專利名稱：：廣角物鏡系統(tǒng)和照相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種廣角物鏡系統(tǒng)及帶有這種廣角透鏡系統(tǒng)的廣角照相機
背景技術(shù)：
：當今，機動車輛，特別商用車輛，越來越多地安裝照相機以便監(jiān)控車輛周圍的區(qū)域。用于這種用途的全景照相機剛性地固定于車輛上，以使照相機必須包括寬的視域或廣角視野。為此目的，通常安裝具有價格較便宜的廣角透鏡系統(tǒng)的照相機。這些廣角物鏡包括100°或100。以上的很寬的視場角。然而，這種大的視場角，即這種寬廣的觀察范圍，必須以顯示圖像的外側(cè)邊緣中產(chǎn)生相當大的失真和降低的亮度為代價。"失真"或"圖像失真"是指物體的邊緣區(qū)域中的直線在產(chǎn)生的圖像中顯示為曲線。重要的是區(qū)別桶形失真和枕形失真。廣角透鏡系統(tǒng)通常顯示桶形失真，即表示為正圖(positivefigure)。請看圖3，其示出了正反圖像失真的實例。圖像失真可以表示為[^)，其中y'表示在未失真情況下的圖像的高度，而y表示帶有像差的圖像^y^度。按一般規(guī)律，只考慮徑向失真，即只考慮沿著徑向距離的長度變化。在本申請中，失真的%值表示這種徑向的圖像失真。在包括物鏡特別是廣角物鏡之處，所產(chǎn)生的圖像中出現(xiàn)許多誤差或像差，它們被稱為"七種賽德爾像差(SeidelAberrations)"，參見賽德爾誤差理論(SeidelErrorTheory)。這七種賽德爾像差可組合成三組I)聚焦像差a)縛面像差(近軸光線與邊際光線的差別)，b)彗差(面狀光(lightpatching)，帶有成串的拖尾)，c)像散(在多點形成焦線)；II)位置像差d)場曲(由圖像接收器的曲面產(chǎn)生)，e)失真(凸形或凹形輪廓或者桶形或枕形輪廓)，III)色差f)縱向色差g)橫向色差物鏡系統(tǒng)的各透鏡具有各種性能參數(shù)，如玻璃的類型、由兩個透鏡表面的半徑表示的曲率和透鏡厚度。物鏡系統(tǒng)中的多個透鏡的設置結(jié)構(gòu)特征在于一個透鏡距另一個透鏡的間距、光圈的位置和后焦點，即最后的透鏡表面到記錄圖像的平面的距離。這些特征被稱為參數(shù)或者自由度。理論上，可使用這些自由度中每一個來校正圖像像差。與其相反，各自由度都參與形成所有圖像像差。通過按照慣例使用光學軟件，可以計算各單個透鏡表面的、成比例的圖像像差。在下文中，將借助于一種相關(guān)實例來說明光學器件設計人員的工作方法。這個實例非常重要，因為它介紹了光學器件設計人員如何行動的構(gòu)思并且它表明光學器件設計人員的創(chuàng)造性仍然是決定性的?？梢岳米钌侔藗€自主系統(tǒng)參數(shù)來校正這七種像差。焦距也是這樣一種參數(shù)。就原理而言，三合透鏡即三透鏡物鏡足以進行這種校正。三合透鏡通常由兩個例如由冕玻璃制成的外側(cè)會聚構(gòu)件和一個例如由燧石玻璃制成的內(nèi)側(cè)發(fā)散構(gòu)件組成。這種裝置提供了六個半徑和單個透鏡之間的兩個距離。首先，光學器件設計人員匯集光學系統(tǒng)參數(shù)如玻璃的類型、透鏡的厚度、透鏡之間的間距以及玻璃表面的曲率半徑。我們具有六個透鏡表面，現(xiàn)在可以確定各透鏡表面對最終圖像的總像差的影響達到什么程度。很簡單，我們可以確定，在一種給定情況下，第一透鏡的第二表面的半徑產(chǎn)生球形像差和色像差，而第三透鏡表面的半徑產(chǎn)生彗差和像散。光學器件設計人員現(xiàn)在必須對如何校正這些像差做出決定。他可設法改變第一透鏡的曲率以便校正球面像差。然而，透鏡的曲率也決定著焦距并且所述焦距不應改變。曲率的改變可減小球面像差但同時彗差將增大。設計人員也可以決定將校正分配在多個系統(tǒng)參數(shù)上以便改進誤差敏感度。如果一個特定的參數(shù)對于校正特定像差是極具決定性的，那么在生產(chǎn)透鏡系統(tǒng)期間，在所述參數(shù)超過容許的公差或余隙范圍之外時，就會遇到麻煩?；蛘撸部梢詻Q定將該余隙規(guī)定得十分細微并且在透鏡系統(tǒng)生產(chǎn)中不能觀察到。光學器件設計人員將會改變系統(tǒng)參數(shù)直至使剩下的光學像差足夠小。在另外的步驟中，他將會試圖同時利用不同的自由度校正各圖像像差。于是，校正的任務可被分散在各個透鏡表面上并且整個系統(tǒng)不再是不滿意的。在特定限制內(nèi)，光學器件設計人員可以指定玻璃類型和曲度，但是每種選定的組合產(chǎn)生另一個方面的總校正。如果三合透鏡設置成接近于預定要求，則設計人員可以例如確定在圖像邊緣的像散幾乎消失，而是看來似乎在內(nèi)側(cè)視野中起重要作用。在這一點上，我們遇到了新問題。不幸地，光學像差并非只有上述的七種賽德爾像差。將賽德爾像差標示為"第三階圖像像差"。邏輯上，存在更多的高階像差。其中，最重要的是第五階像差和第七階像差。這些像差組通常只有當?shù)谝唤M、"第三階"像差得到正確地校正時才會遇到。理論上，存在于物體中的很小的點再次被映射成很小的點。實踐上，這不會由于所述光學像差而產(chǎn)生。點不會再現(xiàn)為點，而是再現(xiàn)為亮度分布變化的小圓盤。一旦這些圓盤具有(under-step)—定直徑，像差就變得很明顯。這是一種非常簡化的解釋。實際上，這些像差連續(xù)地產(chǎn)生，但是只有當三階的殘余像差很小時才會引起注意。在視野中像散仍然可見的上述實例，即"三合透鏡實例"顯示了這些高階圖像像差的影響。人們可以利用賽德爾圖像像差的限定的、完全受控的殘余來補償?shù)谖咫A和第七階誤差或像差。這自然是一種受限的措施，并且只有視場角和/或光圈孔很小時，三合透鏡才將具有可接受的圖像質(zhì)量。重要的是應當指出，由透鏡的數(shù)量和結(jié)構(gòu)等限定的有限光學系統(tǒng)提供了有限的可能校正方案。換句話說，這意味著即使對于高級的光學器件軟件和計算機能力，也只有有經(jīng)驗的光學器件設計人員會選擇"正確的"起始參數(shù)。使用計算機、軟件和數(shù)值方法來減小光學像差。使用這種設備和程序來優(yōu)化光學系統(tǒng)。這樣大量的數(shù)據(jù)可能引起其自身的問題。因此，專家或光學器件設計人員的任務并沒有變得更容易。相反，借助于計算機，光學器件設計人員能考慮更多的參數(shù)并更快且更準確地完成計算。光學系統(tǒng)的設計參數(shù)(透鏡曲率、透鏡厚度、間距、折射率等)的數(shù)量和所述光學像差的校正程度之間存在特定關(guān)系。分別利用更大的自由度和更多設計參數(shù)，光學器件設計人員相應地具有校正系統(tǒng)的更多的可能方案。如果光學器件設計人員應用更大數(shù)量的光學元件，則能獲得更好的校正程度。然而，這樣會導致成本顯著增加，而且系統(tǒng)可能在制造余隙方面反應強烈或者導致重量增加。于是，光學系統(tǒng)的設計人員必須很好地理解給定構(gòu)造的基本的光學可能方案。所有構(gòu)造或設計需要依照初始設計圖進行系統(tǒng)優(yōu)化或規(guī)劃。如果構(gòu)造并不適合于精確補償像差，則光學器件設計人員將只會獲得較低質(zhì)量的產(chǎn)品。六透鏡物鏡系統(tǒng)具有10個自由透鏡表面(半徑)、六個透鏡厚度(每個透鏡一個)及透鏡之間的四個間距。另外，每種類型的玻璃具有其自身的折射率和散射數(shù)量。而且，如果需要，要確定光圈的精確位置。利用這36個參數(shù)即36個自由度，光學器件設計人員必須校正超過60種不同的圖像像差。各參數(shù)能呈現(xiàn)大約10，000個各別的值，人們必須計算用于各參數(shù)變化的大約6，000種不同的光線路徑。這36個自由度或參數(shù)也并非完全獨立。某些自由度或參數(shù)必須組合；其它的自由度或參數(shù)會受到其它參數(shù)的強烈限制。相應地，36個自由度降低至大約20個，因此任務變得更復雜?？紤]到給定的條件和因素，如果沒有數(shù)千種設計，可能產(chǎn)生數(shù)百種設計并不令人驚訝，所有設計都非常接近或類似于所需的方案或設計。借助于每秒能夠計算10,000個透鏡表面的快速計算機和軟件對六個透鏡物鏡系統(tǒng)進行全面評價大約要用十年。顯然，這種程序并不可行。為了找出這種無終止選擇序列的最佳解決方案，光學器件設計人員必須對所有圖像像差對顯示圖像的最終圖像質(zhì)量的影響具有固有的認識。此外，他必須能夠了解那些可產(chǎn)生所需光學系統(tǒng)特征的圖像質(zhì)量的因素。在用于對車輛周圍的直接環(huán)境全景觀察的廣角物鏡應用的情況中，首先，由于照相機通常剛性地固定至車輛，所以應該有包括最大可能視野的能力；第二，必將出現(xiàn)的圖像像差不能削弱對這種廣角透鏡系統(tǒng)的視野內(nèi)的障礙物的識別情況。而且，廣角物鏡系統(tǒng)不能設計得太復雜，因為那對于用于機動車輛而言價格太昂貴。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種經(jīng)濟的廣角物鏡，該廣角物鏡所具有的圖像像差或誤差不會削弱對其視野中的障礙物或阻擋物的檢測。本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有這種廣角透鏡系統(tǒng)的照相機。這些目的利用根據(jù)權(quán)利要求l、4、21和40的廣角物鏡系統(tǒng)解決。因為廣角透鏡并且相應地廣角照相機最終設置在車輛外部，所以有必要的是廣角照相機必須分別設有保護蓋。為了不改變廣角照相機的光學成像系統(tǒng)的光學特性和性能，這些保護蓋通常設計成具有殼狀或穹形輪廓。特別當考慮保護蓋的光學性能不能干涉待保護的廣角透鏡的光學性能時，這種殼狀輪廓或穹形保護蓋的成本較高。因為所述保護蓋包括平透明板，所以這種形式基本上更便宜。然而，在計算廣角透鏡時必須將平板作為包括的光學元件考慮在內(nèi)。因此，令人吃驚地，本發(fā)明的這種增加的總成本結(jié)果小于使用常規(guī)型殼狀保護蓋的相應成本。優(yōu)選地，這種保護蓋在各平邊上具有平行表面，因為平行平面板的光學效果使其自身在計算物鏡時更方便。玻璃本身極好地適合用作所述保護板的材料，因為玻璃具有極好的光學性能，并且玻璃還非常耐環(huán)境的影響。關(guān)于這點，要考慮使所述板的直徑處于5cm的一般范圍內(nèi)，以使玻璃的已知破裂特征不起作用。發(fā)明人已經(jīng)認識到，在機動車輛應用中安裝廣角物鏡產(chǎn)生的一個基本問題是這種透鏡所固有的圖像失真。即，圖像失真削弱對視野內(nèi)的障礙物迅速、容易的識別。因此，根據(jù)本發(fā)明，利用具有118。對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，通過廣角透鏡系統(tǒng)自身將失真減少至<10%，優(yōu)選地<5%。利用具有142°對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，通過廣角透鏡系統(tǒng)自身將失真減少至<17%，優(yōu)選地<15%。盡管由于成本，本發(fā)明的汽車安裝范圍排除了安裝復雜、精密的廣角透鏡系統(tǒng)，然而，通過透鏡系統(tǒng)的適當設計而不是通過對所獲取圖像的電子數(shù)據(jù)處理來對所述失真進行校正。令人吃驚地，經(jīng)驗表明能以可接受的低成本實現(xiàn)這點。根據(jù)本發(fā)明的一個方案，圖像失真的減少主要通過使用非球面透鏡實現(xiàn)。優(yōu)選地，所述非球面透鏡設計為一面凹一面凸的雙非球面，并且所述透鏡定位為廣角物鏡系統(tǒng)中鄰近圖像傳感器的最后的透鏡，就是說，剛好位于圖像傳感器的聚焦平面或圖像接收平面之前。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，對于具有118。的對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，物鏡系統(tǒng)的光學組件長度或幾何長度限于18mm士5mm，而對于具有142°的對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，物鏡系統(tǒng)的光學組件長度或幾何長度限于21mm士5mm。首先這必須需要簡單的設計；其次這產(chǎn)生了一種結(jié)構(gòu)足夠緊湊以安裝于機動車輛中的廣角物鏡系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，廣角物鏡系統(tǒng)包括至多五個透鏡，其中第一透鏡組包括至多三個透鏡而第二透鏡組包括至多兩個透鏡。透鏡的這種數(shù)量在物鏡的復雜性進而在其價格與用于校正圖像像差的適當可能方案之間提供了令人滿意的折中方案。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，對于具有118。對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，從入口孔測量，將光圈定位在透鏡系統(tǒng)的總光學安裝長度的60%士10%處。對于具有142。對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，光圈定位在透鏡系統(tǒng)的總光學安裝長度的75%±10%處。經(jīng)驗表明，考慮到存在少量的透鏡，光圈的這種位置特別有利于減小發(fā)展成的像差(evolvedaberration)，特別是有利于減少圖像失真。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，第一透鏡組和第二透鏡組的透鏡設置成彼此直接接觸，而沒有任何間隔元件等。按這種方式，就獲得了特別令人滿意的組件長度，即透鏡系統(tǒng)的總尺寸減小。另外，由于不存在所述間距，所以以更好的方式保持間隙。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，在具有118。的對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)中，光圈的直徑為1.26mm士0.5mm，而對于具有142°的對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，光圈的直徑為0.85mm士0.5mm。通過這種尺寸規(guī)格特別增強了圖像失真的減少。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，第一透鏡組包括三個透鏡，而第二透鏡組包括兩個透鏡。各個透鏡、透鏡的定位和尺寸規(guī)格的這種組合具有產(chǎn)生極大的視野的效果，同時產(chǎn)生了很小的失真度。其余的圖像像差本身保持在容許限度內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，在根據(jù)本發(fā)明的廣角物鏡系統(tǒng)的失真減少及其他光學特性方面，根據(jù)權(quán)利要求14和31的所述五個透鏡的尺寸規(guī)格分別提供了令人滿意的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，光圈利用柱形孔中的圓形開口產(chǎn)生。通過這種措施，避免了由于在成圓錐形開孔的光圈孔中的低掠入射光(grazingincidentlight)引起的干擾反射。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，為物鏡設置了平的、透明的前保護板，而不是常規(guī)的球形或穹形前蓋。這就需要在計算廣角物鏡系統(tǒng)時必須考慮到所述板的光學特性。然而，與所述球形或穹形透鏡蓋相比，與此相關(guān)的增加成本通過平板的更少費用而得到更多地補償。根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，第二透鏡組的第一透鏡特別設計用于校正場曲或圖像隆起。通過這些校正，廣角物鏡的空間彎曲的圖像表面就與圖像傳感器的平表面適應。換句話說，由此校正圖像像差并使其最小化。其它從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的更多有利方案。借助于附圖，即借助于圖1和圖2，在以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明中將會清楚了解本發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的帶有電子圖像拍攝單元系統(tǒng)的廣角照相機的一個實施例的剖面圖2為圖1的實施例的光學功能圖，其中從曝光視野的各不同角度顯示了光路；以及圖3為作為賽德爾像差之一示出的失真的示意性表示圖。其中，附圖標記說明如下a視場角OBL光學構(gòu)造長度OA光軸2第一透鏡組4進入孔6光圈8第二透鏡組10圖像表面12圖像傳感器14IR削除過濾器16-1第一透鏡16-2第二透鏡16-3第三透鏡16-4第四透鏡16-5第五透鏡18透鏡保持支架2018中的盲孔23第二孔26透鏡的間隔部件28-128所用的第一支架30透明保護前蓋22中間孔(光圈之前)24出口孔28透鏡支架28-228所用的第二支架32-1光路具體實施例方式圖1、圖2示出了本發(fā)明的一個示例性實施例。圖1示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的廣角物鏡系統(tǒng)的廣角照相機，所示為沿著物鏡光軸的縱向剖面圖。圖2示出了通過根據(jù)圖1的廣角物鏡系統(tǒng)的光路，所示的光路包含各個觀察角度，所述觀察角度分別標為a和a/2。來自目標物體(在圖1和圖2的右側(cè)，未示出)的光從視場角a會聚以便進入具有入口孔4的第一透鏡組2。沿著從待拍攝(即例如待照相)的物體的入射光的方向，光圈6設置在第一透鏡組2的后面。接著，第二透鏡組8設置在光圈6后面。跟隨第二透鏡組8，在平坦的圖像表面10或聚焦平面10處，設有具有多個像素的、呈CCD傳感器12形式的電子圖像獲取單元。紅外截止濾鏡(IR-cutfilter)14(IR:紅外)設置在CCD傳感器12和第二透鏡組8之間。IR光線通過所述紅外截止濾鏡14過濾出，因為IR光線將會導致圖像質(zhì)量降低。在彩色照相機的情況下，對于色彩的顯示尤其如此(true)，因為存在高比例的IR光線，色彩效果的質(zhì)量降低。第一透鏡組2包括第一透鏡16-1、第二透鏡16-2和第三透鏡16-3。第二透鏡組8包括第四透鏡16-4和第五透鏡16-5。第四透鏡16-4特別地設計用于校正圖像的膨脹像差或彎曲像差(theaberrationalswellingorcurvature)。第一透鏡組2的透鏡16-1、16-2和16-3相互接觸放置，即這些透鏡之間無間距或未設置間隔元件。同樣，第四透鏡16-4和第五透鏡16-5也是按照相同方式鄰接。在這種情況下，較大的第五透鏡16-5用作較小的第四透鏡16-4的支座。所有五個透鏡16-1至16-5由透鏡保持器18保持就位。透鏡保持器18在所述五個透鏡16-1至16-5的徑向邊緣處夾持或接觸所述五個透鏡。透鏡保持器18的左側(cè)開口還限定了入口孔4的尺寸。光圈6緊位于第四透鏡16-4的前面。光圈6通過透鏡保持器18的形狀形成于第三透鏡16-3與第四透鏡16-4之間的空間中。光圈6形成于透鏡保持器18的穿過光軸OA延伸的部分中。透鏡保持器18的所述部分包括具有柱形形狀的盲孔20，其形成光圈6的入口孔22。在所述柱形盲孔20的底部，設有第二孔23，其形成允許光穿過光圈裝置的出口孔24。盲孔20的直徑大于第二孔23的直徑。在所述透鏡保持器18中，盲孔20和第二孔23設計成對稱地圍繞物鏡系統(tǒng)的光軸0A。該出口孔24緊位于第四透鏡16-4之前并且該出口孔24的直徑?jīng)Q定著光圈6的尺寸或直徑。通過所迷孔20的柱形形狀而非常見的圓錐形狀，避免了通過光圈6傳輸?shù)吐庸?grazinglight)，這種低掠光將會產(chǎn)生不希望有的反射。在下面，給出本發(fā)明的兩個實施例的特定數(shù)據(jù)和決定性的光學參數(shù)。所述兩個實施例的結(jié)構(gòu)非常類似，以使圖1和2表示這兩個實施例。在第一實施例中，第一透鏡16-1的形狀為一面凸一面凹的，并且各個透鏡表面的曲率半徑為R11和R12，如隨后的表1中可看到。第二透鏡16-2同樣是一面凸一面凹的，其具有第一半徑R21和第二半徑R22。第三透鏡是兩面凸的，其具有第一半徑R31和第二半徑R32。第四透鏡也是兩面凸的形狀，其相應的半徑表示為R4i、R42。第五透鏡是一面凹一面凸的非球面透鏡。第一透鏡16-1具有11.6mm土S。/o的第一半徑Rn和-5.2mm土S。/c)的第二半徑Rj2;所述第二透鏡16-2具有45.2mm士5。/。的第一半徑R2i和-6.1mm士S。/。的第二半徑R22;所述第三透鏡16-3具有44.9皿±3%的第一半徑1131和10.9mm±S%的第二半徑R32;所述第四透鏡16-4具有4.3mm士S。/。的第一半徑R41和7.8mm士S。/。的第二半徑R42;S。/。介于1%與15%之間的范圍內(nèi)且優(yōu)選地介于1%與5%之間的范圍內(nèi)。五個透鏡16-1、16-2、16-3、16-4、16-5的厚度、直徑和折射率以及它們的間距示于下表1中<table>complextableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>complextableseeoriginalpage16</column></row><table>表3中給出的第五透鏡16-5的直徑為有效光學直徑。第一實施例的第五透鏡16-5的非球面系數(shù)“C”和錐形常熟K在下表2中給出<table>complextableseeoriginalpage16</column></row><table>圓形入口孔4具有14mm的直徑，而光圈6具有1.26mm的直徑。在第二實施例中，第一透鏡16-1形狀為一面凸一面凹的，并且相應透鏡表面的曲率半徑為R11和R12，如以下表3中可看到。第二透鏡16-2同樣是一面凸一面凹的，其具有第一半徑R21和第二半徑R22。第三透鏡是一面平一面凸的，其具有第一半徑R31和第二半徑R32。第四透鏡也是兩面凸的形狀，其相應的半徑表示為R41、R42。第五透鏡是一面凹一面凸的非球面透鏡。所述第一透鏡16-1具有13.7mm土SQ/。的第一半徑Ru和-4.7mm士S。/()的第二半徑Ri2;所述第二透鏡16-2具有153.4醒±5°/。的第一半徑1121和-6.0匪±5%的第二半徑R22;所述第三透鏡16-3具有^的第一半徑j^和8.5皿±5%的第二半徑R32;所述第四透鏡16-4具有6.8mm士5。/。的第一半徑和4.2mm±5。/o的第二半徑R42;8%介于1%與15%之間的范圍內(nèi)且優(yōu)選地介于1%與5%之間的范圍內(nèi)。五個透鏡16-1、16-2、16-3、16-4、16-5的厚度、直徑和折射率以及它們的間距示于下表3中表3<table>complextableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表3中給出的第五透鏡16-5的直徑為有效光學直徑。作為三維物體，第五透鏡16-5的直徑為7mm。第二實施例的第五透鏡16-5的非球面系數(shù)"C"和錐形常數(shù)K在下表4中可看到-表4<table>complextableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在第二實施例中，圓形入口孔4的直徑為15.6mm，而光圈6的直徑為0.85mm。關(guān)于第五透鏡16-5的非球面表面的數(shù)學表達式，兩個實施例都參考教科書1987年出版的Naumann/Schr3der，光學構(gòu)件(BauelementderOptik)，工程光學小冊子(TaschenbuchforTechnischenOptik)，第5巻，第145ff頁。在兩個實施例中，第五透鏡16-5由塑料構(gòu)成并且構(gòu)造為單件。第五透鏡16-5包括透鏡部件26和保持裝置28。透鏡部件26包括非球面的凹凸透鏡，用于提供第五透鏡16-5的光學功能。保持裝置28自身呈圓形延伸遠離透鏡部件26，因此，在剖面圖(請看圖l)中，所述保持部分28包括兩個T形元件，所述T形元件(請看圖1)沿向上和向下兩個方向從透鏡部件26的邊緣延伸。相應地，保持裝置28包括橫截面為矩形的、呈圓環(huán)狀的第一部分28-1，該第一部分28-l自身直接連接于透鏡部件26的邊緣上。連接至第一部分28-1的外側(cè)的是具有矩形橫截面的柱形第二部分28-2。第二部分28-2相對于第一部分28-1橫向設置。保持裝置28的第二部分28-2抵靠著透鏡支撐結(jié)構(gòu)18。環(huán)狀第一部分28-1用作第四透鏡16-4的支撐表面。第四透鏡16-4由此與第五透鏡16-5直接接觸而在其間沒有間隔元件，并且第四透鏡16-4抵靠著第五透鏡16-5的第一環(huán)形部分28-1。透鏡保持器18的圍繞著光圈6的出口孔24的部分保持并支撐著第四透鏡16-4。此外，第一透鏡16-1、第二透鏡16-2和第三透鏡16-3的邊緣周邊彼此互相支撐，并且沿徑向還由透鏡支架或透鏡保持器18支撐。緊靠第一透鏡16-1之前設置著呈具有平行表面的板30形式的透明保護蓋。所述板30保護廣角物鏡免受環(huán)境影響。設置具有平行表面的透明板30，而不是常規(guī)型照相機所用的常見裝置即球形或穹形前蓋，就引入了在計算廣角透鏡時必須考慮板30的光學特性的條件。然而，當將其費用與所述球形保護透明蓋進行比較時，這種附加的費用由具有平行表面的板30的較低成本完全補償。圖2示出了圖1中所示的實施例的光學功能圖并示出了五個透鏡16-1至16-5沿著根據(jù)本發(fā)明的廣角物鏡系統(tǒng)的光軸OA的設置。在圖2中，示出了廣角透鏡系統(tǒng)的光學構(gòu)造長度，即第一透鏡16-1的前邊緣和圖像傳感器12或聚焦平面10的圖像表面之間的距離。在本發(fā)明的第一實施例的情況下，光學構(gòu)造長度為18mm，在第二實施例的情況下，光學構(gòu)造長度為21.4mm。在圖2中，示出了五個不同的視野角度ct的光路32-1至32-5。最大視野角度a由光路32-l表示。為清楚起見，在圖2中，只示出了a/2的符號，其為光軸OA和相應的入射光路32-i之間的角度。另外，在圖2中，示出了各個透鏡16-1至16-5的厚度和徑向范圍。權(quán)利要求1.一種廣角物鏡系統(tǒng)，其特別是用于汽車領(lǐng)域中的廣角照相機，所述廣角物鏡系統(tǒng)包括廣角物鏡，其具有多個透鏡(16-i)；以及透明保護平板(30)，其設置在所述廣角物鏡之前。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述透明保護平板為具有平行表面的板。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述透明保護平板為玻璃板。4.一種特別是根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角物鏡系統(tǒng)，包括第一透鏡組(2)，其帶有用于在118°±10°的對角線視場角(a)的范圍內(nèi)匯聚來自物體的光的入口孔(4);光圈(6)，其設置在所述第一透鏡組(2)之后；以及第二透鏡組(8)，其設置在所述光圈(6)之后，所述第二透鏡組(8)投射來自所述第一透鏡組(2)的、經(jīng)過所述光圈(6)的光，以使所述光以小于5%，優(yōu)選地小于3%的圖像失真照射到圖像表面(10)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組(8)包括用于校正所述圖像失真的非球面透鏡(16-5)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述非球面透鏡(16-5)為雙非球面透鏡。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述非球面透鏡具有一面凹一面凸的彎曲。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述廣角物鏡系統(tǒng)包含最多五個透鏡(16-i)。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組(2)包含最多三個透鏡(16-1、16-2、16-3)。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組包含最多兩個透鏡(16-4、16-5)。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述廣角物鏡系統(tǒng)的光　學構(gòu)造長度(OBL)為18.0mm士5mm。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述光圈(6)相對于所述入口孔(4)設置于所述光學構(gòu)造長度(OBL)的60%±10%處。13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述光圈(6)的直徑為1.26mm士0.5mm。14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組(2)包括第一透鏡(16-1)、第二透鏡(16-2)和第三透鏡(16-3)，而所述第二透鏡組(8)包括第四透鏡(16-4)和第五透鏡(16-5);所述第一透鏡(16-1)為一面凸一面凹的透鏡，其具有11.6mm土SQ/o的第一半徑(R)和-5.2腿±3%的第二半徑(R12);所述第二透鏡(16-2)為一面凸一面凹的透鏡，其具有45.2mm士S。/o的第一半徑(R21)，和-6.1mm士S。/o的第二半徑(R22);所述第三透鏡(16-3)為兩面凸的透鏡，其具有44.9mm士S。/。的第一半徑(R31)和10.9mm士S。/o的第二半徑(R32);所述第四透鏡(16-4)為兩面凸的透鏡，其具有4.3皿±5%的第一半徑(R41)和7.8mm士S。/o的第二半徑(&2);所述第五透鏡(16-5)為一面凸一面凹的雙非球面透鏡，8%介于1%與15°/。之間的范圍內(nèi)且優(yōu)選地介于1%與5%之間的范圍內(nèi)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡(16-1)的折射率為1.79。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡(16-2)的折射率為1.77。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第三透鏡(16-3)的折射率為1.84。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第四透鏡(16-4)的折射率為1.77。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第五透鏡(16-5)的折射率為1.53。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第四透鏡(16-4)特別地設計用于校正圖像的膨脹像差或彎曲像差。21.—種特別是根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角物鏡系統(tǒng)，包括第一透鏡組(2)，其帶有用于在142?！?0°的對角線視場角(a)的范圍內(nèi)匯聚來自物體的光的入口孔(4);光圈(6)，其設置在所述第一透鏡組(2)之后；以及第二透鏡組(8)，其設置在所述光圈(6)之后，所述第二透鏡組(8)投射來自所述第一透鏡組(2)的、經(jīng)過所述光圈(6)的光，以使光以小于17%，優(yōu)選地小于15%的圖像失真照射到圖像表面(10)上。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組(8)包括用于校正所述圖像失真的非球面透鏡(16-5)。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述非球面透鏡(16-5)為雙非球面透鏡。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述非球面透鏡具有一面凹一面凸的彎曲。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述廣角物鏡系統(tǒng)包含最多五個透鏡(16-i)。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組(2)包含最多蘭個透鏡(16-1、16-2、16-3)。27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組包含最多兩個透鏡(16-4、16-5)。28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述廣角物鏡系統(tǒng)的光學構(gòu)造長度(OBL)為21.4mm士5mm。29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述光圈(6)相對于所述入口孔(4)設置于光學構(gòu)造長度(OBL)的75%±10%處。30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述光圈(6)的直徑為0.85mm士0.5mm。31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡組(2)包括第一透鏡(16-1)、第二透鏡(16-2)和第三透鏡(16-3)，而所述第二透鏡組(8)包括第四透鏡(16-4)和第五透鏡(16-5);所述第一透鏡(16-1)為一面凸一面凹的透鏡，其具有13.7mm士S。/o的第一半徑(Ru)和-4.7mm士S。/o的第二半徑(R12);所述第二透鏡(16-2)為一面凸一面凹的透鏡，其具有153.4mm士S。/o的第一半徑(R21)和-6.0腿±8%的第二半徑(R22);所述第三透鏡(16-3)為一面平一面凸的透鏡，其具有~的第一半徑(R31)和8.5腿±5%的第二半徑(R32);所述第四透鏡(16-4)為兩面凸的透鏡，其具有6.8mm士S。/。的第一半徑(R41)和4.2mm土S。/o的第二半徑(&2);所述第五透鏡(16-5)為一面凸一面凹的雙非球面，5%介于1%與15%之間的范圍內(nèi)且優(yōu)選地介于1%與5%之間的范圍內(nèi)。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡(16-1)的折射率為1.77。33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡(16-2)的折射率為1.79。34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第三透鏡(16-3)的折射率為1.85。35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第四透鏡(16-4)的折射率為1.75。36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第五透鏡(16-5)的折射率為1.53。37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第四透鏡(16-4)特別地設計用于校正圖像的膨脹像差或彎曲像差。38.根據(jù)權(quán)利要求4或21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組(2)內(nèi)的透鏡(16-1、16-2、16-3)和/或第二透鏡組(8)內(nèi)的透鏡(16-4、16-5)彼此直接連續(xù)接觸而在其間沒有間隔元件。39.根據(jù)權(quán)利要求4或21所述的廣角物鏡系統(tǒng)，其中所述光圈(6)由透鏡保持支架(18)中的柱形孔(20)構(gòu)成，一光圈孔位于所述柱形孔(20)的底部，并且所述柱形孔(20)的直徑大于所述光圈的直徑。40.—種用于監(jiān)視機動車輛和商用車輛的直接環(huán)境的廣角照相機，包括具有廣角物鏡系統(tǒng)的電子圖像獲取單元(12)，其中由所述圖像獲取單元(12)獲取的圖像的像差由所述廣角物鏡系統(tǒng)校正。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的廣角照相機，其中所述廣角物鏡系統(tǒng)為根據(jù)前述權(quán)利要求1、4或21所述的廣角物鏡系統(tǒng)。42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的廣角照相機，其中在所述圖像獲取單元(12)之前設有IR過濾器(14)。全文摘要本發(fā)明公開了一種廣角物鏡系統(tǒng)以及一種帶有該廣角透鏡系統(tǒng)的照相機。廣角物鏡系統(tǒng)特別適用于汽車領(lǐng)域中的廣角照相機，其包括具有多個透鏡(16-i)的廣角物鏡和設置在所述廣角物鏡之前的透明保護平板(30)。根據(jù)本發(fā)明，利用具有118°對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，通過該廣角透鏡系統(tǒng)自身將失真減少至小于10％，優(yōu)選地小于5％；利用具有142°對角線視野的廣角透鏡系統(tǒng)，通過該廣角透鏡系統(tǒng)自身將失真減少至小于17％，優(yōu)選地小于15％。文檔編號G02B13/06GK101174020SQ20071014090公開日2008年5月7日申請日期2007年8月10日優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日發(fā)明者克勞斯·埃克勒,托馬斯·賴因哈德,米夏埃兒·維茨克,維爾納·朗申請人:梅克拉-朗兩合公司