizierende Objekt 2001 horizontal entlang einer Förderrichtung 2002 relativ zu der Reihe 2008, insbesondere senkrecht zu der Reihe 2008, fördert. Bei der Fördereinrichtung 2004 kann es sich beispielsweise um ein Förderband oder einen Verschiebetisch handeln. Selbstverständlich kann die Fördereinrichtung 2004 auch für eine Förderbewegung in andere Richtungen als in der Horizontalen ausgelegt sein. Des Weiteren kann alternativ auch vorgesehen sein, anstelle des Objekts 2001 die Inspektionskamera-Anordnung 2005 relativ zu dem zu inspizierenden Objekt 2001 zu bewegen.In this embodiment, the
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