專利名稱：高孔徑寬角度透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于照相和工業(yè)應(yīng)用的用于數(shù)字圖像獲取的高孔徑寬角度透鏡。
背景技術(shù)：
除了數(shù)字反射照相機(jī)之外，越來越關(guān)注對于無反射鏡而在圖像品質(zhì)和附件方面、尤其在能夠針對特定任務(wù)使用可互換透鏡的可能性方面具有大致可比較特性的數(shù)字照相機(jī)。省卻反射鏡主要給予了優(yōu)于系統(tǒng)的反射照相機(jī)的尺寸優(yōu)勢。無反射鏡照相機(jī)的模型尺寸已經(jīng)接近大小緊湊照相機(jī)的模型尺寸。具有可互換透鏡而不具有反射鏡的數(shù)字照相機(jī)通常被稱為“混合式照相機(jī)”。也需要具有盡可能緊湊設(shè)計的可互換透鏡，尤其是為了實(shí)現(xiàn)這種照相機(jī)的各種特定用途。例如，在US7，239，457B2中描述了用于數(shù)字圖像獲取的寬角度透鏡。這種寬角度透鏡適用于以在40°和50°之間的范圍內(nèi)的半場角進(jìn)行獲取。該寬角度透鏡具有五個或六個透鏡元件，其中第三透鏡元件和第四透鏡元件彼此膠合。所描述的透鏡的一種應(yīng)用相符的特性是例如前透鏡元件下游的束路徑，所述束路徑由棱鏡偏轉(zhuǎn)90°。結(jié)果，所描述的透鏡不適合用作用于混合式照相機(jī)的可互換透鏡。此外，所描述的透鏡具有極長的總結(jié)構(gòu)長度。諸如在例如US5，631，780中的傳統(tǒng)的寬角度反遠(yuǎn)距透鏡由多個球形透鏡元件構(gòu)成，此處例如為10個透鏡元件,并且具有近似70mm至IOOmm的結(jié)構(gòu)長度。非球面僅在極小程度上使用，此處例如僅在兩個面上使用。文獻(xiàn)US2009/0009887A1描述了例如僅包括五個透鏡元件的寬角度透鏡，其中，在從對象側(cè)觀察時，第三透鏡元件和第四透鏡元件形成雙合透鏡。在該情況下，五個透鏡元件中的至少一個透鏡元件具有在對象側(cè)上的非球面，并且五個透鏡元件中的至少一個透鏡元件具有在圖像側(cè)上的非球面。而且，五個透鏡元件的面中的總共至少三個面被實(shí)施為非球面樣式。另一文獻(xiàn)(US2003/0174410A1)公開了同樣包括五個透鏡元件的寬角度透鏡(具有固定焦距)，五個透鏡元件構(gòu)成了四個透鏡元件組。此處，同樣，當(dāng)從對象側(cè)觀察時，第三透鏡元件和第四透鏡元件形成雙合透鏡。除了雙合透鏡之外的所有透鏡元件組是單獨(dú)的透鏡元件，其中單獨(dú)的透鏡元件中的每個具有非球面。問題本發(fā)明解決的問題是規(guī)定以極緊湊設(shè)計和極良好的成像品質(zhì)為區(qū)別的高孔徑寬角度透鏡的問題。發(fā)明概述該問題是由包括獨(dú)立權(quán)利要求的特征的本發(fā)明解決的。本發(fā)明的有益發(fā)展的特征在于從屬權(quán)利要求。所有的 權(quán)利要求的措詞因此通過引用并入到該說明書的內(nèi)容中。

本發(fā)明涉及用于數(shù)字圖像獲取的寬角度透鏡，包括當(dāng)從對象側(cè)觀察時按所陳述的次序的以下元件:a)第一負(fù)彎月透鏡元件，其中彎月透鏡元件的凸面朝向所述對象側(cè)；b)第二正透鏡元件，其中所述透鏡元件的更大程度彎曲的凸面朝向所述對象側(cè)；c)光圈；d)第三正透鏡元件，其中，所述透鏡元件的更大程度彎曲的凸面遠(yuǎn)離所述對象側(cè)朝向；e)第四負(fù)透鏡元件；f)其中所述第三正透鏡元件和所述第四負(fù)透鏡元件彼此膠合；以及g)第五正彎月透鏡元件，其中所述彎月透鏡元件的凸面遠(yuǎn)離所述對象側(cè)朝向；h)其中，所述寬角度透鏡不具有另外的透鏡元件；

i)其中，所述第二透鏡元件的朝向所述對象的所述面具有非球面；j)其中，在所述光圈的對象側(cè)上游的至少三個透鏡元件面和所述光圈的圖像側(cè)下游的至少三個透鏡元件面被實(shí)施為非球面；以及k)其中，透鏡元件材料的折射率nd和阿貝數(shù)Vd滿足根據(jù)下表的條件，其中必須同時滿足所有這些條件:
權(quán)利要求
1.關(guān)于數(shù)字圖像獲取的寬角度透鏡(102)，包括當(dāng)從對象側(cè)(104)觀察時按所陳述的次序的以下元件: a)第一負(fù)彎月透鏡元件(112)， 其中彎月透鏡元件(112)的凸面(110)朝向所述對象側(cè)(104)； b)第二正透鏡元件(118)， 其中所述透鏡元件(118)的更大程度彎曲的凸面(116)朝向所述對象側(cè)(104)； c)光圈(122)； d)第三正透鏡元件(126)， 其中，所述透鏡元件(126)的更大程度彎曲的凸面(128)遠(yuǎn)離所述對象側(cè)(104)朝向； e)第四負(fù)透鏡元件(130)； f)其中所述第三正透鏡元件(126)和所述第四負(fù)透鏡元件(130)彼此膠合；以及 g)第五正彎月透鏡元件(136)，其中所述彎月透鏡元件(136)De凸面(138)遠(yuǎn)離所述對象側(cè)(104)朝向； h)其中，所述寬角度透鏡(102)不具有另外的透鏡元件； i)其中，所述第二透鏡元件(118)的朝向所述對象的所述面(116)具有非球面； j)，其中，在所述光圈的對象側(cè)上游的至少三個透鏡元件面和所述光圈的圖像側(cè)下游的至少三個透鏡元件面實(shí)施為非球面；以及 k)其中，透鏡元件材料的折射率nd和阿貝數(shù)Vd滿足根據(jù)下表的條件，其中必須同時滿足所有這些條件:
2.按權(quán)利要求1所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第二正透鏡元件(118)和/或所述第三正透鏡元件(126)和/或第四負(fù)透鏡元件(130)為彎月透鏡兀件。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其以如下方式實(shí)施 能夠通過使整個透鏡(102)沿著光軸移位來實(shí)現(xiàn)聚焦；和/或 能夠通過改變光圈(122)和第三正透鏡元件(126)之間的距離來實(shí)現(xiàn)聚焦。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 第一透鏡元件的圖像側(cè)下游的氣隙至少為所述寬角度透鏡(102)的總焦距的0.6倍；并且 沿圖像側(cè)方向的最后一個透鏡元件面(138)下游的頂點(diǎn)焦距至少為所述寬角度透鏡(102)的總焦距的1.25倍。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第四透鏡元件為負(fù)彎月透鏡元件，其中所述透鏡元件的凹面朝向?qū)ο髠?cè)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第一透鏡元件(112)具有兩個非球面。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第五透鏡元件具有 兩個非球面。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第二透鏡元件的圖像側(cè)面具有一個非球面。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第三透鏡元件的對象側(cè)面具有一個非球面。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的寬角度透鏡(102)， 其特征在于 所述第三透鏡元件的阿貝數(shù)與所述第四透鏡元件的阿貝數(shù)的比值為大于或等于1.5的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于數(shù)字圖像獲取的高孔徑寬角度透鏡，包括五個透鏡元件，也就是說，從對象側(cè)觀察，即，從左側(cè)起，第一負(fù)彎月透鏡元件(112)、第二正透鏡元件(118)、第三正透鏡元件(126)、第四負(fù)透鏡元件(130)和第五正彎月透鏡元件。光圈(122)布置在第二透鏡元件(118)和第三透鏡元件(126)之間。在光圈上游的至少三個面和在光圈下游的至少三個面被實(shí)施為非球面。然而，另一的面也能夠具有非球設(shè)計。由于其極緊湊的設(shè)計和突出的光學(xué)特性，所提出的高孔徑寬角度透鏡適合作為用于所謂“混合式照相機(jī)”的可互換透鏡。
文檔編號G02B9/60GK103097934SQ201180042451
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者H·艾伯斯梅爾, T·施泰尼希 申請人:施耐德光學(xué)制造有限公司