DE19654175C2

DE19654175C2 - Weitwinkel-Linsensystem

Info

Publication number: DE19654175C2
Application number: DE19654175A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kawamura
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: US5760973A; DE19654175A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes Weitwinkel-Linsensystem, das geeignet bei einem Photoobjektiv einer Kompaktkamera oder einer digitalen Kamera verwendet werden kann.

Eine Objektiv-Verschluß-Kamera, die eine Objektiv-Verschluß-Einheit und einen Linsensystem-Einzugmechanismus beinhaltet, ist bekannt. Der Linsensystem- Einzugmechanismus wird ebenso als einziehbarer Fassungsmechanismus bezeichnet. Wenn die Kamera dieses Typs arbeitet, versetzt der Einzugsmechanismus das Linsensystem in einen Betriebszustand, so daß das Linsensystem arbeiten kann. Wenn die Kamera nicht verwendet wird, versetzt der Einzugsmechanismus das Linsensystem in einen eingezogenen Zustand, so daß das Linsensystem innerhalb der Kamera gehalten wird.

Deshalb ist es bei der Gestaltung eines Linsensystems einer Kompaktkamera des obigen Typs wünschenswert, die Gesamtdicke des Linsensystems so klein wie möglich zu machen, so daß das Linsensystem in dem zurückgezogenen Zustand in geeigneter Weise in der Kompaktkamera aufgenommen wird.

Aus praktischer Sicht gibt es die folgenden Hauptanforderungen an ein Linsensystem einer Kompaktkamera des obigen Typs: (1) Das Linsensystem muß die Spezifikationen des Photoobjektivs der Kamera erfüllen, zum Beispiel Öffnungszahl 2,8/Brennweite 28 mm, und zur selben Zeit muß es eine hohe Leistungsfähigkeit bereitstellen, um angemessen die Aberrationen des Linsensystems zu korrigieren; (2) das Linsensystem muß eine ausreichende Quantität an Umfangslichtstrahlen bzw. Randlichtstrahlen bereitstellen, ohne die Durchmesser der Vorder- und Hinterlinsenelemente in dem Linsensystem zu erhöhen; und (3) ein Linsensystem-Einzugmechanismus mit einer einfachen Struktur kann in der Kamera verwendet werden, ohne den Brennpunkt abstand von der Linsenrückseite bzw. die Schnittweite des Linsensystems zu erhöhen.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-134175 offenbart ein Linsen system, das einige der oben beschriebenen Anforderungen erfüllt. Jedoch liegt das Verhältnis der Gesamtdicke (D) des Linsensystems zu der Brennweite (f) des Linsen systems, das in der obigen Veröffentlichung offenbart ist, in einem Bereich von 0,803 bis 0,954, wenn die F2,8/28 mm Spezifikationen in Betracht gezogen werden. Es ist sehr schwierig für dieses Linsensystem, eine verringerte Gesamtdicke bezüglich des eingezogenen Zustands und eine gute Leistungsfähigkeit, um die Aberrationen der Linsenelemente angemessen zu korrigieren, bereitzustellen.

Aus DE-AS 12 23 576 ist ein Weitwinkelobjektiv bekannt, bei dem zwei sammelnde Linsenglieder beidseitig nach einem größeren Luftraum von zerstreuenden Linsenglie dern mit zur Blende hohlen Flächen umfasst werden und welches durch die zwischen den beiden sammelnden Linsengliedern angebrachte Blende oder Pupille in zwei Hälften geteilt wird. In den beiden sammelnden Linsengliedern ist je eine Kittfläche eingefügt, die ihre erhabenen Flächen einander zukehren. Die Brechzahl an den hohlen Seiten ist größer als die an den erhabenen Seiten. Die Hälften werden durch die unterschiedliche Ausgestaltung der sammelnden Linsen wieder ungleich, und zwar so, dass in einer Hälfte das sammelnde Linsenglied an der der Blende abgekehrten Seite einen zur Blende hohlen zerstreuenden Meniskus in einem Abstand aufweist, der sich von den der Blende näherliegenden Linsen innerhalb von Null bis 0,12 f bewegt. Das beschriebene Weitwinkelobjektiv ist vom symmetrischen Typ.

Aus M. Berek, Grundlagen der praktischen Optik, 1930, S. 94-S. 96 ist eine allge meine Bedingung für den Ansatz eines Linsensystems und insbesondere die Petzval- Summe bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es das Linsensystem zu verkürzen, so dass dennoch eine gute Abbildungsleistung erzielt wird.

Vorstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft stellt die vorliegende Erfindung ein kompaktes Weitwinkel-Linsensystem bereit, das eine verringerte bzw. reduzierte Gesamtdicke aufweist, die für eine Kom paktkamera geeignet ist, in der das Linsensystem in dem eingezogenen Zustand festgelegt ist, und die gleichzeitig eine gute Leistungsfähigkeit aufweist, um angemes sen Aberrationen des Linsensystems zu korrigieren.

Vorteilhaft umfasst ein Weitwinkel-Linsensystem folgendes:
Erste, zweite, dritte und vierte Objektivkomponenten, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektivseite zu einer Bildflächenseite entlang einer opti schen Achse angeordnet sind; und eine Blende, die zwischen der zweiten Objektivkomponente und der dritten Objektivkomponente vorgesehen ist, wobei die erste Objektivkomponente eine Bikonkavlinse aufweist, wobei die erste Objektivkomponente eine erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist, wobei die zweite Objektivkompo nente eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die zweite Objektivkomponente eine zweite Brech kraft ϕ2 aufweist, die positiv ist, wobei die dritte Objektivkomponente eine Negativ linse, eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die dritte Objektivkomponente eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweist, die positiv ist, wobei die vierte Objektivkomponente eine Negativlinse aufweist, wobei die vierte Objektivkomponente eine vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist, wobei die erste Brechkraft, die zweite Brechkraft, die dritte Brechkraft und die vierte Brechkraft die folgenden Bedingungen erfüllen:

0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5 (1) und

1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0 (2).

Vorteilhaft umfasst ein Weitwinkel-Linsensystem folgendes:
Ein erstes Linsenelement, das eine Bikonkavlinse ist, die eine erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist; ein zweites Linsenelement, das eine Positivlinse ist; ein drittes Linsenelement, das eine Negativlinse ist, wobei das zweite und das dritte Linsenelement eine zweite Brechkraft ϕ2 aufweisen, die positiv ist; ein viertes Linsen element, das eine Negativlinse ist; ein fünftes Linsenelement, das eine Positivlinse ist; ein sechstes Linsenelement, das eine Negativlinse ist, wobei das vierte, das fünfte und das sechste Linsenelement eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweisen, die positiv ist; ein siebtes Linsenelement, das eine Negativlinse ist, das eine vierte Brechkraft ϕ4 auf weist, die negativ ist; und eine Blende, die zwischen dem dritten Linsenelement und dem vierten Linsenelement vorgesehen ist, wobei das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte, das sechste und das siebte Linsenelement in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind, wobei die erste Brechkraft, die zweite Brechkraft, die dritte Brechkraft und die vierte Brechkraft die folgenden Bedingungen erfüllen:

0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5; (1) und

1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0. (2)

Vorteilhaft umfasst ein Weitwinkel-Linsensystem folgendes:
Eine erste Objektivkomponente, eine zweite Objektivkomponente, eine dritte Objek tivkomponente und eine vierte Objektivkomponente, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind; und eine Blende, die zwischen der zweiten Objektivkomponente und der dritten Objektivkomponente vorgesehen ist, wobei die erste Objektivkomponente eine Bikonkavlinse, aufweist, wobei die erste Objektivkomponente eine erste Brech kraft ϕ1 aufweist, die negativ ist, wobei die zweite Objektivkomponente eine Positiv linse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung ange ordnet sind, wobei die zweite Objektivkomponente eine zweite Brechkraft ϕ2 aufweist, die positiv ist, wobei die dritte Objektivkomponente eine Negativlinse, eine Positivlin se und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeord net sind, wobei die dritte Objektivkomponente eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweist, die positiv ist, wobei die vierte Objektivkomponente eine Negativlinse aufweist, wobei die vierte Objektivkomponente eine vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist, wobei I und J ganze Zahlen sind und J-te Linse der I-ten der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Linsenkomponenten einen Brechungsindex aufweist, der durch N(I, J) dargestellt wird und wobei ein Brechungsindex N(3, 2) der Positivlinse in der dritten Objektivkomponente, ein Brechungsindex N(3, 1) der Negativlinse in der dritten Objektivkomponente und ein Brechungsindex N(3, 3) der Negativlinse in der dritten Objektivkomponente die folgende Bedingung erfüllen: 0,1 < N(3, 2) - {N(3, 1) + N(3, 3)}/2.

Bezüglich des Weitwinkel-Linsensystems der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine verringerte Gesamtdicke und eine gute Leistungsfähigkeit, um angemessen die Aberrationen der Linsenelemente zu korrigieren, zu erreichen, obwohl sogar die F2,8/28 mm Spezifikationen erfüllt werden. Da das kompakte Weitwinkel-Linsen system der vorliegenden Erfindung eine verringerte Gesamtdicke aufweist, kann es in geeigneterweise bei einer Kompaktkamera mit einem Einzugmechanismus verwendet werden, der das Linsensystem in den eingezogenen Zustand versetzt. Das Weitwinkel- Linsensystem der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, daß der Einzugmechanismus der Kamera mit einer einfachen Struktur gestaltet wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung hervor. Zu den beigefügten Figuren wird folgendes bemerkt:

Fig. 1 ist ein Diagramm, um eine Konstruktion eines kompakten Weitwinkel- Linsensystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;

Fig. 2 ist ein Diagramm, um eine Konstruktion eines kompakten Weitwinkel- Linsensystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;

Fig. 3 ist ein Diagramm, um eine Variation des kompakten Weitwinkel- Linsensystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;

Fig. 4 ist ein Diagramm, um eine Variation des kompakten Weitwinkel- Linsensystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;

Fig. 5, 6 und 7 sind Diagramme, die Aberrationen gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 des kompakten Weitwinkel-Linsensystems in Fig. 1 zeigen;

Fig. 8 und 9 sind Diagramme, die Aberrationen gemäß den Beispielen 4 und 5 des kompakten Weitwinkel-Linsensystems in Fig. 2 zeigen; und

Fig. 10 und 11 sind Diagramme, die Aberrationen gemäß den Beispielen 6 und 7 des kompakten Weitwinkel-Linsensystems in den Fig. 3 und 4 zeigen.

Es werden nun die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Konstruktion eines kompakten Weitwinkel-Linsensystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt das kompakte Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform eine Anzahl von Objektivkomponenten einschließlich einer ersten Objektivkomponente L1, einer zweiten Objektivkomponente L2, einer dritten Objektivkomponente L3 und einer vierten Objektivkomponente L4, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite (bei welcher es sich um die linke Seite dieser Zeichnung handelt) zu einer Bildflächenseite (bei welcher es sich um die rechte Seite dieser Zeichnung handelt) entlang einer optischen Achse angeordnet sind.

Das Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform umfaßt eine Blende "S", die zwischen der zweiten Objektivkomponente (L2) und der dritten Objektiv komponente L3 vorgesehen ist.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet jeder der Objektivkomponenten L1 bis L4 ein Linsenelement oder eine Anzahl von Linsen elementen. Um eines der Linsenelemente in einem der Objektivkomponenten L1 bis L4 zu identifizieren, wird die J-te der Linsenelemente, die in der I-ten der Objektiv komponenten L1 bis L4 enthalten ist, durch L(I, J) dargestellt, wobei I und J ganze Zahlen sind. Die Objektivkomponenten und die Linsenelemente, die darin beinhaltet sind, werden in der Richtung von der Objektseite aus gezählt.

Die erste Objektivkomponente L1 beinhaltet eine bikonkave Linse L(1, 1) und die erste Objektivkomponente L1 weist eine erste Brechkraft ϕ1 auf, die negativ ist.

Die zweite Objektivkomponente L2 beinhaltet eine Positivlinse L(2, 1) und eine Negativlinse L(2, 2), die in dieser Ordnung in der Richtung angeordnet sind. Die zweite Objektivkomponente L2 weist insgesamt eine zweite Brechkraft ϕ2 auf, die positiv ist.

Die dritte Objektivkomponente L3 beinhaltet eine Negativlinse L(3, 1), eine Positivlinse L(3, 2) und eine Negativlinse L(3, 3), die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind. Die dritte Objektivkomponente L3 weist insgesamt eine dritte Brechkraft ϕ3 auf, die positiv ist.

Die vierte Objektivkomponente L4 beinhaltet eine Negativlinse L(4, 1). Die vierte Linsenkomponente L4 weist eine vierte Brechkraft ϕ4 auf, die negativ ist.

Bei dem oben beschriebenen Linsensystem erfüllen die erste Brechkraft ϕ1, die zweite Brechkraft ϕ2, die dritte Brechkraft ϕ3 und die vierte Brechkraft ϕ4 die folgenden Bedingungen:

0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5 (1)

1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0. (2)

Im allgemeinen wird eine Linse mit einer Brechkraft, die kleiner als Null oder negativ ist, eine Negativlinse genannt und eine Linse mit einer Brechkraft, die größer ist als Null oder positiv, wird eine Positivlinse genannt. Die Brechkraft einer Objektiv komponente als Ganzes ist reziprok zu einer Brennweite der Objektivkomponente.

Das Weitwinkel-Linsensystem, bei dem die obigen Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, verwendet eine symmetrische Anordnung der Brechkräfte der Objektiv komponenten L1 bis L4, d. h. die Brechkräfte ϕ1, ϕ2, ϕ3 und ϕ4 sind in dieser Ordnung negativ, positiv, positiv und negativ. Das Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform liefert eine gute Leistungsfähigkeit, um die Aberratio nen des Linsensystems angemessen zu korrigieren. Jedoch ist es schwierig, eine Verringung des Verhältnisses der Gesamtbreite (D) des Linsensystems zur Brennweite (f) des Linsensystems bereitzustellen, falls die Anordnung der Konfiguration der Linsen bzw. Objektive symmetrisch ist.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem, bei dem die Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, beinhaltet die erste Objektivkomponente L1 die Bikonkavlinse L(1, 1), bei der es sich nicht um eine negative Meniskuslinse handelt, um eine Verringerung der Gesamtbreite des Linsensystems sowie eine gute Leistungsfähigkeit bereitzustellen, um angemessen die Aberrationen des Linsensystems zu korrigieren.

Die obige Bedingung (1) legt einen Bereich des Verhältnisses der Brechkraft ϕ1 der ersten Objektivkomponente L1 zu der Brechkraft ϕ4 der vierten Objektivkomponente L4 fest, der für ein Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, bei dem eine Verringerung der Gesamtdicke des Linsensystems und eine hohe Leistungsfähigkeit des Linsen systems zueinander kompatibel sind bzw. gleichzeitig zulässig sind.

Wenn der Parameter ϕ1/ϕ4 der Bedingung (1) geringer ist, als die untere Grenze (= 0,7), wird die Anordnung der Brechkräfte asymmetrisch sein und es ist schwierig, die Bildkrümmung bzw. die Feldwölbung angemessen zu korrigieren. Ebenso wird in einem derartigen Fall die Verzeichnung zu groß sein und es ist schwierig, die Verzeichnung zu korrigieren.

Wenn der Parameter ϕ1/ϕ4 der Bedingung (1) größer ist, als die obere Grenze (= 2,5), wird die Gesamtlänge des Weitwinkel-Linsensystems von der ersten Brechungsfläche bis zur Bildfläche nicht um eine geeignete Länge reduziert sein. Obwohl die Gesamtdicke des Linsensystems im eingezogenen Zustand verringert werden kann, ist es schwierig, den Einzugmechanismus zum Halten des Linsen systems im Inneren der Kamera zu gestalten, indem eine einfache Struktur verwendet wird.

Die obige Bedingung (2) legt einen Bereich des Verhältnisses der Brechkraft ϕ2 der zweiten Objektivkomponente L2 zu der Brechkraft ϕ3 der dritten Objektivkomponente L3 fest, der für ein Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, in dem eine Verringerung der Gesamtdicke des Linsensystems und eine hohe Leistungsfähigkeit des Linsen systems miteinander kompatibel sind.

Wenn der Parameter ϕ2/ϕ3 der Bedingung (2) geringer ist, als die untere Grenze (= 1,8) wird die Schnittweite bzw. der Brennpunktabstand von der Linsenrückseite des Linsensystems zu groß sein und es schwierig sein, die Aberrationen des Linsensystems angemessen zu korrigieren. Wenn der Parameter ϕ2/ϕ3 der Bedingung (2) größer ist, als die obere Grenze (= 7,0), werden die sphärischen Aberrationen zu groß sein und es wird schwierig, die sphärischen Aberrationen angemessen zu korrigieren.

Das Weitwinkel-Linsensystem mit der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion weist nicht die oben beschriebenen Merkmale auf, sondern ebenso die folgenden Merkmale bzw. Eigenschaften, die wichtig sind, um die vorliegende Erfindung zu charakterisieren.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem weisen (egal ob die Bedingungen (1) und (2) nicht erfüllt sind) die J-te der Linsen in der I-ten der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Objektivkomponente L1, L2, L3 und M einen Brechungsindex auf, der durch N(I, J) dargestellt wird, wobei I und J ganze Zahlen sind, und ein Brechungsindex N(3, 2) der Positivlinse L(3, 2), ein Brechungsindex N(3, 1) der Negativlinse L(3, 1) und ein Brechungsindex N(3, 3) der Negativlinse L(3, 3) erfüllt die Bedingung:

0,1 < N(3, 2) - {N(3, 1) + N(3, 3)}/2. (1A)

Bei dem oben erwähnten Linsensystem weist die dritte Objektivkomponente L3 als Ganzes die dritte Brechkraft ϕ3 auf, die positiv ist, obwohl zwei Negativlinsen und eine Positivlinse in der dritten Objektivkomponente L3 beinhaltet sind. Falls die dritte Objektivkomponente L3 zwei Negativlinsen und eine Positivlinse beinhaltet und die dritte Brechkraft ϕ3 negativ ist, ist es wahrscheinlich, daß ein derartiges Weitwinkel- Linsensystem übermäßig Aberrationen vom Konvergenztyp erzeugen.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem, bei dem die Bedingung (1A) erfüllt ist, ist der Brechungsindex N(3, 2) der Positivlinse L(3, 2) angemessen größer, als der Mittelwert aus dem Brechungsindex N(3, 1) der Negativlinse L(3, 1) und dem Brechungsindex N(3, 3) der Negativlinse L(3, 3). Die Brechungsflächen zwischen den Linsenelementen in der dritten Objektivkomponente L3 können Konvergenz charakteristiken aufweisen und zweckmäßig bzw. geeignet die Aberrationen der Linsenelemente reduzieren. Bezüglich des oben erwähnten Linsensystems ist es möglich, eine gute Leistungsfähigkeit bereitzustellen, um angemessen die Aberratio nen zu korrigieren und das Absenken bzw. das Verringern des Ausgleichs der Leistungsfähigkeit der vier Objektivkomponenten aufgrund der Aberrationen zu verhindern.

Wenn der Parameter der Bedingung (1A) geringer ist, als die Grenze (= 0,1), wird die Summe des Petzvalschen Theorems zu groß sein und die Bildkrümmung wird ungeeignet sein. In einem derartigen Fall ist es schwierig, eine gute Leistungsfähigkeit bereitzustellen, um angemessen die Aberrationen der Linsenelemente zu korrigieren.

Es ist offensichtlich, daß das Weitwinkel-Linsensystem eine bessere Leistungsfähigkeit bereitstellt, um angemessen die Aberrationen der Linsenelemente zu korrigieren, falls die obige Bedingung (1A) in dem Weitwinkel-Linsensystem erfüllt ist.

Nimmt man Bezug auf Fig. 1, so weist bei dem Weitwinkel-Linsensystem, bei dem die Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, die J-te Linse L(I, J) in der I-ten Komponen te einen Brechungsindex N{L(I, J)} und eine Abbesche Zahl v{L(I, J)} auf. Ein Brechungsindex N{L(2, 1)} der Positivlinse L(2, 1) in der zweiten Objektiv komponente L2 und ein Brechungsindex N{L(3, 2)} der Positivlinse L(3, 2) in der dritten Objektivkomponente L3 erfüllen die Bedingung:

1,7 < [N{L(2, 1)} + N{L(3, 2)}]/2. (3)

Zur selben Zeit erfüllen bei dem Weitwinkel-Linsensystem, bei dem die Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, eine Abbesche Zahl v{L(2, 1)} der Positivlinse L(2, 1) und eine Abbesche Zahl v{L(2, 2)} der Negativlinse L(2, 2) bei der zweiten Objektiv komponente L2 die folgende Bedingung:

7 < v{L(2, 1)} - v{L(2, 2)}. (4)

In der Fig. 1 werden die Brechungsindizes N{L(2, 1)} und N{L(3, 2)}, die oben beschrieben sind, durch "N2" und "N3" bezeichnet und die Abbeschen Zahlen v{L(2, 1)} und v{L(2, 2)}, die oben beschrieben sind, werden mit "v2" und "v3" bezeichnet.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem bzw. bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung sind, unter den sieben Linsen, die in dem gesamten Linsensystem enthalten sind, die Linse L(2, 1) und die Linse L(3, 1), wie in Fig. 1 gezeigt, zwei Konvexlinsen. Es ist wünschenswert, die Aberrationen der zwei Konvexlinsen zu verhindern, um eine bessere Leistungsfähigkeit des Weitwinkel- Linsensystems bereitzustellen und um eine Absenkung der Leistungsfähigkeit aufgrund von Zusammenbaufehlern bzw. Herstellungsfehlern zu vermeiden.

Wenn der Parameter der Bedingung (3) unter der unteren Grenze (= 1,7) liegt, wird die Summe des Petzvalschen Theorems zu groß sein und der Astigmatismus und die Bildkrümmung bzw. Bildfeldkrümmung wird negativ sein, und es ist schwierig, den Astigmatismus und die Bildkrümmung zu korrigieren.

Wenn eine Verbindungslinse bzw. Verbundlinse ("junction lens") in der zweiten Objektivkomponente L2 oder der dritten Objektivkomponente L3 enthalten ist und der Parmeter der Bedingung (3) unter der unteren Grenze liegt, wird der Krümmungsradius einer Verbindungsfläche der Verbindungslinse zu groß sein, und es ist schwierig, eine derartige Verbindungslinse, die eine Konvexlinse enthält mit einer notwendigen Kantendicke zu erzeugen. Ebenso ist es in einem derartigen Fall schwierig, eine reduzierte Gesamtdicke des Linsensystems bereitzustellen.

Es ist bezüglich des Weitwinkel-Linsensystems der vorliegenden Erfindung möglich, die Korrektur der axialen chromatischen Aberration bzw. des axialen Farbfehlers und die Korrektur des Vergrößerungs-Farbfehlers ineinander umwandelbar bzw. konvertierbar zu machen, indem die chromatischen Aberrationen bzw. die Farbfehler sowohl auf der Objektseite als auch auf der Bildflächenseite der Aperturblende S korrigiert werden.

Die obige Bedingung (4) legt einen Bereich der Anforderung fest, der mit der Abbeschen Zahl der Linsen in der zweiten Objektivkomponente L2 in Beziehung steht und der für ein Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, das zur angemessenen Korrektur der chromatischen Aberrationen des Linsensystems vorteilhaft ist.

Wenn der Parameter der Bedingung (4) unter der unteren Grenze (= 7) liegt, ist es schwierig, die chromatische Aberration auf der Objektseite der Aperturblende S zu korrigieren. Ebenso wird der Krümmungsradius einer Verbindungsfläche der Verbindungslinse zu groß sein und es wird schwierig sein, das Weitwinkel-Linsen system, das eine derartige Verbindungslinse beinhaltet, herzustellen, wenn eine Verbindungslinse in der zweiten Objektivkomponente L2 enthalten ist und der Parameter der Bedingung (4) unter der untersten Grenze liegt. Ebenso ist es in einem derartigen Fall schwierig, eine Verringerung der Gesamtdicke des Linsensystems bereitzustellen, insbesondere desjenigen, das auf der Objektseite der Aperturblende S liegt.

Fig. 2 zeigt ein kompaktes Weitwinkel-Linsensystem in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 zeigt eine Variation des kompakten Weitwinkel-Linsensystems in der zweiten Ausführungsform und Fig. 4 zeigt eine Variation des kompakten Weitwinkel-Linsensystems in der ersten Ausführungsform.

Weiter weist die K-te der Brechungsflächen in der I-ten der Objektivkomponenten L1 bis L4 in dem Weitwinkel-Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) erfüllt sind, einen Krümmungsradius R(I, K) auf, wo K eine ganze Zahl ist. Die Brechungs flächen in dem Weitwinkel-Linsensystem werden in der Richtung von der Objektseite aus gezählt.

Bei dem oben beschriebenen Linsensystem, bei dem die Bedingungen (1)-(4) erfüllt sind, weist die vierte Objektivkomponente L4 eine einzige Negativlinse L(4, 1) auf, wobei die Negativlinse L(4, 1) eine erste Brechungsfläche aufweist, die eine asphärische Fläche ist, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Rand bzw. den Umfang der asphärischen Fläche zunimmt. Ein Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1) der ersten Brechungsfläche der Negativlinse L(4, 1) in der vierten Objektivkomponente L4 und ein Krümmungsradius R(4, 2) der zweiten Brechungs fläche der Negativlinse L(4, 1) in der vierten Objektivkomponente L4 erfüllen die folgende Bedingung:

-6 < {R(4, 1) + R(4, 2)}/{R(4, 1) - R(4, 2)} < 2. (5)

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Brechungsfläche der Negativlinse L(4, 1) als eine asphärische Fläche ausgebildet, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Rand bzw. Umfang der asphärischen Fläche zunimmt. Die asphärische Fläche der Negativlinse L(4, 1) in der vierten Objektivkomponente L4 wirkt, um die Bildverkrümmung und die Asymmetrie fehler angemessen zu korrigieren.

Die obige Bedingung (5) legt einen Bereich der Anforderung fest, der mit dem Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1) der ersten Brechungsfläche der Negativlinse L(4, 1) der asphärischen Fläche und dem Krümmungsradius R(4, 2) der zweiten Brechungsfläche der Negativlinse L(4, 1) in Beziehung steht, und der für ein Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, das für eine angemessene Korrektur der Aberrationen des Linsensystems vorteilhaft ist.

Wenn der Parameter der Bedingung (5) unter der untersten Grenze (= -6) liegt, wird die Divergenzcharakteristik der vierten Objektivkomponente L4, um die Lichtstrahlen von den Umfangsabschnitten bzw. Randbereichen der Negativlinse L(4, 1) divergent zu machen, beachtlich erhöht und es ist schwierig, die Asymmetriefehler des Linsensystems angemessen zu korrigieren. Ebenso ist der Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1) der ersten Brechungsfläche der Negativlinse L(4, 1) der asphärischen Oberfläche zu groß und es ist schwierig, das Weitwinkel-Linsensystem, das eine derartige Linse L(4, 1) enthält, herzustellen. In einem derartigen Fall ist es schwierig, eine Verringerung der Gesamtdicke des gesamten Linsensystems bereitzustellen.

Wenn der Parameter der Bedingung (5) größer ist als die Obergrenze (= 2), ist der Brechungswinkel der Lichtstrahlen von den Umfangsabschnitten der Negativlinse L(4, 1) zu groß und es ist schwierig, die Asymmetriefehler der Negativlinse L(4, 1) in Auswärtsrichtungen zu korrigieren.

Alternativ weist die vierte Objektivkomponente L4 eine Hybrid-Negativlinse L(4, 1), die in Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigt ist, in dem oben beschriebenen Linsensystem, bei dem die Bedingungen (1)-(4) erfüllt sind auf. Die Hybrid-Negativlinse L(4, 1) in Fig. 3 und 4 weist eine Harzschicht (bzw. Kunststoffschicht) "PL" und eine erste Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse auf, wobei die Harzschicht eine asphärische Oberfläche aufweist. In der vierten Objektivkomponente L4 erfüllen ein Radius paraxialer Krümmung R(4, 1) der asphärischen Fläche der Harzschicht PL und ein Krümmungsradius R(4, 3) der dritten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse L(4, 1) die folgende Bedingung:

-6 < {R(4, 1) + R(4, 3)}/{R(4, 1) - R(4, 3)} < 2. (5A)

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Brechungsfläche (auf der Objektseite) der Harzschicht PL der vierten Objektiv komponente L4 der Hybrid-Negativlinse nie von der Hand eines Kamerabedieners berührt. Obwohl die erste Brechungsfläche der Harzschicht PL, die als asphärische Oberfläche ausgebildet ist, leicht mit Fehlern bzw. Rissen versehen wird, ist es bezüglich der vorliegenden Erfindung möglich, wirksam zu verhindern, daß die erste Brechungsfläche der Harzschicht PL mit Rissen bzw. Fehlern versehen wird.

Da die Ausbildung der asphärischen Fläche auf einer Harzschicht der Hybrid- Negativlinse weniger teuer ist, als die Ausbildung der asphärischen Fläche auf einer Glaslinse, ist das Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung insoweit vorteilhaft, daß es eine Verringerung der Produktionskosten ermöglicht.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen, daß die erste Brechungsfläche der Harzschicht PL der Hybrid-Negativlinse L(4, 1) als eine asphärische Fläche ausgebildet wird, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Umfang der asphärischen Fläche zunimmt. Die zweite Brechungs fläche der Hybrid-Negativlinse L(4, 1), auf der die Harzschicht PL ausgebildet ist, weist einen Krümmungsradius R(4, 2) einer sphärischen Fläche auf.

Die obige Bedingung (5A) legt einen Anforderungsbereich fest, der mit dem Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1) der asphärischen Fläche der Harzschicht PL und dem Krümmungsradius R(4, 3) der dritten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse L(4, 1) in Beziehung steht und der für ein Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, das zur angemessenen Korrektur der Aberrationen des Linsensystems vorteilhaft ist, und zwar ähnlich zu der obigen Bedingung (5).

Wie in Fig. 3 gezeigt, weist die Hybrid-Negativlinse L(4, 1) den Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1), der asphärischen Fläche der Harzschicht PL, einen Krümmungsradius R(4, 2) der zweiten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse und den Krümmungsradius R(4, 3) der dritten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse auf.

Dementsprechend beinhaltet die vierte Objektivkomponente L4 in dem oben beschriebenen Linsensystem, bei dem die Bedingung (1)-(4) erfüllt sind, entweder die einzige bzw. einzelne Negativlinse L(4, 1) (gezeigt in den Fig. 1 und 2), die die erste Brechungsfläche als asphärische Fläche ausgebildet aufweist, oder die Hybrid-Negativlinse L(4, 1) (die in Fig. 3 und 4 gezeigt ist), die die Harzschicht PL mit der ersten Brechungsfläche aufweist, die als die asphärische Fläche ausgebildet ist.

Weiter weist die dritte Objektivkomponente L3 in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5) erfüllt sind oder in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5A) erfüllt sind, eine Konkavlinse L(3, 1), eine bikonvexe Linse L(3, 2) und eine Konkavlinse L(3, 3) auf, wobei die Bikonvexlinse L(3, 2) und die Konkavlinse L(3, 3) verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden, die in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Die Konkavlin se L(3, 1) weist eine erste Brechungsfläche mit einem großen Krümmungsradius auf. Eine Luftlinse zwischen der Konkavlinse L(3, 1) und der Bikonvexlinse L(3, 2) ist ausgebildet, wobei die Luftlinse eine fünfte Brechkraft ϕ_A aufweist und das gesamte Linsensystem eine Brechkraft ϕ aufweist. Die fünfte Brechkraft ϕ_A der Luftlinse und die Brechkraft ϕ des gesamten Linsensystems erfüllen die folgenden Bedingung:

0,2 < ϕ_A/ϕ < 1,8. (6)

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Luftlinse zwischen der Konkavlinse L(3, 1) und der Bikonvexlinse L(3, 2) in der dritten Objektivkomponente L3 zu verwenden, um die Aberrationen des Linsen systems zu korrigieren. Die fünfte Brechkraft der Luftlinse spielt in der vorliegenden Ausführungsform eine wichtige Rolle.

Die obige Bedingung (6) legt einen Bereich der fünften Brechkraft der Luftlinse fest, die oben erwähnt ist, was für ein Weitwinkel-Linsensystem angemessen ist und was für eine angemessene Korrektur der Abberationen des Linsensystems vorteilhaft ist.

Wenn der Parameter ϕ_A/ϕ der Bedingung (6) unter der untersten Grenze (= 0,2) liegt, nimmt die Rolle der Luftlinse zur Korrektur der Verzeichnung und des Astigmatismus des Linsensystems beträchtlich ab und es ist schwierig zu ermöglichen, daß das Ausgleichen bzw. der Abgleich der Aberrationen des gesamten Linsensystems korrigiert wird.

Wenn der Parameter ϕ_A/ϕ der Bedingung (6) größer ist als die Obergrenze (= 0,5), nimmt eine Divergenzcharakteristik der Luftlinse beträchtlich zu. Dies wird die Asymmetriefehler des Linsensystems erzeugen. Ebenso ist es in einem derartigen Fall wahrscheinlich, daß die Leistungsfähigkeit des gesamten Linsensystems stark bzw. scharf durch Zusammenbaufehler bzw. Herstellungsfehler der dritten Objektiv komponente L3 beeinflußt wird und es ist sehr schwierig, eine gute Leistungsfähigkeit des Weitwinkel-Linsensystems bereitzustellen.

Weiter weist die dritte Objektivkomponente L3 in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5) erfüllt sind oder in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5A) erfüllt sind eine Bikonkavlinse L(3, 1), eine Bikonvexlinse L(3, 2) und eine konkave Me niskuslinse L(3, 3) auf, wobei die drei Linsen verbunden sind, um eine Verbindungs linse auszubilden, die in Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Eine Brechungsfläche zwischen der Bikonkavlinse L(3, 1) und der Bikonvexlinse L(3, 2) in der Verbindungslinse weist eine sechste Brechkraft ϕ_C auf und das gesamte Linsensystem weist eine Brechkraft ϕ auf. Die sechste Brechkraft ϕ_C und die Brechkraft ϕ erfüllen die folgende Bedingung:

0,15 < ϕ_C/ϕ < 0,5. (7)

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet die dritte Objektivkomponente L3 die drei Linsen L(3, 1), L(3, 2) und L(3, 3), die verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden. Da die Leistungsfähigkeit der dritten Objektivkomponente L3 als Verbindungslinse kaum durch Produktionsfehler und Dezentrierung beeinflußt wird, ist das Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung für eine Teileverarbeitung und einen Systemzusammenbau auf einfache Weise vorteilhaft.

Wie oben beschrieben, hat die sechste Brechkraft ϕ_C der Brechungsfläche zwischen der Bikonkavlinse L(3, 1) und der Bikonvexlinse L(3, 2) in der Verbindungslinse eine wichtige Rolle.

Die obige Bedingung (7) legt einen Bereich der sechsten Brechkraft ϕ_C der oben erwähnten Brechungsfläche in der Verbindungslinse fest, der für ein Weitwinkel- Linsensystem geeignet ist und der für eine einfache Teileverarbeitung und einen einfachen Einheitenzusammenbau vorteilhaft ist.

Wenn der Parameter ϕ_C/ϕ der Bedingung (7) unter der untersten Grenze (= 0,15) liegt, nimmt die Rolle der oben erwähnten Brechungsfläche zur Korrektur der Verzeichnung und des Astigmatismus des Linsensystems beträchtlich ab und es ist schwierig zu ermöglichen, daß der Abgleich bzw. das Ausgleichen der Aberrationen des gesamten Linsensystems korrigiert wird.

Wenn der Parameter ϕ_C/ϕ der Bedingung (7) größer ist, als die obere Grenze (= 0,5), ist der Krümmungsradius der oben erwähnten Brechungsfläche zu groß und es ist sehr schwierig, die Bikonvexlinse L(3, 2) zu verarbeiten.

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Ausführungsform weist die dritte Objektivkomponente L3 als Verbindungslinse eine erhöhte Anzahl von Verbindungs flächen auf und er setzt Grenzen zwischen Luft und Linse durch die Verbindungs flächen. Das Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung ist zum angemessenen Korrigieren der Aberrationen des Linsensystems vorteilhaft.

Weiter weist die Bikonkavlinse L(1, 1) der ersten Objektivkomponente L1 in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5) erfüllt sind, oder in dem oben beschriebenen Linsensystem, in dem die Bedingungen (1)-(4) und (5A) erfüllt sind, eine erste Brechungsfläche und eine zweite Brechungsfläche auf und der Krümmungsradius R(1, 1) der ersten Brechungsfläche und der Krümmungs radius R(1, 2) der zweiten Brechungsfläche erfüllt die folgende Bedingung:

-1 < {R(1, 1) + R(1, 2)}/{R(1, 1) - R(1, 2)} < 0. (8)

Bei dem Weitwinkel-Linsensystem der vorliegenden Erfindung weist die erste Objektivkomponente L1 die Bikonkavlinse und die vierte Objektivkomponente L4 die Negativlinse auf und, indem das Verhältnis zwischen der ersten Objektivkomponente L1 und der vierten Objektivkomponente L4 bezüglich der Blende S asymmetrisch gemacht wird, ist es möglich, eine Verringerung der Gesamtdicke des Weitwinkel- Linsensystems bereitzustellen.

Die obige Bedingung (8) legt die Konfiguration der Bikonkavlinse der ersten Objektivkomponente L1 fest, die für das Weitwinkel-Linsensystem geeignet ist, indem das Verhältnis der ersten und vierten Objektivkomponente L1 und L4 asymmetrisch gemacht ist.

Wenn der Parameter der Bedingung (8) unter der untersten Grenze (= -1) liegt, ist der Krümmungsradius R(1, 1) der ersten Brechungsfläche (nahe dem Objekt) zu dem Krümmungsradius R(1, 2) der zweiten Brechungsfläche (nahe der Bildfläche) zu groß, und die erste Brechungsfläche zeigt eine beträchtliche Divergenzcharakteristik. In einem derartigen Fall ist es schwierig, die sphärischen Abberationen und die Asymmetriefehler mit anderen Brechungsflächen angemessen zu korrigieren.

Wenn der Parameter der Bedingung (8) größer ist, als die obere Grene (= 0), wird die erste Brechungskraft ϕ1 der ersten Objektivkomponente L1 unangemessen. In einem derartigen Fall ist es schwierig, die Bildfeldkrümmung adäquat zu korrigieren.

Es ist wünschenswert, daß das Weitwinkel-Linsensystem bei einer Modifikation der vorliegenden Erfindung die erste Objektivkomponente L1 mit der ersten Brechungs fläche beinhaltet, die als eine asphärische Fläche ausgebildet ist, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Umfang der asphärischen Fläche zunimmt. Die asphärische Fläche der ersten Objektivkomponente L1 macht es in dieser Modifikation möglich, die Feldkrümmung und die Asymmetriefehler angemessen zu korrigieren, die auf der fünften Brechungsfläche der zweiten Objektivkomponente L2 erzeugt werden können.

Als nächstes wird eine Beschreibung vielfältiger Beispiele der oben beschriebenen Weitwinkel-Linsensysteme der vorliegenden Erfindung gegeben.

In den Beispielen der Weitwinkel-Linsensysteme wird die folgende Notation der verschiedenen Symbole verwendet. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der Krümmungs radius der i-ten Oberfläche der Linsen und die Aperturblende durch "Ri" bezeichnet, wobei i eine ganze Zahl ist und die Oberflächen von der Objektseite in der Richtung von der Objektseite zu der Bildflächenseite gezählt werden. In dem Fall einer asphärischen Fläche bezeichnet "Ri" einen Radius einer paraxialen Krümmung der asphärischen Fläche. Ein Abstand zwischen der i-ten Fläche und der (i + 1)-ten Fläche entlang der optischen Achse wird mit "Di" bezeichnet. Der Brechungsindex der j-ten Linse wird in dem Beispiel durch "Nj" bezeichnet, wobei j eine ganze Zahl ist und die Linsen von der Objektseite in der Richtung von der Objektseite zu der Bildflächenseite gezählt werden. Eine Abbesche Zahl der j-ten Linse wird in dem Beispiel durch "vj" bezeichnet. Eine Brennweite des gesamten Linsensystems des Beispiels wird durch "f" bezeichnet, eine F-Zahl bzw. eine Öffnungszahl des Linsensystems des Beispiels wird durch "FNO" bezeichnet, und ein halber Bildfeldwinkel des Beispiels wird mit "w" bezeichnet.

Weiter wird in dem folgenden Beispiel eine asphärische Fläche in jedem Beispiel durch eine externe Fläche bzw. Außenfläche eines Rotationskörpers bzw. Um drehungskörpers bestimmt, der erhalten wird, indem eine Kurve um die optische Achse rotiert wird, und zwar an ihrem Umfang bzw. auf ihrer Kante, wobei die Kurve in Übereinstimmung mit folgender Gleichung festgelegt wird:

X = (Y²/R)/[1 + √{1 - (1 + K)(Y/R)²}] + AY⁴ + BY⁶ + CY⁸ + DY¹⁰

wobei X eine x-Koordinate der Kurve in einer Richtung parallel zur optischen Achse ist, Y eine y-Koordinate der Kurve in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse ist, R ein Radius paraxialer Krümmung der asphärischen Fläche ist, K ein konischer Koeffizient ist, und A, B, C, D Koeffizienten höherer Ordnung sind.

Bei den folgenden Beispielen werden Werte für die Koeffizienten A, B, C und D angegeben, indem eine wissenschaftliche Notation verwendet wird. Die wissen schaftliche Notation stellt die Werte als eine Zahl zwischen 1 und 10 multipliziert mit 10 hoch irgendeiner Potenz dar. Bei dieser Notation wird 10 durch ein großes E ersetzt.

Beispiel 1: f = 28,1, FNO = 2,86, w = 37,2

Asphärische Flächen Fläche Nr. 1

K = -0,0665, A = -2,7200E-5, B = -1,4150E-6, C = 4,4660E-8, D = -6,1390E-10

Fläche Nr. 11

K = 0,5327, A = -8,3178E-5, B = 2,8840E-6, C = -1,0011E-7, D = 1,0731E-9

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,44, Bedingung (2): 4,17, Bedingung (3): 1,8, Bedingung (4): 16,6, Bedingung (5): -3,6, Bedingung (7): 0,281, Bedingung (8): -0,334

Beispiel 2: f = 28,8, FNO = 2,89, w = 36,5

Asphärische Flächen Fläche Nr. 1

K = 0,6157, A = -1,9810E-5, B = -1,4141E-6, C = 4,4671E-8, D = -6,2712E-10

Fläche Nr. 11

K = 0,8971, A = -5,8969E-5, B = 3,4204E-6, C = -1,2977E-7, D = 1,8051E-9

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,96, Bedingung (2): 5,48, Bedingung (3): 1,83, Bedingung (4): 10,9, Bedingung (5): -4,18, Bedingung (7): 0,38, Bedingung (8): -0,167

Beispiel 3: f = 28,8, FNO = 2,88, w = 36,5

Asphärische Flächen Fläche Nr. 11

K = 0,7178, A = -6,3549E-5, B = 2,4889E-6, C = -8,9139E-8, D = 1,0759E-9

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,17, Bedingung (2): 3,01, Bedingung (3): 1,81, Bedingung (4): 18,6, Bedingung (5): -3,35, Bedingung (7): 0,336, Bedingung (8): -0,528

Beispiele 1, 2 und 3 sind Beispiele des Weitwinkel-Linsensystems in Fig. 1. Aberrationskurven der Beispiele 1, 2 bzw. 3 sind in Fig. 5, 6 bzw. 7 gezeigt.

Beispiel 4: f = 28,8, FNO = 2,89, w = 36,5

Asphärische Flächen Fläche Nr. 12

K = 3,4096, A = -2,4743E-4, B = -8,4278E-7, C = -4,4788E-8, D = 5,6849E-10

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,43, Bedingung (2): 2,38, Bedingung (3): 1,83, Bedingung (4): 11,2, Bedingung (5): -0,788, Bedingung (6): 1,53, Bedingung (8): -0,524

Beispiel 4 ist ein Beispiel für ein Weitwinkel-Linsensystem in Fig. 2 und die Aberrationskurven sind in Fig. 8 gezeigt.

Beispiel 5: f = 28,8, FNO = 2,89, w = 36,5

Asphärische Flächen Fläche Nr. 12

K = 3,0486, A = -2,1114E-4, B = -4,8847E-7, C = -4,1489E-8, D = 5,6600E-10

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,54, Bedingung (2): 2,81, Bedingung (3): 1,83, Bedingung (4): 13,1, Bedingung (5): -1,03, Bedingung (6): 1,51, Bedingung (8): -0,673

Beispiel 5 ist ein Beispiel eines Weitwinkel-Linsensystems in Fig. 2 und die Aberrationskurven sind in Fig. 9 gezeigt.

Beispiel 6: f = 28,2, FNO = 2,88, w = 37,2

Asphärische Flächen Fläche Nr. 12

K = 1,6126, A = -1,7912E-4, B = -5,1823E-7, C = -3,9278E-8, D = 5,1059E-10

Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,71, Bedingung (2): 2,91, Bedingung (3): 1,83, Bedingung (4): 13,3, Bedingung (5A): -1,46, Bedingung (6): 1,58, Bedingung (8): -0,873

Beispiel 7: f = 28,2, FNO = 2,87, w = 37,1

Asphärische Flächen Fläche Nr. 1

K = 0,8747, A = -3,3198E-5, B = -6,4326E-7, C = 2,2068E-8, D = -3,1662E-10

Fläche Nr. 12

K = 0,5280, A = -9,3420E-5, B = 1,4922E-6, C = -7,0629E-8, D = 7,4218E-10

Beispiel 7: f = 28,2, FNO = 2,87, w = 37,1 Werte der Parameter und Bedingungen

Bedingung (1): 1,21, Bedingung (2): 6,35, Bedingung (3): 1,78, Bedingung (4): 25,8, Bedingung (5A): -3,1, Bedingung (6): 0,282, Bedingung (8): -0,256.

Das Beispiel 6 bzw. das Beispiel 7 sind ein Beispiel des Weitwinkel-Linsensystems in Fig. 3 bzw. ein Beispiel für das Weitwinkel-Linsensystem in Fig. 4. Aberrations kurven des Beispieles 6 bzw. Aberrationskurven des Beispieles 7 sind in Fig. 10 bzw. in Fig. 11 gezeigt.

In Fig. 5 bis 11 sind die Aberrationskurven der obigen Beispiele 1 bis 7 gezeigt. Wie von den Fig. 5 bis 11 offensichtlich ist, sind die Aberrationen des Linsen systems des Weitwinkel-Linsensystems in jedem der oben beschriebenen Beispiele angemessen korrigiert.

Es wurde gefunden, daß bei den obigen Beispielen 1 bis 7 das Verhältnis der Gesamtdicke (D) des Linsensystems zu der Brennkraft (f) des Linsensystems in dem Bereich von 0,549 bis 0,651 liegt. Da das Weitwinkel-Linsensystem in jedem der oben beschriebenen Ausführungsformen eine reduzierte Gesamtdicke aufweist, kann es zweckmäßig bzw. geeignet bei einer Kompaktkamera mit einem Einzugmecha nismus verwendet werden, das das Linsensystem in dem eingezogenen Zustand festlegt. Deshalb ist es verifiziert, daß das Weitwinkel-Linsensystem in jedem der oben beschriebenen Ausführungsformen eine verringerte Gesamtdicke aufweist und eine gute Leistungsfähigkeit liefert, um die Aberrationen des Linsensystems adequat zu korrigieren.

Weiter ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungs formen beschränkt und Variationen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die Erfindung läßt sich beispielsweise wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft ein Linsensystem, das eine erste Objektivkomponente (L1), eine zweite Objektivkomponente (L2), eine dritte Objektivkomponente (L3) und eine vierte Objektivkomponente (L4) beinhaltet, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind. Eine Blende (S) ist zwischen der zweiten Objektivkomponente und der dritten Objektivkomponente vorgesehen. Die erste Objektivkomponente beinhaltet eine Bikonkavlinse, wobei die erste Objektivkomponente eine erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist. Die zweite Objektivkomponente beinhaltet eine Positivlinse und eine Negativlinse, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die zweite Objektivkomponente eine zweite Brechkraft ϕ2 aufweist, die positiv ist. Die dritte Objektivkomponente beinhaltet eine Negativlinse, eine Positivlinse und eine Negativlinse, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die dritte Objektivkomponente eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweist, die positiv ist. Die vierte Objektivkomponente beinhaltet eine Negativlinse, wobei die vierte Objektiv komponente eine vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist. In dem Linsensystem erfüllen die erste Brechkraft, die zweite Brechkraft, die dritte Brechkraft und die vierte Brechkraft die folgenden Bedingungen:

0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5; (1) und

1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0. (2)

Claims

1. Weitwinkel-Linsensystem, das folgendes aufweist:
eine erste Objektivkomponente, eine zweite Objektivkomponente, eine dritte Objektivkomponente und eine vierte Objektivkomponente, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung ausgehend von der Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind; und
eine Blende, die zwischen der zweiten Objektivkomponente und der dritten Objektivkomponente angeordnet ist,
wobei die erste Objektivkomponente eine Bikonkavlinse aufweist, wobei die erste Objektivkomponente eine erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist,
wobei die zweite Objektivkomponente eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Ordnung in der Richtung angeordnet sind, wobei die zweite Objektivkomponente eine zweite Brechkraft ϕ2 aufweist, die positiv ist,
wobei die dritte Objektivkomponente eine Negativlinse, eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die dritte Objektivkomponente eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweist, die positiv ist,
wobei die vierte Objektivkomponente eine Negativlinse aufweist, wobei die vierte Objektivkomponente eine vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist,
wobei die erste Brechkraft, die zweite Brechkraft, die dritte Brechkraft und die vierte Brechkraft die folgenden Bedingungen erfüllen:
0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5 (1)
1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0. (2)

2. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 1, bei welchem I und J ganze Zahlen sind und die J-te Linse in der I-ten der ersten, zweiten, dritten und vierten Objektiv komponenten durch L(I, J) dargestellt wird, wobei die J-te Linse einen Brechungs index N{L(I, J)} und eine Abbesche Zahl v{L(I, J)} aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex N{L(2, 1)} der Linsen L(2, 1) in der zweiten Objektivkomponente und ein Brechungsindex N{L(3, 2)} der Linse L(3, 2) in der dritten Objektivkomponente die folgende Bedingung erfüllt:
1,7 < [N{L(2, 1)} + N{L(3, 2)}]/2, (3)
und daß eine Abbesche Zahl v{L(2, 1)} der Linse L(2, 1) und eine Abbesche Zahl v{L(2, 2)} der Linse L(2, 2) in der zweiten Objektivkomponente die folgende Bedingung erfüllt:
7 < v{L(2, 1)} - v{L(2, 2)}. (4)

3. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 2, bei welchem K eine ganze Zahl ist und die K-te der Brechungsflächen in der I-ten der ersten, zweiten, dritten und vierten Objektivkomponenten einen Krümmungsradius R(I, K) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Objektivkomponente eine einzige Negativlinse aufweist, wobei die Negativlinse eine erste Brechungsfläche aufweist, die eine asphärische Fläche ist, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Umfang der asphärischen Fläche zunimmt, und
daß ein Krümmungsradius R(4, 1) der ersten Brechungsfläche der Negativlinse der vierten Objektivkomponente und ein Krümmungsradius R(4, 2) der zweiten Brechungsfläche der Negativlinse in der vierten Objektivkomponente die folgende Bedingung erfüllen:
-6 < {R(4, 1) + R(4, 2)}/{R(4, 1) - R(4, 2)} < 2. (5)

4. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 2, bei welchem K eine ganze Zahl ist und die K-te der Brechungsflächen in der I-ten der ersten, zweiten, dritten und vierten Objektivkomponenten einen Krümmungsradius R(I, K) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Objektivkomponente eine Hybrid- Negativlinse aufweist, wobei die Hybrid-Negativlinse eine Harzschicht auf der ersten Brechungfläche der Hybrid-Negativlinse aufweist, wobei die Harzschicht eine asphärische Fläche aufweist, und
daß ein Radius einer paraxialen Krümmung R(4, 1) der asphärischen Fläche der Harzschicht und ein Krümmungsradius R(4, 3) der dritten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse die folgende Bedingung erfüllt:
-6 < {R(4, 1) + R(4, 3)}/{R(4, 1) - R(4, 3)} < 2. (5A)

5. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Objektivkomponente eine Konkavlinse L(3, 1), eine Bikonvexlinse L(3, 2) und eine Konkavlinse L(3, 3) aufweist, wobei die Bikonvexlinse L(3, 2) und die Konkavlinse L(3, 3) verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden, und wobei eine Luftlinse zwischen der Linse L(3, 1) und der Linse L(3, 2) ausgebildet wird, wobei die Luftlinse eine fünfte Brechkraft ϕ_A aufweist und das gesamte Linsensystem eine Brechkraft ϕ aufweist, und
daß die fünfte Brechkraft und die Brechkraft die folgende Bedingung erfüllen:
0,2 < ϕ_A/ϕ < 1,8. (6)

6. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Objektivkomponente eine Bikonkavlinse L(3, 1), eine Bikonvexlinse L(3, 2) und eine konkave Meniskuslinse L(3, 3) aufweist, die verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden, wobei eine Brechungsfläche zwischen der Linse L(3, 1) und der Linse L(3, 2) in der Verbindungslinse eine sechste Brechkraft ϕ_C aufweisen und das gesamte Linsensystem eine Brechkraft ϕ aufweist, und
daß die sechste Brechkraft und die Brechkraft die folgende Bedingung erfüllen:
0,15 < ϕ_C/ϕ < 0,5. (7)

7. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bikonkavlinse der ersten Objektivkomponente eine erste Brechungsfläche und eine zweite Brechungsfläche aufweist und ein Krümmungsradius R(1, 1) der ersten Brechungsfläche und ein Krümmungsradius R(1, 2) der zweiten Brechungsfläche die folgende Bedingung erfüllt:
-1 < {R(1, 1) + R(1, 2)}/{R(1, 1) - R(1, 2)} < 0. (8)

8. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 1, bei welchem
die erste Objektivkomponente aus einem ersten Linsenelement besteht, die eine Bikonkavlinse ist und die erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist;
die zweite Objektivkomponente aus einem zweiten Linsenelement, das eine Positivlinse ist, und einem dritten Linsenelement, das eine Negativlinse ist, besteht, wobei die zweiten und dritten Linsenelemente die zweite Brechkraft ϕ2 aufweisen, die positiv ist;
die dritte Objektivkomponente aus einem vierten Linsenelement, das eine Negativlinse ist,
einem fünften Linsenelement, das eine Positivlinse ist, und
einem sechsten Linsenelement, das eine Negativlinse ist, besteht, wobei die vierten, fünften und sechsten Linsenelemente die dritte Brechkraft ϕ3 aufweisen, die positiv ist;
die vierte Objektivkomponente aus einem siebten Linsenelement besteht, das eine Negativlinse ist, die die vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist; und wobei
die Blende zwischen dem dritten Linsenelement und dem vierten Linsenelement vorgesehen ist,
wobei das erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Linsenelement in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind.

9. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex N{L(2, 1)} des zweiten Linsenelements und ein Brechungsindex N{L(3, 2)} des fünften Linsenelements die folgende Bedingung erfüllen:
1,7 < [N{L(2, 1)} + N{L(3, 2)}]/2, (3)
und daß eine Abbesche Zahl v{L(2, 1)} des zweiten Linsenelements und eine Abbesche Zahl v{L(2, 2)} des dritten Linsenelements die folgende Bedingung erfüllen:
7 < v{L(2, 1)} - v{L(2, 2)}. (4)

10. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das siebte Linsenelement eine erste Brechungsfläche und eine zweite Brechungsfläche aufweist, wobei die erste Brechungsfläche eine asphärische Fläche ist, auf der eine Divergenzcharakteristik in Richtung auf den Umfang der asphärischen Fläche zunimmt, und
daß ein Krümmungsradius R(4, 1) der ersten Brechungsfläche des siebten Linsenelements und ein Krümmungsradis R(4, 2) der zweiten Brechungsfläche des siebten Linsenelements die folgende Bedingung erfüllen:
-6 < {R(4, 1) + R(4, 2)}/{R(4, 1) - R(4, 2)} < 2. (5)

11. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das siebte Linsenelement eine Hybrid-Negativlinse ist, wobei die Hybrid-Negativlinse eine Harzschicht auf einer ersten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse aufweist, wobei die Harzschicht eine asphärische Fläche aufweist bzw. eine asphärische Oberfläche aufweist, und
daß ein Radius der paraxialen Krümmung R(4, 1) der asphärischen Fläche der Harzschicht und ein Krümmungsradius R(4, 3) der dritten Brechungsfläche der Hybrid-Negativlinse die folgende Bedingung erfüllen:
-6 < {R(4, 1) + R(4, 3)}/{R(4, 1) - R(4, 3)} < 2. (5A)

12. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das vierte Linsenelement eine Konkavlinse L(3, 1), das fünfte Linsenelement eine Bikonvexlinse L(3, 2) und das sechste Linsenelement eine Konkavlinse L(3, 3) ist, wobei die Bikonvexlinse L(3, 2) und die Konkavlinse L(3, 3) verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden, und wobei eine Luftlinse zwischen der Linse L(3, 1) und der Linse L(3, 2) ausgebildet wird, wobei die Luftlinse eine fünfte Brechkraft ϕ_A und das gesamte Linsensystem eine Brechkraft ϕ aufweist, und
daß die fünfte Brechkraft und die Brechkraft die folgende Bedingung erfüllen:
0,2 < ϕ_A/ϕ < 1,8. (6)

13. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das vierte Linsenelement eine Bikonkavlinse L(3, 1), das fünfte Linsenelement eine Bikonvexlinse L(3, 2) und das sechste Linsenelement eine konkave Meniskuslinse L(3, 3) ist, wobei die Linse L(3, 1), die Linse L(3, 2) und die Linse L(3, 3) verbunden sind, um eine Verbindungslinse auszubilden, wobei eine Brechungsfläche zwischen der Linse L(3, 1) und der Linse L(3, 2) in der Verbindungslinse eine sechste Brechkraft ϕ_C aufweist und das gesamte Linsensystem eine Brechkraft ϕ aufweist, und
daß die sechste Brechkraft und die Brechkraft die folgende Bedingung erfüllen:
0,15 < ϕ_C/ϕ < 0,5. (7)

14. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Linsensystem eine erste Brechungsfläche und eine zweite Brechungs fläche aufweist und ein Krümmungsradius R(1, 1) der ersten Brechungsfläche und ein Krümmungsradius R(1, 2) der zweiten Brechungsfläche die folgende Bedingung erfüllen:
-1 < {R(1, 1) + R(1, 2)}/{R(1, 1) - R(1, 2)} < 0. (8)

15. Weitwinkel-Linsensystem, das folgendes aufweist:
eine erste Objektivkomponente, eine zweite Objektivkomponente, eine dritte Objektivkomponente und eine vierte Objektivkomponente, die in dieser Reihenfolge in einer Richtung von einer Objektseite zu einer Bildflächenseite entlang einer optischen Achse angeordnet sind; und wobei
eine Blende zwischen der zweiten Objektivkomponente und der dritten Objektivkomponente vorgesehen ist,
die erste Objektivkomponente eine Bikonkavlinse aufweist, wobei die erste Objektivkomponente eine erste Brechkraft ϕ1 aufweist, die negativ ist,
die zweite Objektivkomponente eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die zweite Objektivkomponente eine zweite Brechkraft ϕ2 aufweist, die positiv ist,
die dritte Objektivkomponente eine Negativlinse, eine Positivlinse und eine Negativlinse aufweist, die in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet sind, wobei die dritte Objektivkomponente eine dritte Brechkraft ϕ3 aufweist, die positiv ist,
die vierte Objektivkomponente eine Negativlinse aufweist, wobei die vierte Objektivkomponente eine vierte Brechkraft ϕ4 aufweist, die negativ ist,
wobei I und J ganze Zahlen sind und die J-te Linse der I-ten der ersten, zweiten, dritten und vierten Objektivkomponenten einen Brechungsindex aufweist, der durch N(I, J) dargestellt wird,
wobei ein Brechungsindex N(3, 2) der Positivlinse in der dritten Objektivkomponente, ein Brechungsindex N(3, 1) der Negativlinse in der dritten Objektiv komponente und ein Brechungsindex N(3, 3) der Negativlinse in der dritten Objektivkomponente die folgende Bedingung erfüllen:
0,1 < N(3, 2) - {N(3, 1) + N(3, 3)}/2. (1A)

16. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Brechkraft, die zweite Brechkraft, die dritte Brechkraft und die vierte Brechkraft
die folgenden Bedingungen erfüllen:
0,7 < ϕ1/ϕ4 < 2,5 (1)
1,8 < ϕ2/ϕ3 < 7,0. (2)

17. Weitwinkel-Linsensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex N(3, 2) der Positivlinse größer ist, als der Mittelwert des Brechungs index N(3, 1) der Negativlinse und des Brechungsindex N(3, 3) der Negativlinse in der dritten Objektivkomponente.