DE102015103153A1

DE102015103153A1 - Abbildungsobjektiv und Abbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015103153A1
Application number: DE102015103153.1A
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Yamakawa
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Tianjin OFilm Opto Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US20150260956A1; CN104914553A; US9599789B2; JP2015172655A; CN104914553B; JP6066424B2

Abstract

[Aufgabe] Es ist eine Aufgabe des Abbildungsobjektivs Kostenreduzierung und hohe optische Performanz zu erzielen. [Ausgestaltung] Das Abbildungsobjektiv besteht im Wesentlichen aus einer Vordergruppe G1, die im Wesentlichen aus einer negativen ersten Linse L1 mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche, aus einer negativen zweiten Linse L2 und aus einer positiven dritten Linse L3 besteht; einer Blende; einer Rückgruppe G2, die im Wesentlichen aus einer positiven Linse L4 und einer negativen Linse L5 besteht. Wenn νd1 die Abbezahl des Materials der ersten Linse L1 bezüglich der d-Linie, und Nd1 der Brechungsindex davon ist, wird die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt: 60,0 < νd1 + 26·Nd1 < 85,0(1).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abbildungsobjektiv und eine Abbildungsvorrichtung, und insbesondere ein Abbildungsobjektiv, das geeignet ist für eine Verwendung in einer Fahrzeug-basierten Kamera, einer Überwachungskamera und dergleichen, die einen Bildsensor wie CCDs (Charge Coupled Device), CMOSs (Complementary Metal Oxide Semiconductor) und dergleichen nutzt, sowie eine Abbildungsvorrichtung, die mit diesem Abbildungsobjektiv ausgestattet ist.
Beschreibung des Stands der Technik
In den vergangenen Jahren haben Bildsensoren wie CCDs, CMOSs und dergleichen eine signifikante Miniaturisierung und eine erhöhte Anzahl von Pixeln erreicht. Daher gibt es eine Anforderung, dass die Körper von Abbildungseinrichtungen und von daran angebrachten Abbildungsobjektiven miniaturisiert und auch gewichtsreduziert sind. Weiterhin gibt es bei Abbildungsobjektiven zur Verwendung in einer Fahrzeug-basierten Kamera, einer Überwachungskamera und dergleichen eine Anforderung nach hoher Wasserbeständigkeit, großen Blickwinkeln, was es gestattet ein zufriedenstellendes Sichtfeld über einen weiten Bereich zu gewährleisten, und hoher optischer Performanz.
Beispiele der Abbildungsobjektive auf dem zuvor genannten Gebiet umfassen die in Patentdokumenten 1 bis 4 offenbarten Abbildungsobjektive. Patentdokumente 1 bis 4 offenbaren Abbildungsobjektive mit einer Fünf-Linsen-Konfiguration, in der asphärische Linsen umfasst sind.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokumente]
[Patentdokument 1]

Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2006-284620

[Patentdokument 2]

Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2007-233152

[Patentdokument 3]

Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-063877

[Patentdokument 4]

Chinesische Patentveröffentlichung Nr. 102289052

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In den vergangenen Jahren hat die Anforderung für einen größeren Blickwinkel auf den Gebieten von Fahrzeug-basierten Kameras, Überwachungskameras und dergleichen zugenommen. Beispielsweise wird ein Gesamtblickwinkel, der 180 Grad überschreitet, gewünscht. Weiterhin gibt es, begleitend zur Miniaturisierung und der erhöhten Anzahl von Pixeln der jüngsten Bildsensoren, eine Anforderung für Abbildungsobjektive mit hoher Auflösung und hoher optischer Performanz, so dass günstige Bilder bis in einen weiten Bereich einer Abbildungsregion erhalten werden können. Jedoch war es für konventionelle Linsensysteme schwierig zugleich einen größeren Blickwinkel und eine hohe optische Performanz in einem Grad zu erzielen, der den jüngsten Anforderungen begegnet, solange sie kostengünstig und mit kleiner Größe konfiguriert sind.
Beispielsweise ist es notwendig, dass die erste Linse eine große negative Brechkraft aufweist und dass dadurch erzeugter Farbquerfehler (lateral chromatic aberration) soweit wie möglich reduziert wird, um einen größeren Blickwinkel und eine hohe Auflösung zu erzielen. Für die erste Linse wird ein Material verwendet, dessen Brechkraft relativ groß ist und dessen Abbezahl relativ hoch ist. Um weiterhin eine hohe Auflösung zu erzielen wird der Farblängsfehler (longitudinal chromatic aberration) durch Erhöhen der Anzahl der Linsen auf der Bildseite der Blende verbessert. Jedoch sind viele Materialien mit hoher Abbezahl teuer, da sie eine große Menge von kostspieligen Substanzen wie Seltenerdmetalle beinhalten. Daher war es schwierig, die Anzahl der Linsen zu erhöhen und zugleich eine Kostenreduzierung zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Umstände geschaffen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Abbildungsobjektiv zu schaffen, das in der Lage ist, einen größeren Blickwinkel und eine hohe optische Performanz zu erreichen während es kostengünstig ist. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit diesem Abbildungsobjektiv ausgestattete Abbildungsvorrichtung zu schaffen.
Ein Abbildungsobjektiv der vorliegenden Erfindung besteht im Wesentlichen aus:
einer Vordergruppe, die im Wesentlichen aus einer negativen ersten Linse mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche, aus einer negativen zweiten Linse, bei der ein Punkt entlang der optischen Achse auf der bildseitigen Oberfläche weiter objektseitig liegt als Punkte auf beiden Enden des effektiven Durchmessers der bildseitigen Oberfläche, aus einer positiven dritten Linse besteht;
einer Aperturblende; und
einer Rückgruppe, die als Ganzes positiv ist, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei
die Rückgruppe im Wesentlichen aus genau einer positiven Linse und genau einer negativen Linse besteht; und
die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt wird: 60,0 < νd1 + 26·Nd1 < 85,0 (1), wobei

vd1:: die Abbezahl des Materials der ersten Linse bezüglich der d-Linie ist, und
Nd1:: der Brechungsindex des Materials der ersten Linse bezüglich der d-Linie ist.

Das erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv kann Linsen, die im Wesentlichen keine Brechkraft aufweisen; andere optische Elemente als Linsen, wie Blenden, Abdeckgläser und Ähnliches; Linsenflansche, Linsentuben, Bildsensoren und mechanische Komponenten, wie Bildstabilisierungs-Mechanismen, zusätzlich zu der Vordergruppe und der Rückgruppe umfassen.
Weiterhin sollen in der vorliegenden Erfindung Oberflächenformen von Linsen, wie eine konvexe Oberfläche, eine konkave Oberfläche, eine planare Oberfläche, bikonkav, meniskusförmig, bikonvex, plano-konvex, plano-konkav und dergleichen; und Vorzeichen der Brechkräfte der Linsen, wie positiv oder negativ, in einer achsnahen (paraxialen) Region betrachtet werden wenn asphärische Oberflächen darin umfasst sind, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Erfindung das Vorzeichen des Krümmungsradius positiv wenn eine Oberflächenform auf der Objektseite konvex ist und negativ wenn eine Oberflächenform auf der Bildseite konvex ist.
Es ist anzumerken, dass es in dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv bevorzugt ist, wenn die dritte Linse eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche aufweist.
Weiterhin ist es in dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv bevorzugt, wenn die Rückgruppe im Wesentlichen aus der negativen Linse und der positiven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, besteht. Es ist anzumerken, dass die positive Linse und die negative Linse in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite angeordnet sein können.
Weiterhin ist es in dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv bevorzugt, wenn die positive Linse und die negative Linse in der Rückgruppe miteinander verkittet sind.
In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn eine gemeinsame Oberfläche der positiven Linse und der negativen Linse in einer paraxialen Region eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche aufweist.
Weiterhin ist es in diesem Fall bevorzugt, wenn die gemeinsame Oberfläche der positiven Linse und der negativen Linse eine asphärische Form aufweist, in der eine Brechkraft in von der optischen Achse weiter weg liegenden Abschnitten schwächer wird.
In dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv ist es bevorzugt, wenn ein spezifisches Gewicht des Materials der ersten Linse geringer als oder gleich 4,0 ist.
Es ist bevorzugt wenn das erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv die Bedingungsformeln (2) bis (8) erfüllt. Es ist anzumerken, dass das erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv bevorzugt eine Konfiguration aufweisen kann, in der irgendeine der folgenden Bedingungsformeln (2) bis (8) erfüllt wird, oder eine Konfiguration aufweisen kann, in der eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der Bedingungsformeln erfüllt wird. 0,15 < f3/L < 0,26 (2) d4/L < 0.07 (3) νd2 > 50 (4) νd3 < 35 (5) νda > 50 (6) νdb < 35 (7) 80,0 < νd1 + 35·Nd1 < 96,0 (8) νd3 < 27 (5-1), wobei

f3:: die Brennweite der dritten Linse ist,
L:: der Abstand von der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse zu der Abbildungsebene entlang der optischen Achse ist (Rückfokus entspricht einer Luft-konvertierten Länge),
d4:: der Abstand zwischen der zweiten Linse und der dritten Linse entlang der optischen Achse ist,
νd2:: die Abbezahl des Materials der zweiten Linse bezüglich der d-Linie ist,
νd3:: die Abbezahl des Materials der dritten Linse bezüglich der d-Linie ist,
νda:: die Abbezahl des Materials der positiven Linse der Rückgruppe bezüglich der d-Linie ist, und
νdb:: die Abbezahl des Materials der negativen Linse der Rückgruppe bezüglich der d-Linie ist.

Die erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung ist mit dem zuvor genannten erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv ausgestattet.
Gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv werden eine Form und Brechkraft von jeder Linse in einem Linsensystem geeignet eingestellt, das durch die minimale Anzahl von Linsen, d. h. fünf Linsen gebildet wird, und Bedingungsformel (1) wird erfüllt. Dies realisiert ein Abbildungsobjektiv mit einem ausreichend großen Blickwinkel und einer hohen optischen Performanz während es kostengünstig konfiguriert ist.
Gemäß der erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung ist die Abbildungsvorrichtung mit dem Abbildungsobjektiv ausgestattet. Dies ermöglicht, dass die Abbildungsvorrichtung kostengünstig konfiguriert ist, um Fotografie bei großem Blickwinkel durchzuführen und um hochqualitative Bilder zu erzielen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, die eine Linsenkonfiguration und optische Pfade eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist eine Querschnittansicht, die eine Linsenkonfiguration und optische Pfade eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist eine Querschnittansicht, die eine Linsenkonfiguration und optische Pfade eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 ist eine Querschnittansicht, die eine Linsenkonfiguration und optische Pfade eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung illustriert.
5 ist eine Querschnittansicht, die eine Linsenkonfiguration und optische Pfade eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung illustriert.
6 illustriert die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
7 illustriert die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
8 illustriert die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
9 illustriert die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung.
10 illustriert die jeweiligen Aberrationsdiagramme des Abbildungsobjektivs von Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Anordnung einer Fahrzeug-basierten Abbildungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. 1 bis 5 sind Querschnittansichten, die Konfigurationsbeispiele des Abbildungsobjektivs gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustrieren, die jeweils den später zu beschreibenden Abbildungsobjektiven der Beispiele 1 bis 5 entsprechen. Die in den 1 bis 5 illustrierten grundlegenden Konfigurationen sind alle die gleichen und die Arten und Weisen, in der die Konfigurationen illustriert sind, sind ebenfalls die gleichen. Daher werden die Abbildungsobjektive gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf 1 beschrieben.
Das Abbildungsobjektiv gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Linsensystem mit einer Fünf-Linsen-Konfiguration, in der eine Vordergruppe G1, die im Wesentlichen aus einer ersten Linse L1, einer zweiten Linse L2 und einer dritten Linse L3 besteht; und eine Rückgruppe G2, die im Wesentlichen aus einer vierten Linse L4 und einer fünften Linse L5 besteht, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, entlang der optischen Achse Z angeordnet sind. Eine Aperturblende St ist zwischen der dritten Linse L3 und der vierten Linse L4 angeordnet. Durch Anordnen der Aperturblende St zwischen der dritten Linse L3 und der vierten Linse L4 kann die Größe des Abbildungsobjektivs in radialer Richtung reduziert werden.
Es ist anzumerken, dass in 1 die linke Seite die Objektseite ist und die rechte Seite die Bildseite ist. Die in 1 gezeigte Aperturblende St stellt nicht notwendigerweise deren Größe oder Form dar, sondern stellt deren Position auf der optischen Achse dar. Das Symbol Ri (i = 1, 2, 3, ...) in 1 zeigt den Krümmungsradius von jeder Linsenoberfläche und das Symbol Di (i = 1, 2, 3, ...) zeigt den Abstand zwischen Oberflächen. 1 illustriert auch axiale Strahlen 2 von einem Objektpunkt bei unendlichem Abstand und außeraxiale Strahlen 3 bei maximalem Blickwinkel.
1 zeigt einen Bildsensor 5, der in der Abbildungsebene Sim des Abbildungsobjektivs angeordnet ist, wobei der Fall betrachtet wird, dass das Abbildungsobjektiv an einer Abbildungsvorrichtung angebracht ist. Wenn das Abbildungsobjektiv an der Abbildungsvorrichtung angebracht ist, ist es weiterhin bevorzugt ein Deckglas, ein Tiefpass-Filter, ein Infrarot-Abschneide-Filter oder dergleichen, entsprechend den Konfigurationen einer Kamera, auf der das Objektiv angebracht ist, vorzusehen. 1 illustriert ein Beispiel, in welchem ein plan-paralleles optisches Glied PP, das derartige Komponenten darstellen soll, zwischen der fünften Linse L5 und dem Bildsensor 5 (der Abbildungsebene Sim) vorgesehen ist.
Die erste Linse L1 ist als Meniskuslinse konfiguriert, die eine negative Brechkraft mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche aufweist. Ein derartiges Konfigurieren der ersten Linse L1 mit negativer Brechkraft und als Meniskuslinse mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Vergrößerns des Blickwinkels, so dass der Blickwinkel 180 Grad überschreitet, und des Korrigierens von Verzeichnung (distortion). Es wird angenommen, dass die erste Linse L1 Wind, Regen und Reinigungs-Lösungsmitteln ausgesetzt ist, da die erste Linse L1 auf der am weitesten objektseitig liegenden Seite angeordnet ist. Jedoch besteht hier der Vorteil, dass Schmutz, Staub, Feuchtigkeit und ähnliche Dinge, die unter solchen Bedingungen von Belang sind, kaum auf der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse L1 verbleiben, da die Oberfläche konvex ist.
Weiterhin sind die zweite Linse L2 und die dritte Linse L3 so konfiguriert, dass sie jeweils eine negative Brechkraft und eine positive Brechkraft aufweisen. Die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 der Rückgruppe G2 sind so konfiguriert, dass sie jeweils eine negative Brechkraft und eine positive Brechkraft aufweisen. Die Rückgruppe G2 weist eine positive Brechkraft als Ganzes auf. Es ist anzumerken, dass die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 jeweils eine positive Brechkraft und eine negative Brechkraft aufweisen können.
Die zweite Linse L2 ist derart konfiguriert, dass sie eine Form aufweist, in der ein Punkt entlang der optischen Achse auf der bildseitigen Oberfläche weiter objektseitig liegt als Punkte auf beiden Enden des effektiven Durchmessers der bildseitigen Oberfläche. Der Ausdruck ”ein Punkt entlang der optischen Achse auf der bildseitigen Oberfläche weiter objektseitig liegt als Punkte auf beiden Enden des effektiven Durchmessers der bildseitigen Oberfläche” bedeutet, dass ein Punkt entlang der optischen Achse weiter auf die Objektseite zu liegen soll als Punkte auf beiden Enden des effektiven Durchmessers der bildseitigen Oberfläche, auch wenn die bildseitige Oberfläche der zweiten Linse L2 in der achsnahen (paraxialen) Region eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche oder eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konkaven Oberfläche aufweisen kann. Das Konfigurieren der bildseitigen Oberfläche der zweiten Linse L2 derart, dass sie eine solche Form aufweist, gestattet es die Winkel, unter denen periphere Strahlen in optische Elemente, die hinter der dritten Linse L3 angeordnet sind, eintreten, geeignet zu reduzieren, was in einem vereinfachten Ausbalancieren von Aberration zwischen dem Zentrum und der Peripherie resultiert.
Das Konfigurieren der dritten Linse L3 derart, dass sie eine positive Brechkraft aufweist, erleichtert das Korrigieren von Verzeichnung und Farbquerfehler.
Weiterhin gestattet das Konfigurieren der Rückgruppe G2 mit einer positiven Brechkraft derart, dass sie auf der Rückseite der Blende St angeordnet ist, dass die dritte Linse L3 und die Rückgruppe G2 sich eine positive Brechkraft aufteilen, wodurch das Auftreten von sphärischer Aberration (spherical aberration) unterdrückt wird während eine Brechkraftanordnung eines Retro-Fokus-Typs beibehalten wird. Weiterhin gestattet das Konfigurieren der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 der Rückgruppe G2 derart, dass sie jeweils eine positive Linse und eine negative Linse sind, Farblängsfehler und Farbquerfehler geeignet zu korrigieren.
Das Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt wird: 60,0 < νd1 + 26·Nd1 < 85,0 (1), wobei

νd1:: die Abbezahl des Materials der ersten Linse L1 bezüglich der d-Linie ist, und
Nd1:: der Brechungsindex des Materials der ersten Linse L1 bezüglich der d-Linie ist.

Das Erfüllen der durch Bedingungsformel (1) definierten oberen Grenze reduziert die Menge an seltenen Erden, die in dem Material der ersten Linse L1 enthalten ist. Dies gestattet es ein Material auszuwählen, das eine Kostenreduzierung erreicht und Säurebeständigkeit aufweist. Das Erfüllen der von Bedingungsformel (1) definierten unteren Grenze verhindert, dass der Brechungsindex des Materials der ersten Linse L1 exzessiv abnimmt und erleichtert das Bearbeiten der Formen der ersten Linse und der zweiten Linse, um die notwendigen Brechkräfte zu erhalten. Im Ergebnis können sowohl Farbquerfehler als auch Farblängsfehler günstig korrigiert werden.
Eine Brechkraft und Form von jeder Linse der ersten Linse L1 bis fünften Linse L5 wird in dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform geeignet eingestellt und Bedingungsformel (1) wird wie oben beschrieben erfüllt. Dies gestattet, dass die erste Linse L1 aus einem relativ billigen Material gebildet wird, und gestattet, dass das Linsensystem kostengünstig hergestellt wird. Weiterhin kann in dem Linsensystem ein ausreichend großer Blickwinkel erreicht werden und verschiedene Aberrationen, umfassend sphärische Aberration, Bildfeldwölbung (field curvature) und Verzeichnung (distortion), können günstig korrigiert werden. Weiterhin kann gemäß dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform eine hohe Auflösung über einen weiten Bereich des Abbildungsgebiets erreicht werden. Entsprechend kann das Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform mit den jüngsten Bildsensoren kompatibel sein, in denen die Anzahl der Pixel erhöht wurde.
Es ist bevorzugt wenn das Abbildungsobjektiv gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiterhin die im Folgenden beschriebenen Konfigurationen aufweist. Es ist anzumerken, dass das erfindungsgemäße Abbildungsobjektiv bevorzugt eine Konfiguration aufweisen kann, in welcher irgendeine der folgenden Bedingungsformeln erfüllt wird oder eine Konfiguration aufweisen kann, in welcher eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der Bedingungsformeln erfüllt wird.
In dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv ist es bevorzugt, wenn wenigstens (genau) eine Oberfläche von jeder der zweiten Linse L2, der dritten Linse L3, der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 eine asphärische Oberflächenform aufweist. Das Ausbilden der wenigstens einen Oberfläche von jeder der zweiten Linse L2, der dritten Linse L3, der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 derart, dass diese eine asphärische Oberflächenform aufweisen, gestattet das Erreichen einer hohen Auflösung während die Gesamtlänge in der Richtung der optischen Achse des optischen Systems verkürzt wird. Weiterhin gestattet dies ein günstiges Korrigieren von verschiedenen Aberrationen, wie sphärischer Aberration, Bildfeldwölbung, Verzeichnung und dergleichen, mit einer kleinen Anzahl von Linsen. Zusätzlich ist es bevorzugt wenn beide Oberflächen von jeder der zweiten Linse L2, der dritten Linse L3, der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 asphärische Oberflächenformen aufweisen, um eine besonders bevorzugte Aberrationskorrektur durchzuführen.
Es ist bevorzugt, wenn die zweite Linse L2 eine bikonkave Form aufweist. Dies ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Sicherstellens von Rückfokus, da der zweiten Linse L2 eine große negative Brechkraft verliehen werden kann ohne die Absolutwerte der Krümmungsradien der objektseitigen Oberfläche und der bildseitigen Oberfläche der zweiten Linse L2 zu verringern.
Die zweite Linse L2 kann eine negative Meniskusform mit einer zur Bildseite gerichteten konkaven Oberfläche aufweisen. Eine derartige Konfiguration kann das Auftreten von sphärischer Aberration, aufgrund einer exzessiven Korrektur durch die erste Linse L1 und die zweite Linse L2 unterdrücken.
Es ist bevorzugt, wenn die objektseitige Oberfläche der dritten Linse L3 eine konvexe Form aufweist. Dies gestattet das Korrigieren von Farblängsfehler und Farbquerfehler während das Auftreten von Astigmatismus (astigmatism) unterdrückt wird.
Die dritte Linse L3 kann eine bikonvexe Form aufweisen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Verzeichnung und Farbquerfehler.
Weiterhin ist es möglich, dass die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 der Rückgruppe G2 entweder eine Konfiguration aufweisen, in der sie zusammengekittet sind, oder eine Konfiguration, in der sie nicht zusammengekittet sind. Jedoch ist die Konfiguration, in der sie nicht zusammengekittet sind, vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt, einen Gestaltungs-Freiheitsgrad zu verbessern. Jedoch ist es bevorzugt, dass die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 eine Konfiguration aufweisen, in der sie zusammengekittet sind, um chromatische Aberration (chromatic aberration) günstig zu korrigieren und die Größe des Linsensystems in der Richtung der optischen Achse zu reduzieren. Weiterhin eliminiert das Konfigurieren der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 als Kittlinse die Notwendigkeit eines Abstandsrings, der diese beiden Linsen hält. Weiterhin wird es möglich, eine Verschlechterung der Performanz aufgrund der relativen Exzentrizität zwischen der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 zu vermeiden. Dies gestattet es Montageeigenschaften zu verbessern und Variationen der Performanz zu unterdrücken, was vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der Kosten ist.
Es ist bevorzugt, wenn die vierte Linse L4 eine bikonkave Form aufweist mit einer zur Bildseite gerichteten Oberfläche, deren Absolutwert des Krümmungsradius klein ist, und wenn die fünfte Linse L5 eine bikonvexe Form aufweist. In einer derartigen Konfiguration weist die durch die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 gebildete gemeinsame Oberfläche in der paraxialen (achsnahen) Region eine zur Objektseite gerichtete konvexe Form auf. Dies ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Farbquerfehler.
Es ist bevorzugt, wenn die durch die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 gebildete gemeinsame Oberfläche eine asphärische Form aufweist, in der die Brechkraft an Stellen, die weiter weg von der optischen Achse liegen, schwächer wird. Dies gestattet, dass der Absolutwert des Krümmungsradius der gemeinsamen Oberfläche in der paraxialen Region verringert wird, was in einer günstigen Korrektur von Farblängsfehler resultiert.
Es ist bevorzugt, wenn das Abbildungsobjektiv gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bedingungsformeln (2) bis (8) erfüllt. 0,15 < f3/L < 0,26(2) d4/L < 0.07(3) νd2 > 50(4) νd3 < 35(5) νda > 50(6) νdb < 35(7) 80,0 < νd1 + 35·Nd1 < 96,0(8), wobei

f3:: die Brennweite der dritten Linse L3 ist,
L:: der Abstand von der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse L1 zu der Abbildungsebene entlang der optischen Achse ist (Rückfokus entspricht einer Luft-konvertierten Länge),
d4:: der Abstand zwischen der zweiten Linse L2 und der dritten Linse L3 entlang der optischen Achse ist,
νd2:: die Abbezahl des Materials der zweiten Linse L2 bezüglich der d-Linie ist,
νd3:: die Abbezahl des Materials der dritten Linse L3 bezüglich der d-Linie ist,
νda:: die Abbezahl des Materials der positiven Linse der Rückgruppe G2 bezüglich der d-Linie ist,
νdb:: die Abbezahl des Materials der negativen Linse der Rückgruppe G2 bezüglich der d-Linie ist,
νd1:: die Abbezahl des Materials der ersten Linse L1 bezüglich der d-Linie ist, und
Nd1:: der Brechungsindex des Materials der ersten Linse L1 bezüglich der d-Linie ist.

Das Erfüllen der von Bedingungsformel (2) definierten oberen Grenze gestattet ein günstiges Korrigieren von Farbquerfehler. Das Erfüllen der von Bedingungsformel (2) definierten unteren Grenze gestattet ein günstiges Korrigieren von Farblängsfehler.
Das Erfüllen der von Bedingungsformel (3) definierten oberen Grenze erleichtert das Reduzieren der Gesamtlänge des Objektivs während günstige Aberration (aberration) beibehalten wird.
Das Erfüllen von Bedingungsformeln (4) bis (7) gestattet ein günstiges Korrigieren sowohl von Farblängsfehler als auch von Farbquerfehler.
Insbesondere gestattet das Erfüllen von Bedingungsformel (5) Farblängsfehler, der durch die erste Linse L1 verursacht wird, günstig zu korrigieren.
Das Erfüllen der durch Bedingungsformel (8) definierten oberen Grenze reduziert die Menge an seltenen Erden, die in dem Material der ersten Linse L1 enthalten ist. Dies gestattet es ein Material auszuwählen, das eine Kostenreduzierung erreicht und Säurebeständigkeit aufweist. Das Erfüllen der von Bedingungsformel (8) definierten unteren Grenze verhindert, dass der Brechungsindex des Materials der ersten Linse L1 exzessiv abnimmt und erleichtert das Bearbeiten der Formen der ersten Linse und der zweiten Linse, um die notwendigen Brechkräfte zu erhalten. Im Ergebnis können sowohl Farbquerfehler als auch Farblängsfehler günstig korrigiert werden.
Weiter ist es bevorzugt, wenn Bedingungsformel (5-1) erfüllt wird. Das Erfüllen der Bedingungsformel (5-1) gestattet das Erhalten oder das weitere Verbessern von vorteilhaften Effekten ähnlich zu denjenigen, die durch Erfüllen der Bedingungsformel (5) erhalten werden. νd3 < 27 (5-1).
Es ist anzumerken, dass die Materialien der Linsen, die Bedingungsformeln (1) bis (8) erfüllen, den Zweck der vorliegenden Anmeldung nicht beeinträchtigen auch wenn relativ teure Materialien darin umfasst sind. Dies, da viele der Materialien eine hohe Säurebeständigkeit aufweisen und relativ leicht sind.
In dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv ist es bevorzugt, wenn der Gesamtblickwinkel größer als 200 Grad ist. Der Gesamtblickwinkel ist doppelt so groß wie der Winkel, der durch den Hauptstrahl der außeraxialen Strahlen 3 bei maximalem Blickwinkel und die optische Achse Z gebildet wird. Das Konfigurieren des Linsensystems derart, dass es einen großen Blickwinkel aufweist, mit einem Gesamtblickwinkel von größer als 200 Grad erlaubt es dem Linsensystem jüngste Anforderungen nach größeren Blickwinkeln zu erfüllen.
Wenn das Abbildungsobjektiv beispielsweise in rauen Umgebungen wie Fahrzeug-basierten Kameras, Überwachungskameras und dergleichen verwendet wird, besteht die Anforderung, dass die am weitesten objektseitig angeordnete erste Linse L1 aus einem Material gemacht ist, das resistent gegenüber Oberflächen-Verschlechterungen ist, die durch Wind und Regen, Temperaturänderung aufgrund von direktem Sonnenlicht und chemischen Stoffen wie Öl, einem Reinigungsmittel und dergleichen verursacht werden, d. h. einem Material mit hoher Wasserbeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Säurebeständigkeit, chemischer Beständigkeit und dergleichen. Beispielsweise ist es bevorzugt wenn ein Material verwendet wird, das 1 der Säurebeständigkeitsklasse SR basierend auf ISO8424: 1996 aufweist. Weiterhin ist es bevorzugt ein Glas zu verwenden, das Klasse 1 der durch die Vereinigung der japanischen optischen Glashersteller (Japan Optical Glass Manufacturers' Association) spezifizierten Pulververfahren-Wasserbeständigkeit aufweist. Weiterhin gibt es Fälle, in denen es gewünscht wird, dass die erste Linse L1 aus einem Material gemacht ist, das hart genug ist um nicht zu brechen. Das Konfigurieren des Materials aus Glas, gestattet es die vorgenannten Anforderungen zu erfüllen. Alternativ kann das Material der ersten Linse L1 eine transparente Keramik sein.
Es ist anzumerken, dass Schutzmittel zum Verbessern der Festigkeit, der Kratzfestigkeit und der chemischen Beständigkeit auf der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse L1 vorgesehen sein können. In diesem Fall kann das Material der ersten Linse L1 Kunststoff sein. Derartige Schutzmittel können eine harte Beschichtung oder eine wasserabweisende Beschichtung sein.
Es ist bevorzugt dass die Materialien der zweiten Linse L2, der dritten Linse L3, der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 Kunststoff sind. In diesem Fall kann eine asphärische Oberfläche akkurat hergestellt werden und eine Gewichts- und Kostenreduzierung kann erreicht werden.
Wenn für die Materialien Kunststoffe verwendet werden, ist es bevorzugt, wenn Kunststoffmaterialien mit niedrigen Wasserabsorptionsraten und niedriger Doppelbrechung (birefringence) ausgewählt werden. Das Auswählen von Kunststoffmaterialien mit niedrigen Wasserabsorptionsraten kann Veränderungen der Performanz aufgrund von Wasserabsorption soweit wie möglich reduzieren und das Auswählen von Plastikmaterialien mit einer niedrigen Doppelbrechung vermeidet, dass sich die Auflösung verschlechtert. Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es bevorzugt, wenn die Materialien der zweiten Linse L2 und der vierten Linse L4 Cyclo-Olefin-basierte oder zyklische Olefin-basierte Kunststoffe sind und die Materialien der dritten Linse L3 und der fünften Linse L5 Polycarbonat-basierte oder Polyester-basierte Kunststoffe sind.
Wenn ein Kunststoff auf wenigstens eine der zweiten Linse L2, der dritten Linse L3, der vierten Linse L4 und der fünften Linse L5 angewendet wird, kann ein Nanokompositmaterial verwendet werden, in welchem Partikel, die kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, in den Kunststoff gemischt werden.
In dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform kann ein Antireflexionsfilm auf jede Linse aufgebracht werden, um Doppelbilder (ghost light) und dergleichen zu reduzieren. In diesem Fall ist beispielsweise in dem wie in 1 gezeigten Abbildungsobjektiv, die Dicke des Antireflexionsfilms an dem peripheren Abschnitt geringer als diejenige des Zentrums der Linsen auf jeder der bildseitigen Oberfläche der ersten Linse L1, der bildseitigen Oberfläche der zweiten Linse L2 und der objektseitigen Oberfläche der dritten Linse L3. Dies, da Winkel, die durch tangentiale Linien auf den jeweiligen Oberflächen an den peripheren Abschnitten und der optischen Achse gebildet werden, klein sind. Entsprechend wird ein Antireflexionsfilm, in welchem die Reflektanz der Wellenlänge von 600 nm bis 900 nm in der Nähe des Zentrums am geringsten ist, auf eine oder mehrere Oberflächen unter den vorgenannten drei Oberflächen, umfassend die bildseitige Oberfläche der ersten Linse L1, aufgebracht. Dies gestattet, dass die Reflektanz in dem gesamten effektiven Durchmesser im Mittel abnimmt und dass Doppelbilder reduziert werden. Alternativ kann eine Multilagen-Filmbeschichtung aufgebracht werden, in der die Reflektanz im Bereich des sichtbaren Lichts bis hin zu ungefähr 900 nm unterdrückt ist. Alternativ kann ein Antireflexionsfilm aufgebracht werden, der mittels eines Nassverfahrens hergestellt ist, durch welches eine Filmdicke einheitlich ausgestaltet werden kann.
Es ist anzumerken, dass wenn die Wellenlänge, deren Reflektanz in der Nähe des Zentrums am geringsten wird, kürzer als 600 nm ist, die Wellenlänge, deren Reflektanz am peripheren Abschnitt am geringsten wird, zu kurz werden wird. Entsprechend wird die Reflektanz auf der langwelligen Seite hoch, was darin resultiert, dass das Auftreten von rötlichen Doppelbildern wahrscheinlich wird. Wenn dagegen die Wellenlänge, deren Reflektanz in der Nähe des Zentrums am geringsten wird, länger als 900 nm ist, wird die Wellenlänge, deren Reflektanz im zentralen Abschnitt am geringsten wird, zu lang werden. Entsprechend wird die Reflektanz auf der kurzwelligen Seite hoch, was darin resultiert, dass die Bilder rötlich werden und das Auftreten von bläulichen Doppelbildern wahrscheinlich wird. Auf diese Weise kann, auch wenn die Wellenlänge, deren Reflektanz in der Nähe des Zentrums am geringsten ist, kürzer als 600 nm oder länger als 900 nm ist, die Verwendung einer Mehrlagen-Filmbeschichtung, in der die Reflektanz im Bereich von sichtbarem Licht bis hin zu ungefähr 900 nm unterdrückt ist, verhindern, dass Bilder rötlich werden und das Auftreten von bläulichen Doppelbildern verhindern. Weiterhin zeigt die Verwendung eines Antireflexionsfilms, der durch ein Nassverfahren hergestellt wird, in welchem eine Filmdicke einheitlich gestaltet werden kann, einen ähnlich vorteilhaften Effekt.
Weiterhin werden in dem Abbildungsobjektiv der vorliegenden Ausführungsform Strahlen, die zwischen den jeweiligen Linsen außerhalb der effektiven Durchmesser verlaufen, zu Streulicht und erreichen die Abbildungsebene, was darin resultiert, dass diese zu Doppelbildern werden. Entsprechend ist es bevorzugt, wenn ein Lichtabschneidemittel zum Abschirmen von Streulicht, soweit nötig, vorgesehen wird. Als ein derartiges Lichtabschneidemittel kann eine opake Farbe auf Abschnitte außerhalb der effektiven Durchmesser der Linsen aufgebracht werden oder es kann beispielsweise eine opake Platte darin vorgesehen werden. Alternativ können als Lichtabschneidemittel opake Platten auf optischen Pfaden von Strahlen vorgesehen werden, die zu Streulicht werden.
Es ist anzumerken, dass ein Filter, das blaues Licht von ultraviolettem Licht abschneidet oder ein IR-(Infrarot)-Abschneide-Filter, das Infrarotlicht abschneidet, zwischen dem Linsensystem und dem Bildsensor 5 gemäß der Ausgestaltung des Abbildungsobjektivs 1 vorgesehen sein kann. Eine Beschichtung, die die gleichen Charakteristiken wie diejenige der obigen Filter aufweist, kann auf die Linsenoberfläche aufgebracht sein.
1 zeigt das Beispiel, in welchem ein optisches Glied PP, das verschiedene Arten von Filtern und dergleichen darstellen soll, zwischen dem Linsensystem und dem Bildsensor 5 angeordnet ist, jedoch können diese verschiedenen Arten von Filtern stattdessen zwischen den jeweiligen Linsen angeordnet sein. Alternativ kann eine Beschichtung, die die gleichen Effekte wie die verschiedenen Arten von Filtern zeigt, auf die Linsenoberflächen von jeder der von dem Abbildungsobjektiv umfassten Linsen aufgebracht werden.
[Beispiele]
Nachfolgend werden numerische Beispiele des erfindungsgemäßen Abbildungsobjektivs beschrieben.
[Beispiel 1]
Eine Anordnung von Linsengruppen eines Abbildungsobjektivs von Beispiel 1 ist in 1 illustriert. Wie in 1 illustriert besteht das Abbildungsobjektiv von Beispiel 1, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, aus einer Vordergruppe G1, die im Wesentlichen aus einer negativen ersten Linse L1 mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche, einer zweiten Linse L2 mit einer bikonkaven Form und einer dritten Linse L3 mit einer bikonvexen Form besteht; einer Aperturblende St und einer Rückgruppe G2, die im Wesentlichen aus einer vierten Linse L4 mit einer bikonkaven Form mit einer zur Bildseite hin konkaven Oberfläche, deren Absolutwert des Krümmungsradius klein ist, und einer fünften Linse L5 mit einer bikonvexen Form besteht. Die vierte Linse L4 und die fünfte Linse L5 sind miteinander verkittet und ihre kombinierte Brennweite ist positiv. Weiterhin sind beide Oberflächen der zweiten Linse L2 und der dritten Linse L3, die objektseitige Oberfläche der vierten Linse L4 und die bildseitige Oberfläche der fünften Linse L5 asphärisch. Das Konfigurieren beider Oberflächen der zweiten Linse L2 als asphärisch ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von Verzeichnung und Astigmatismus. Das Konfigurieren beider Oberflächen der dritten Linse L3 und der bildseitigen Oberfläche der fünften Linse L5 als asphärisch ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Korrigierens von sphärischer Aberration.
Tabellen 1, 2 und 3 zeigen spezifische Linsendaten entsprechend einer Konfiguration des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 1. Tabelle 1 zeigt grundlegende Linsendaten desselben, Tabelle 2 zeigt Daten hinsichtlich Spezifikationen und Tabelle 3 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten.
In den grundlegenden Linsendaten zeigt die Spalte Si die i-te (i = 1, 2, 3 ...) Oberflächennummer, wobei der Wert von i von einer Oberfläche des am weitesten objektseitig liegenden Bestandselements aus, welche mit 1 bezeichnet ist, zur Bildseite hin fortlaufend zunimmt. Die Spalte Ri zeigt die Krümmungsradien der i-ten Oberfläche und die Spalte Di zeigt die Abstände zwischen den i-ten Oberflächen und den (i + 1)-ten Oberflächen entlang der optischen Achse Z. Es ist anzumerken, dass darin auch ein optisches Glied PP gezeigt ist. Weiterhin ist das Vorzeichen des Krümmungsradius positiv falls eine Oberflächenform eine konvexe Oberfläche zur Objektseite hin aufweist und negativ falls eine Oberflächenform eine konvexe Oberfläche zur Bildseite hin aufweist. In jedem Beispiel entsprechen Ri und Di in den Linsendaten (i = 1, 2, 3 ...) jeweils den Zeichen Ri und Di der Linsen-Querschnittansichten. Weiterhin zeigt die Spalte Ndj die Brechungsindizes der j-ten (j = 1, 2, 3 ...) Linsen bezüglich der d-Linie (Wellenlänge: 587,6 nm), wobei der Wert von j von dem am weitesten objektseitig liegenden Bestandselement aus, welches mit 1 bezeichnet ist, in den Linsendaten der Tabelle 1 zur Bildseite hin fortlaufend zunimmt. Die Spalte vdj zeigt die Abbezahlen der j-ten optischen Elemente bezüglich der d-Linie. Es ist anzumerken, dass die Linsendaten auch eine Aperturblende St zeigen. Die Spalte der Krümmungsradien gibt für eine der Aperturblende St entsprechende Oberfläche ∞ an.
In den Linsendaten der Tabelle 1 zeigt die Markierung ”*”, die auf der linken Seite von Oberflächennummern angegeben ist, dass die Linsenoberflächen, deren Oberflächennummern mit der Markierung ”*” angegeben sind, eine asphärische Oberflächenform aufweisen. In den grundlegenden Linsendaten der Tabelle 1, werden numerische Werte der paraxialen (achsnahen) Krümmungsradien als die Krümmungsradien dieser asphärischen Oberflächen gezeigt.
Es ist anzumerken, dass das Material, das die erste Linse L1 in Beispiel 1 bildet, S-LAM 66 von OHARA Inc. (Nd ist 1,80100, νd ist 34,97, das spezifische Gewicht ist 3,55, und die Säurebeständigkeitsklasse SR von ISO8424: 1996 ist 4) ist.
Werte der paraxialen Brennweite f' (mm), des Rückfokus Bf', der F-Zahl (FNo.) und des Blickwinkels (2ω) werden in Tabelle 2 als Daten hinsichtlich Spezifikationen des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 1 gezeigt.
Tabelle 3 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 1. Darin sind Oberflächennummern der asphärischen Oberflächen und asphärische Oberflächenkoeffizienten bezüglich der asphärischen Oberflächen gezeigt. Es ist anzumerken, dass ”E-n” (n: ganzzahlig) in jedem der numerischen Werte der asphärischen Oberflächenkoeffizienten ”x10^–n” bedeutet. Es ist anzumerken, dass die asphärischen Oberflächenkoeffizienten die Werte der jeweiligen Koeffizienten KA, Am (m = 3, 4, 5, ..., 20) in der folgenden Formel für asphärische Oberflächen sind: Zd = C·h²/{1 + (1 – KA·C²·h²)^1/2} + ΣAm·h^m wobei

Zd:: die Tiefe einer asphärischen Oberfläche ist (die Länge einer von einem Punkt auf einer asphärischen Oberfläche mit einer Höhe h zu einer den Scheitel der asphärischen Oberfläche berührenden und zu der optischen Achse senkrechten Ebene gezogenen senkrechten Linie),
h:: Höhe (der Abstand von der optischen Achse zu einer Linsenoberfläche),
C:: eine inverse Zahl eines paraxialen Krümmungsradius,
KA, Am:: asphärische Oberflächenkoeffizienten.

Die asphärische Oberfläche des Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel l wird ausgedrückt, indem die Ordnungen A3 bis A20 auf einen asphärischen Oberflächenkoeffizienten Am effektiv angewendet werden, basierend auf der obigen Formel für asphärische Oberflächen.
Die Art und Weise in der die zuvor genannten Tabellen 1 bis 3 beschrieben werden, ist gleich bzw. ähnlich zu den später zu beschreibenden Tabellen 4 bis 15.

In jeder der folgenden Tabellen, wird, wie oben beschrieben, Grad (°) als die Winkeleinheit verwendet und mm wird als die Längeneinheit verwendet, jedoch können auch andere geeignete Einheiten verwendet werden, da optische Systeme verwendbar sind, auch wenn sie proportional vergrößert oder miniaturisiert werden. [Tabelle 1] Beispiel 1/Linsendaten

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
1	13,00837	1,40000	1,80100	34,97
2	4,00250	2,56012
*3	–1,11949	1,10000	1,53391	55,89
*4	19,17052	0,44392
*5	1,92127	1,63858	1,61399	25,53
*6	–9,05669	0,22364
7 (Blende)	∞	0,26585
*8	–51,21157	0,19999	1,61399	25,53
9	2,50000	1,39097	1,53391	55,89
*10	–1,04814	1,50000
11	∞	0,80000	1,51680	64,20
12	∞	0,01349

[Tabelle 2] Beispiel 1/Spezifikationen (d-Linie)

f'	0,897
Bf'	2,041
FNo.	2,98
2ω[°]	221,0

[Tabelle 3]

[Beispiel 2]
2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 2 hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 1. Jedoch unterscheidet sich das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 2 von demjenigen von Beispiel 1 dadurch, dass die vierte Linse L4 eine negative Linse mit einer Meniskusform mit einer zur Bildseite gerichteten konkaven Oberfläche ist und die bildseitige Oberfläche der vierten Linse L4 und die objektseitige Oberfläche der fünften Linse L5 asphärisch sind. Es ist anzumerken, dass das Material, das die erste Linse L1 in Beispiel 2 bildet, S-TIH6 von OHARA Inc. (Nd ist 1,80518, νd ist 25,42, das spezifische Gewicht ist 3,37, und die Säurebeständigkeitsklasse SR von ISO8424: 1996 ist 1) ist.

Tabelle 4 zeigt grundlegende Linsendaten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 2. Tabelle 5 zeigt Daten hinsichtlich Spezifikationen des Abbildungsobjektivs von Beispiel 2. Tabelle 6 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 2. [Tabelle 4] Beispiel 2/Linsendaten

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
1	12,80498	1,40000	1,80518	25,42
2	4,00250	2,49839
*3	–1,11120	1,10000	1,53391	55,89
*4	149,75524	0,44392
*5	1,66808	2,21710	1,61399	25,53
*6	–9,63810	0,21043
7 (Blende)	∞	0,24542
*8	21,11093	0,26771	1,61399	25,53
*9	0,80000	1,38468	1,53391	55,89
*10	–1,10808	1,48987
11	∞	0,80000	1,51680	64,20
12	∞	0,00000

[Tabelle 5] Beispiel 2/Spezifikationen (d-Linie)

f'	1,036
Bf'	2,003
FNo.	2,99
2ω[°]	219,8

[Tabelle 6]

[Beispiel 3]
3 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 3 hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 1. Jedoch unterscheidet sich das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 3 von demjenigen von Beispiel 1 dadurch, dass die zweite Linse L2 eine negative Linse mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konkaven Oberfläche ist und die bildseitige Oberfläche der vierten Linse L4 und die objektseitige Oberfläche der fünften Linse L5 asphärisch sind. Es ist anzumerken, dass das Material, das die erste Linse L1 in Beispiel 3 bildet, S-NPH1 von OHARA Inc. (Nd ist 1,80809, νd ist 22,76, das spezifische Gewicht ist 3,29, und die Säurebeständigkeitsklasse SR von ISO8424: 1996 ist 1) ist.

Tabelle 7 zeigt grundlegende Linsendaten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 3. Tabelle 8 zeigt Daten hinsichtlich Spezifikationen des Abbildungsobjektivs von Beispiel 3. Tabelle 9 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 3. [Tabelle 7] Beispiel 3/Linsendaten

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
1	14,06589	1,40000	1,80809	22,76
2	4,00250	2,59413
*3	–1,10631	1,10000	1,53391	55,89
*4	–290,70540	0,44392
*5	1,53788	2,22119	1,61399	25,53
*6	–10,02349	0,26261
7 (Blende)	∞	0,22755
*8	–27,10503	0,23291	1,61399	25,53
*9	0,80000	1,48368	1,53391	55,89
*10	–0,99081	1,31831
11	∞	0,80000	1,51680	64,20
12	∞	0,00030

[Tabelle 8] Beispiel 3/Spezifikationen (d-Linie)

f'	0,978
Bf'	1,846
FNo.	2,99
2ω[°]	217,0

[Tabelle 9]

[Beispiel 4]
4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 4 hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 2. Jedoch unterscheidet sich das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 4 von demjenigen von Beispiel 2 dadurch, dass die zweite Linse L2 eine negative Linse mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konkaven Oberfläche ist. Es ist anzumerken, dass das Material, das die erste Linse L1 in Beispiel 4 bildet, S-NMB 55 von OHARA Inc. (Nd ist 1,80000, νd ist 29,84 das spezifische Gewicht ist 3,68, und die Säurebeständigkeitsklasse SR von ISO8424: 1996 ist 1) ist.

Tabelle 10 zeigt grundlegende Linsendaten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 4. Tabelle 11 zeigt Daten hinsichtlich Spezifikationen des Abbildungsobjektivs von Beispiel 4. Tabelle 12 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 4. [Tabelle 10] Beispiel 4/Linsendaten

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
1	11,98007	1,40000	1,80000	29,84
2	4,00250	2,45834
*3	–1,14112	1,10000	1,53391	55,89
*4	–96,20163	0,44392
*5	1,50312	2,25336	1,58364	30,27
*6	–9,12366	0,19906
7 (Blende)	∞	0,23263
*8	170,98956	0,29671	1,58364	30,27
*9	0,80000	1,37999	1,53391	55,89
*10	–1,21694	1,39294
11	∞	0,80000	1,51680	64,20
12	∞	0,00000

[Tabelle 11] Beispiel 4/Spezifikationen (d-Linie)

f'	1,171
Bf'	1,950
FNo.	2,99
2ω[°]	213,6

[Tabelle 12]

[Beispiel 5]
5 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Abbildungsobjektivs gemäß Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 5 hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie das Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 2. Es ist anzumerken, dass das Material, das die erste Linse L1 in Beispiel 5 bildet, LUMICERA^© Type-z von Murata Manufacturing Co., Ltd. (Nd ist 2,09501, νd ist 29,43, und das spezifische Gewicht ist 7,3) ist.

Tabelle 13 zeigt grundlegende Linsendaten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 5. Tabelle 14 zeigt Daten hinsichtlich Spezifikationen des Abbildungsobjektivs von Beispiel 5. Tabelle 15 zeigt Daten hinsichtlich asphärischer Oberflächenkoeffizienten des Abbildungsobjektivs von Beispiel 5. [Tabelle 13] Beispiel 5/Linsendaten

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
1	12,38201	1,40000	2,09501	29,43
2	4,00250	2,33421
*3	–1,18274	1,10000	1,53391	55,89
*4	8,87371	0,44392
*5	1,71006	1,91437	1,61399	25,53
*6	–8,44436	0,27011
7 (Blende)	∞	0,21053
*8	16,68788	0,19999	1,61399	25,53
*9	0,80000	1,55693	1,53391	55,89
*10	–1,04430	1,49999
11	∞	0,80000	1,51680	64,20
12	∞	–0,00627

[Tabelle 14] Beispiel 5/Spezifikationen (d-Linie)

f'	0,869
Bf'	2,021
FNo.	2,99
2ω[°]	218,6

[Tabelle 15]

Weiterhin zeigt Tabelle 16 die den Bedingungsformeln (1) bis (8) entsprechenden Werte der Beispiele 1 bis 5. Wie aus Tabelle 16 ersichtlich, liegen die Werte von jedem der Beispiele innerhalb der numerischen Bereiche der jeweiligen Bedingungsformeln (1) bis (7). Es ist anzumerken, dass Beispiele 1 und 5 nicht von dem Bereich von Bedingungsformel (8) umfasst sind, und Beispiel 4 ist nicht von dem Bereich von Bedingungsformel (5-1) umfasst. [Tabelle 16]

Ausdrucknummer	Bedingungsformel	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5
(1)	νd1 + 26·Nd1	81,8	72,4	69,8	76,6	83,9
(2)	f3/L	0,243	0,213	0,198	0,205	0,218
(3)	d4/L	0,039	0,038	0,038	0,038	0,039
(4)	νd2	55,89	55,89	55,89	55,89	55,89
(5), (5-1)	νd3	25,53	25,53	25,53	30,27	25,53
(6)	νda	55,89	55,89	55,89	55,89	55,89
(7)	νdb	25,53	25,53	25,53	30,27	25,53
(8)	νd1 + 35·Nd1	98,0	88,6	86,0	92,8	102,8

[Aberration s-Performanz]
6 zeigt sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler, in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite, in dem Abbildungsobjektiv gemäß Beispiel 1. Verzeichnungsdiagramme zeigen den Umfang der Abweichung von einer idealen Bildhöhe, die 2f × tan (φ/2) beträgt, unter Verwendung der Brennweite f des Gesamtsystems und eines Blickwinkels φ (der eine Variable ist, 0 ≤ φ ≤ ω). Jedes Aberrationsdiagramm zeigt Aberration bezüglich der d-Linie (Wellenlänge: 587,6 nm) als die Referenzwellenlänge. Jedes Diagramm der sphärischen Aberration zeigt Aberrationen bezüglich der g-Linie (Wellenlänge: 436 nm), der F-Linie (Wellenlänge: 481,6 nm) und der C-Linie (Wellenlänge: 656,27 nm). Jedes Aberrationsdiagramm des Farbquerfehlers zeigt ebenfalls Aberrationen bezüglich der g-Linie, der F-Linie und der C-Linie. FNo. bei jeder der sphärischen Aberrationen bezieht sich auf eine F-Zahl und ω in jedem der anderen Aberrationsdiagramme bezieht sich auf einen halben Blickwinkel.
Ähnlich werden in den 7 bis 10 die Aberrationsdiagramme von sphärischer Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler von jedem der Abbildungsobjektive der zuvor erwähnten Beispiele 2 bis 5 gezeigt. 7 bis 10 illustrieren ebenfalls sphärische Aberration, Astigmatismus, Verzeichnung und Farbquerfehler, in dieser Reihenfolge ausgehend von der linken Seite.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt, und verschiedene Modifikationen sind möglich. Zum Beispiel sind Werte, wie der Krümmungsradius, die Oberflächenabstände, die Brechungsindizes von jedem Objektivelement und dergleichen nicht auf die Werte der in den Tabellen gezeigten numerischen Beispiele beschränkt, sondern können andere Werte annehmen.
Wie aus den oben beschriebenen Daten ersichtlich, erzielt jedes der Abbildungsobjektive der Beispiele 1 bis 5 geringe Kosten durch Verwendung relativ billiger Materialien für die erste Linse L1. Weiterhin weisen die jeweiligen Abbildungsobjektive extrem große Gesamtblickwinkel auf, die 210 Grad überschreiten, beispielsweise 213,6 bis 221,0 Grad, und besitzen hohe optische Performanz, bei der jede Aberration günstig korrigiert ist. Diese Abbildungsobjektive können in Überwachungskameras, Fahrzeug-basierten Kameras, zum Fotografieren von Bildern auf der Vorderseite, der Seite und der Rückseite eines Automobils und dergleichen geeignet verwendet werden.
11 zeigt den Aspekt eines Automobils 100, an welchem die mit dem erfindungsgemäßen Abbildungsobjektiv versehene Abbildungsvorrichtung angebracht ist, als ein Verwendungsbeispiel. In 11 ist das Automobil 100 mit einer Außenfahrzeugkamera 101 zum Fotografieren eines Totwinkelbereiches auf der Seitenoberfläche der Beifahrerseite versehen, einer Außenfahrzeugkamera 102 zum Fotografieren eines Totwinkelbereiches hinter dem Automobil 100 und einer Innenfahrzeugkamera 103, die auf der Rückseite eines Rückspiegels vorgesehen ist zum Fotografieren des gleichen Gesichtsfeldbereiches wie derjenige des Fahrers. Die Außenfahrzeugkameras 101, 102 und die Innenfahrzeugkamera 103 entsprechen der Abbildungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und sind mit dem Abbildungsobjektiv gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen, sowie einem Bildgebungselement, das ein von dem Abbildungsobjektiv gebildetes optisches Bild in ein elektrisches Signal konvertiert.
Alle Abbildungsobjektive gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung weisen die oben beschriebenen vorteilhaften Aspekte auf. Entsprechend können die Außenfahrzeugkameras 101, 102 und die Innenfahrzeugkamera 103 mit einer kleinen Größe und geringen Kosten mit größeren Blickwinkeln konfiguriert werden und gestatten das Erzielen von guten Bildern auch in peripheren Abschnitten des Abbildungsgebiets.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf die Ausführungsformen und Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt, und verschiedene Modifikationen sind möglich. Zum Beispiel sind Werte, wie der Krümmungsradius, die Oberflächenabstände, die Brechungsindizes, die Abbezahlen von jedem Objektivelement und dergleichen nicht auf die Werte der in den Tabellen gezeigten numerischen Beispiele beschränkt, sondern können andere Werte annehmen. Weiterhin sind die Materialien der Linsen nicht auf die in den jeweiligen oben beschriebenen numerischen Beispielen verwendeten beschränkt, sondern können andere Materialien sein.
Die Ausführungsform der Abbildungsvorrichtung wurde mit Bezug auf die Figur eines Beispiels beschrieben, in welchem die vorliegende Erfindung auf eine Fahrzeug-basierte Kamera angewendet wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt und kann beispielsweise auf Kameras von tragbaren Endgeräten, Überwachungskameras und dergleichen angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-284620 [0004]
JP 2007-233152 [0005]
JP 2009-063877 [0006]
CN 102289052 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO8424: 1996 [0065]
ISO8424: 1996 [0080]
ISO8424: 1996 [0086]
ISO8424: 1996 [0088]
ISO8424: 1996 [0090]

Claims

Abbildungsobjektiv bestehend im Wesentlichen aus: einer Vordergruppe (G1), die im Wesentlichen aus einer negativen ersten Linse (L1) mit einer Meniskusform mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche, aus einer negativen zweiten Linse (L2), wobei ein Punkt entlang der optischen Achse auf der bildseitigen Oberfläche derselben weiter objektseitig liegt als Punkte auf beiden Enden des effektiven Durchmessers der bildseitigen Oberfläche, und aus einer positiven dritten Linse (L3) besteht; einer Aperturblende (St); und einer Rückgruppe (G2), die als Ganzes positiv ist, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, wobei die Rückgruppe (G2) im Wesentlichen aus einer positiven Linse und einer negativen Linse (L4, L5) besteht; und die folgende Bedingungsformel (1) erfüllt wird: 60,0 < νd1 + 26·Nd1 < 85,0(1), wobei νd1: die Abbezahl des Materials der ersten Linse (L1) bezüglich der d-Linie ist, und Nd1: der Brechungsindex des Materials der ersten Linse (L1) bezüglich der d-Linie ist.
Abbildungsobjektiv nach Anspruch 1, das die folgende Bedingungsformel (2) erfüllt: 0,15 < f3/L < 0,26 (2), wobei f3: die Brennweite der dritten Linse (L3) ist, und L: der Abstand von der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse (L1) zu der Abbildungsebene entlang der optischen Achse ist (Rückfokus entspricht einer Luft-konvertierten Länge).
Abbildungsobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dritte Linse (L3) eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche aufweist.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das die folgende Bedingungsformel (3) erfüllt: d4/L < 0,07 (3), wobei d4: der Abstand zwischen der zweiten Linse (L2) und der dritten Linse (L3) entlang der optischen Achse ist, und L: der Abstand von der objektseitigen Oberfläche der ersten Linse (L1) zu der Abbildungsebene entlang der optischen Achse ist (Rückfokus entspricht einer Luft-konvertierten Länge).
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das die folgenden Bedingungsformeln (4) bis (7) erfüllt: νd2 > 50 (4) νd3 < 35 (5) νda > 50 (6) νdb < 35 (7), wobei νd2: die Abbezahl des Materials der zweiten Linse (L2) bezüglich der d-Linie ist, νd3: die Abbezahl des Materials der dritten Linse (L3) bezüglich der d-Linie ist, und νda: die Abbezahl des Materials der positiven Linse der Rückgruppe (G2) bezüglich der d-Linie ist, und νdb: die Abbezahl des Materials der negativen Linse der Rückgruppe (G2) bezüglich der d-Linie ist.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das die folgende Bedingungsformel (8) erfüllt: 80,0 < νd1 + 35·Nd1 < 96,0 (8), wobei νd1: die Abbezahl des Materials der ersten Linse (L1) bezüglich der d-Linie ist, und Nd1: der Brechungsindex des Materials der ersten Linse (L1) bezüglich der d-Linie ist.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rückgruppe (G2) im Wesentlichen aus der negativen Linse und der positiven Linse, in dieser Reihenfolge ausgehend von der Objektseite, besteht.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die positive Linse und die negative Linse in der Rückgruppe (G2) miteinander verkittet sind.
Abbildungsobjektiv nach Anspruch 8, wobei eine gemeinsame Oberfläche der positiven Linse und der negativen Linse in einer paraxialen Region eine Form mit einer zur Objektseite gerichteten konvexen Oberfläche aufweist.
Abbildungsobjektiv nach Anspruch 8 oder 9, wobei die gemeinsame Oberfläche der positiven Linse und der negativen Linse eine asphärische Form aufweist, in der eine Brechkraft in von der optischen Achse weiter weg liegenden Abschnitten schwächer wird.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein spezifisches Gewicht des Materials der ersten Linse (L1) geringer als oder gleich 4,0 ist.
Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das die folgende Bedingungsformel (5-1) erfüllt: νd3 < 27 (5-1), wobei νd3: die Abbezahl des Materials der dritten Linse (L3) bezüglich der d-Linie ist.
Abbildungsvorrichtung umfassend: das Abbildungsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 12.