WO2012176434A1 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2012176434A1
WO2012176434A1 PCT/JP2012/003984 JP2012003984W WO2012176434A1 WO 2012176434 A1 WO2012176434 A1 WO 2012176434A1 JP 2012003984 W JP2012003984 W JP 2012003984W WO 2012176434 A1 WO2012176434 A1 WO 2012176434A1
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lens
image
optical axis
imaging
object side
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Application number
PCT/JP2012/003984
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English (en)
French (fr)
Inventor
山川　博充
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present invention relates to an imaging lens and an imaging apparatus. More specifically, the present invention is suitable for use in an in-vehicle camera, a monitoring camera, or the like using an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the present invention relates to a wide-angle imaging lens and an imaging apparatus including the imaging lens.
  • image sensors such as CCDs and CMOSs have been greatly reduced in size and pixels.
  • the imaging device body and the imaging lens mounted thereon are also required to be small and light.
  • imaging lenses used for in-vehicle cameras, surveillance cameras, etc. are required to have high weather resistance and high optical performance with a wide angle of view so as to ensure a good field of view over a wide range. Yes.
  • Imaging lenses in the above-mentioned fields include those described in Patent Documents 1 to 3 below.
  • Patent Documents 1 to 3 describe an imaging lens having a five-lens configuration including an aspheric lens.
  • the lens described in Patent Document 1 is relatively bright with an F value of 2.0, but when applied to an imaging lens having a total angle of view of less than 163 degrees and a total angle of view of more than 180 degrees, performance is insufficient. .
  • Patent Documents 2 and 3 have a wide angle of 190 degrees or more and an F value of 2.8. For this reason, if it is attempted to brighten the F value to 2.0 or increase the total angle of view to a degree exceeding 210 degrees, the performance will be degraded.
  • an object of the present invention is to provide an imaging lens capable of realizing a wide angle and high optical performance while being small and low-cost, and an imaging apparatus including the imaging lens. .
  • the imaging lens of the present invention in order from the object side, A first lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side and having negative power; A second lens having at least one aspheric surface; A third lens having at least one aspheric surface; Aperture, A fourth lens having at least one surface aspherical; Consisting essentially of five lenses with a fifth lens having at least one aspherical surface,
  • the second lens to the fifth lens are arc-shaped lens surfaces that pass through three points, the outermost effective diameter two points on the object side surface and the image side surface in the lens cross section including the optical axis, and a point on the optical axis.
  • the second lens has a negative power on the image side and a negative power on the image side;
  • the third lens has a positive power on the object side surface convex to the object side,
  • the fourth lens has a positive power with the image side surface convex toward the image side,
  • the fifth lens has a meniscus shape with a convex surface facing the image side, and has negative power, The following conditional expressions (1) and (2) are satisfied.
  • f34 Composite paraxial focal length L of the third lens and the fourth lens L: Distance on the optical axis from the object side surface of the first lens to the image plane (between the fifth lens and the image plane) Air equivalent distance)
  • d1-4 Distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens to the image-side surface of the second lens “A meniscus shape having a convex surface facing the object side and negative “Having power” is considered in the paraxial region when the first lens has an aspherical surface.
  • Essentially composed of five lenses means, in addition to five lenses, lenses having substantially no power, optical elements other than lenses such as an aperture and a cover glass, lens flanges, lens barrels, and image sensors. It is meant to include those having a mechanism part such as a camera shake correction mechanism.
  • the positive / negative power means the power of the lens having the assumed overall shape on the object side and the image side.
  • the “effective diameter outermost end” of the lens surface means the outermost point in each radial direction when considering the point where all light rays contributing to image formation intersect with the lens surface.
  • “Diameter” means the diameter of a circle formed by this outermost point.
  • conditional expressions (3) to (13) are satisfied.
  • it may have any one of the following conditional expressions (3) to (13), or may have a structure in which any two or more are combined.
  • the shape and power of each lens are suitably set so as to satisfy the conditional expressions (1) and (2). In this configuration, it is possible to realize a sufficient wide angle, sufficient brightness, and high optical performance.
  • the image pickup apparatus of the present invention since the image pickup lens of the present invention is provided, the image pickup apparatus of the present invention can be configured inexpensively and compactly, can be picked up with a wide angle of view, and high-quality images can be obtained.
  • Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 1 of this invention Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 2 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 3 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 4 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 5 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 6 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 7 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the imaging lens of Example 8 of this invention.
  • Aberration diagrams (A) to (G) of the imaging lens of Example 1 of the present invention Aberration diagrams (A) to (G) of the imaging lens of Example 2 of the present invention.
  • Aberration diagrams (A) to (G) of the image pickup lens of Example 3 of the present invention Aberration diagrams (A) to (G) of the image pickup lens of Example 4 of the present invention.
  • Aberration diagrams (A) to (G) of the image pickup lens of Example 8 of the present invention The figure for demonstrating arrangement
  • FIGS. 1 to 8 are cross-sectional views showing a configuration example of an imaging lens according to an embodiment of the present invention, and correspond to imaging lenses of Examples 1 to 8 described later, respectively. Since the basic configurations of the examples shown in FIGS. 1 to 8 are the same and the method of illustration is also the same, here, an imaging lens according to an embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIG.
  • the imaging lens of this embodiment includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5 in order from the object side along the optical axis Z.
  • This is a five-lens configuration lens system.
  • An aperture stop St is disposed between the third lens L3 and the fourth lens L4. By arranging the aperture stop St between the third lens L3 and the fourth lens L4, it is possible to reduce the size in the radial direction.
  • FIG. 1 the left side is the object side and the right side is the image side, and the illustrated aperture stop St does not necessarily indicate the size or shape, but indicates the position on the optical axis.
  • FIG. 1 also shows an axial light beam 2 from an object point at an infinite distance and an off-axis light beam 3 at the maximum field angle.
  • FIG. 1 also illustrates the imaging element 5 disposed on the image plane Sim of the imaging lens in consideration of the case where the imaging lens is applied to the imaging device.
  • the imaging lens is applied to the imaging apparatus, it is preferable to provide a cover glass, a low-pass filter, an infrared cut filter, or the like according to the configuration of the camera side on which the lens is mounted.
  • positioned between the 5th lens L5 and the image pick-up element 5 (image surface Sim) has shown the parallel-plate-shaped optical member PP made.
  • the first lens L1 is configured so as to be a meniscus lens having negative power and a convex surface on the object side.
  • the first lens L1 having negative power and a meniscus lens having a convex surface on the object side is advantageous for widening the angle and correcting distortion.
  • the first lens L1 disposed closest to the object side is assumed to be exposed to wind and rain or a cleaning solvent.
  • the object side surface of the first lens L1 is a convex surface, there is a concern in these situations. There is also an advantage that dust, dust, water droplets, and the like hardly remain.
  • the first lens L1 is a spherical lens, but may be an aspherical lens.
  • the material of the first lens L1 disposed closest to the object side is preferably glass rather than resin. Therefore, if the first lens L1 is a spherical lens, an aspherical lens is used. Can be manufactured at a lower cost.
  • the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 all have at least one aspherical shape.
  • the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 are preferably aspheric on both surfaces.
  • the second lens L2 defines an arc passing through three points of the effective diameter outermost two points and a point on the optical axis for each of the object side surface and the image side surface in the cross section including the optical axis, Assuming that each of the image side surface and the image side surface have an overall shape having the radius of curvature of the arc, the image side surface is concave on the image side and has negative power. Composed.
  • points Q1 and Q2 are the two points at the outermost end of the effective diameter of the image side surface of the second lens L2, and the point Q3 is on the optical axis on the image side surface of the second lens L2. Is a point.
  • arc C2 is an arc passing through three points Q1, Q2, and Q3.
  • the image side surface is concave on the image side is assumed that the image side surface of the second lens L2 has a lens surface defined by an arc C2 passing through three points Q1, Q2, and Q3. This means that the arc C2 is concave on the image side, that is, the point Q3 is closer to the object side than the points Q1 and Q2. Further, “having negative power” means that the power of a lens having an overall shape assumed on the object side and the image side is negative.
  • the third lens L3 defines an arc passing through three points of the effective diameter outermost two points and the point on the optical axis for each of the object side surface and the image side surface in the cross section including the optical axis, Assuming that each of the image side surface and the image side surface has an overall shape that is the radius of curvature of the arc, the object side surface is convex on the object side and has positive power. Composed.
  • the shape of the object-side surface of the third lens L3 can be considered in the same manner as described for the second lens L2. That is, “the object-side surface is convex on the object side” means that the object-side surface of the third lens L3 has two points Q11, Q12 at the outermost effective diameter on the object side of the third lens L3, and When assuming that the third lens L3 has a lens surface defined by an arc C3 passing through three points Q13 on the optical axis on the object side surface of the third lens L3, the arc C3 has a convex shape on the object side. It means a shape in which the point Q13 is closer to the object side than the points Q11 and Q12. Further, “having positive power” means that the power of a lens having an overall shape assumed on the object side and the image side is positive.
  • the fourth lens L4 defines an arc passing through three points of the effective diameter outermost two points and the point on the optical axis for each of the object side surface and the image side surface in the cross section including the optical axis, Assuming that each of the image side surface and the image side surface has an overall shape having the radius of curvature of the arc, the image side surface is convex on the image side and has positive power. Composed.
  • the shape of the image-side surface of the fourth lens L4 can be considered in the same manner as described for the second lens L2. That is, “the image-side surface is convex on the image side” means that the image-side surface of the fourth lens L4 has two points Q21 and Q22 at the outermost effective diameter on the image side of the fourth lens L4.
  • the lens surface is defined by an arc C4 passing through three points Q23 on the optical axis on the image side surface of the fourth lens L4
  • the arc C4 has a convex shape on the image side. It means a shape in which the point Q23 is closer to the image side than the points Q21 and Q22.
  • “having positive power” means that the power of a lens having an overall shape assumed on the object side and the image side is positive.
  • the fifth lens L5 defines an arc passing through three points of the effective diameter outermost two points and the point on the optical axis for each of the object side surface and the image side surface in the cross section including the optical axis, Assuming that each of the image side surface and the image side surface has an overall shape with the radius of curvature of the arc, it is a meniscus shape with a convex surface facing the image side, and has a negative power Is done.
  • the shape of the image-side surface of the fifth lens L5 can be considered in the same manner as described for the second lens L2. That is, “a meniscus shape with a convex surface facing the image side” means that the image side surface of the fifth lens L5 has two points Q31 and Q32 at the outermost effective diameter on the image side of the fifth lens L5 and the fifth lens.
  • the lens surface is defined by an arc C5 passing through three points Q33 on the optical axis on the image side surface of L5
  • the arc C5 has a meniscus shape convex to the image side, that is, a point Q33 means a meniscus shape that is closer to the image side than the points Q31 and Q32.
  • “having negative power” means that the power of a lens having an overall shape assumed on the object side and the image side is negative.
  • the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 preferably have negative, positive, positive, and negative power near the optical axis, respectively.
  • the power of is not limited to this.
  • the imaging lens according to the present embodiment is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
  • f34 Composite paraxial focal length L of the third lens L3 and the fourth lens L4 L: Distance on the optical axis from the object side surface of the first lens L1 to the image plane (the distance between the fifth lens L5 and the image plane is Air equivalent distance)
  • d1-4 Distance on the optical axis from the object side surface of the first lens L1 to the image side surface of the second lens L2
  • the third lens L3 and the fourth lens L4 The absolute value of the power of the lens becomes large, and manufacturing errors and positional accuracy of each lens are required to be highly demanded, which deteriorates manufacturability and increases costs. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power in the entire lens system will be insufficient, and the required angle of view will not be obtained.
  • the first lens L1 and the second lens L2 are close to each other at the peripheral portion and cannot be properly arranged.
  • the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the effective diameter of the first lens L1 increases, and the overall length and outer diameter of the entire lens system increase.
  • the power and shape of each of the first lens L1 to the fifth lens L5 are suitably set as described above, and the aperture stop St is set to the third lens.
  • L3 and the fourth lens L4 By arranging between L3 and the fourth lens L4, a small and low-cost configuration with a small number of lenses and a short overall length achieves a sufficiently wide angle and brightness, and further spherical aberration, coma aberration, image surface Various aberrations including curvature and distortion can be corrected satisfactorily.
  • high resolution can be realized over a wide range of the imaging region, so that it is possible to deal with imaging elements that have recently increased in pixel count. Become.
  • the Abbe number of the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 with respect to the d-line is 40 or more for the first lens L1. It is preferable that the second lens L2 is 50 or more, the third lens L3 is 30 or less, the fourth lens L4 is 50 or more, and the fifth lens L5 is 30 or less.
  • the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 have negative, negative, positive, positive, and negative power near the optical axis, respectively.
  • the distance between the fourth lens L4 and the fifth lens L5 is small, and the distance does not change so much from the central part to the peripheral part of the lens. Further, it is preferable that the thickness of the fifth lens L5 does not change so much between the central portion and the peripheral portion. Thereby, the light beam passes through the image side surface of the fourth lens L4, the object side surface of the fifth lens L5, and the image side surface of the fifth lens L5 at almost the same angle for any angle of view. Therefore, it is possible to prevent abrupt aberrations due to manufacturing errors or the like.
  • the imaging lens according to the present embodiment preferably further has a configuration described below.
  • d3-11 Distance on the optical axis from the object side surface of the second lens L2 to the image side surface of the fifth lens L5 If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the second to fifth lenses L2 to L5 And the distance between the second to fifth lenses L2 to L5 must be reduced, and the manufacturability of each lens deteriorates and the power of each lens cannot be set properly, and chromatic aberration is reduced. It becomes difficult to correct well. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the objective of lens miniaturization cannot be achieved, and the lens becomes large.
  • d4-5 Distance on the optical axis from the image side surface of the second lens L2 to the object side surface of the third lens L3
  • d6-8 Distance on the optical axis from the image side surface of the third lens L3 to the object side surface of the fourth lens L4
  • the second lens L2 has an image side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has negative power
  • the following conditional expressions (7) to (13) are preferably satisfied.
  • L distance on the optical axis from the object side surface of the first lens L1 to the image plane (the distance between the lens and the image plane is an air equivalent distance)
  • d4-5 distance on the optical axis from the image side surface of the second lens L2 to the object side surface of the third lens
  • L3 f focal length of the entire system
  • d10 thickness on the optical axis of the fifth lens
  • L5 f3 focal length Bf of the third lens L3: back focus of the entire system
  • r10 radius of curvature r8 near the optical axis of the object side surface of the fifth lens L5: near the optical axis of the object side surface
  • a point in the vicinity of the intersection Q3 with the optical axis on the image side surface of the second lens L2 is defined as X4, and the intersection between the normal and the optical axis at that point is defined as P4.
  • the shape of the second lens L2 at the point X4 is defined by whether the point P4 is on the object side or the image side with respect to the point Q3.
  • a point P4 is defined as a convex shape on the object side from the point Q3, and a case where the point P4 is located on the image side from the point Q3 is defined as a concave shape on the image side.
  • the image side surface in the vicinity of the optical axis is convex toward the image side means a shape in which the point P4 is closer to the object side than the point Q3 in the vicinity of the optical axis.
  • the second lens L2 has an image-side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has a negative power, so that the axial ray passes through the image-side surface of the second lens L2. Since the incident angle at that time can be kept small, the spherical aberration can be corrected well.
  • conditional expression (7) If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, there is an increased risk that the second lens L2 and the third lens L3 are too close to contact each other, and the image side surface of the second lens L2 and the object side of the third lens L3. It is difficult to remove ghost light that involves both of the surfaces.
  • the absolute value of the radius of curvature in the vicinity of the optical axis of the object side surface of the fifth lens L5 becomes too small, and it becomes difficult to satisfactorily correct spherical aberration.
  • the radius of curvature of the object side surface of the fifth lens L5 is set to an appropriate value so that desired optical performance can be obtained, and if the upper limit of the conditional expression (11) is exceeded, the focal length increases and the required image becomes larger. The corner cannot be secured.
  • the focal length becomes long when the distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane is set to an appropriate dimension, so a large angle of view. Can not be removed.
  • the second lens L2 has an image side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has negative power, the following conditional expressions (2-1) and (2-2) are satisfied. It is preferable.
  • the second lens L2 has an image-side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has a negative power, so that the axial ray passes through the image-side surface of the second lens L2. Since the incident angle at that time can be kept small, the spherical aberration can be corrected well.
  • conditional expressions (2-1) and (2-2) If the lower limit of conditional expressions (2-1) and (2-2) is not reached, the first lens L1 and the second lens L2 are close to each other in the peripheral portion and cannot be properly arranged.
  • conditional expressions (7-1) to (13-1) are satisfied. It is preferable.
  • conditional expressions (7-1) to (13-1) the same effects as those obtained by satisfying conditional expressions (7) to (13) can be obtained, or the effects can be reduced. It can be further increased.
  • the second lens L2 has an image-side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has a negative power, so that the axial ray passes through the image-side surface of the second lens L2. Since the incident angle can be kept small, spherical aberration can be corrected satisfactorily. Exceeding the upper limit of conditional expression (7-1) is disadvantageous in reducing the total lens length as much as possible.
  • conditional expression (8-1) If the upper limit of conditional expression (8-1) is exceeded, it will be disadvantageous when shortening the overall lens length, and it will be difficult to achieve sufficient back focus.
  • conditional expression (10-1) If the upper limit of conditional expression (10-1) is exceeded, a sufficient distance can be obtained from the lens to the image plane, but the distance from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane increases, and this embodiment is performed.
  • the imaging device such as a camera to which the imaging lens of the embodiment and the imaging lens of the present embodiment are applied is increased in size.
  • the gap between the fourth lens L4 and the fifth lens L5 tends to increase as the distance from the optical axis increases, and the light beam that passes through the fifth lens L5 increases. Since the outer diameter of the fifth lens L5 increases, the degree of freedom of the lens barrel shape of the imaging lens of the present embodiment decreases.
  • conditional expression (12-1) If the upper limit of conditional expression (12-1) is exceeded, the distance from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane increases, and the imaging lens of the present embodiment and the camera to which the imaging lens of the present embodiment is applied. The imaging device becomes larger.
  • the thickness of the fifth lens L5 becomes too small, making it difficult to manufacture. If the upper limit of conditional expression (8-2) is exceeded, the thickness of the fifth lens L5 becomes too large and the lens becomes large. Further, if it is attempted to reduce the distance from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane, it is difficult to ensure the necessary back focus.
  • conditional expressions (7-3) and (8-3) are satisfied.
  • conditional expressions (7-3) and (8-3) the effect obtained by satisfying conditional expressions (7-2) and (8-2) can be further enhanced.
  • conditional expressions (9-3) and (10-3) are satisfied.
  • conditional expressions (9-3) and (10-3) the effect obtained by satisfying conditional expressions (9-2) and (10-2) can be further enhanced.
  • the second lens L2 has an image side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has negative power, the following conditional expressions (11-2) and (12-2) are satisfied. It is preferable.
  • the second lens L2 has an image-side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has a negative power, so that the axial ray passes through the image-side surface of the second lens L2. Since the incident angle at that time can be kept small, the spherical aberration can be corrected well.
  • conditional expression (11-2) If the lower limit of conditional expression (11-2) is not reached, the curvature radius near the optical axis of the object side surface of the fifth lens L5 increases when the focal length necessary for the angle of view is made appropriate, and the effect of correcting spherical aberration is increased. Becomes smaller. If the upper limit of conditional expression (11-2) is exceeded, the absolute value of the radius of curvature in the vicinity of the optical axis of the object side surface of the fifth lens L5 becomes too small, making it difficult to correct spherical aberration well.
  • the radius of curvature of the object side surface of the fifth lens L5 is set to an appropriate value so as to obtain the desired optical performance, if the upper limit of the conditional expression (11-2) is exceeded, the focal length becomes large and necessary A correct angle of view cannot be secured.
  • the focal length becomes long when the distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane is set to an appropriate dimension.
  • the angle of view cannot be taken.
  • the second lens L2 has an image side surface convex toward the image side in the vicinity of the optical axis and has negative power, it is more preferable that the following conditional expression (12-3) is further satisfied. .
  • the shape of the object-side surface of the second lens L2 can be considered similarly to the shape of the image-side surface of the second lens L2.
  • the intersection point with the optical axis on the object side surface of the second lens L2 is Q13
  • a point near the point Q13 is X3
  • the intersection point between the normal line and the optical axis is P3.
  • the shape of the second lens L2 at the point X3 is defined by whether the point P3 is on the object side or the image side with respect to the point Q13.
  • the point P3 is defined as a concave shape on the object side from the point Q13
  • the case where the point P3 is located on the image side from the point Q13 is defined as a convex shape on the object side.
  • the object-side surface in the vicinity of the optical axis is concave on the object side means a shape in which the point P3 is closer to the object side than the point Q13 in the vicinity of the optical axis.
  • the object-side surface is concave on the object side in the vicinity of the optical axis and has negative power, so that the axial ray passes through the image-side surface of the second lens L2. Since the incident angle at that time can be kept small, the spherical aberration can be corrected well.
  • the focal length becomes longer when the distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane is set to an appropriate dimension. The angle of view cannot be taken. If the upper limit of conditional expression (12-4) is exceeded, the distance from the object-side surface of the first lens L1 to the image plane when the required angle of view is secured becomes too large, and the imaging lens and book of the present embodiment An imaging apparatus such as a camera to which the imaging lens of the embodiment is applied is increased in size.
  • conditional expressions (13-3) and (12-5) are further satisfied. It is more preferable to satisfy.
  • conditional expressions (13-3) and (12-5) the effect obtained by satisfying conditional expressions (13-2) and (12-4) can be further enhanced.
  • the imaging lens of the present embodiment preferably has a total angle of view larger than 200 degrees.
  • the total angle of view is twice the angle formed by the principal ray of the off-axis light beam 3 and the optical axis Z at the maximum angle of view.
  • the imaging lens of the present embodiment is preferably a single lens in which all the lenses of the first lens L1 to the fifth lens L5 are not joined as in the example shown in FIG.
  • the first lens L1 disposed closest to the object side is subject to surface deterioration due to wind and rain, and temperature change due to direct sunlight.
  • a material that is resistant to chemicals such as oils and fats and detergents, that is, a material having high water resistance, weather resistance, acid resistance, chemical resistance, and the like.
  • a powder having a water resistance of 1 determined by the Japan Optical Glass Industry Association may be required to use a material that is hard and hard to break. By making the material glass, it is possible to satisfy the above requirements.
  • transparent ceramics may be used as the material of the first lens L1.
  • a protective means for enhancing the strength, scratch resistance, and chemical resistance may be applied to the object side surface of the first lens L1, and in this case, the material of the first lens L1 may be plastic.
  • Such protective means may be a hard coat or a water repellent coat.
  • the material of the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 it is preferable to use plastic.
  • an aspherical shape can be produced with high accuracy and light weight. And cost reduction.
  • plastic When plastic is used as the material, it is preferable to select a material that has low water absorption and low birefringence that causes a decrease in resolution so that performance changes due to water absorption can be suppressed as much as possible. As materials satisfying this condition, it is preferable to select a cycloolefin plastic for the second lens L2 and the fourth lens L4, and a polycarbonate plastic or a polyester plastic for the third lens L3 and the fifth lens L5. .
  • plastic is used as the material of at least one of the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5, a so-called plastic material in which particles smaller than the wavelength of light are mixed is used.
  • Nanocomposite materials may be used.
  • each lens may be provided with an antireflection film in order to reduce ghost light or the like.
  • an antireflection film in which the wavelength at which the reflectance near the center is minimum is 600 nm or more and 900 nm or less is applied to one or more of the three surfaces including the image side surface of the first lens L1.
  • the reflectance can be reduced on average over the entire effective diameter, and ghost light can be reduced.
  • the wavelength at which the reflectance near the center becomes the smallest is shorter than 600 nm, the wavelength at which the reflectance at the peripheral portion becomes the smallest becomes too short, and the reflectance on the long wavelength side becomes high. ghosts are likely to occur.
  • the wavelength at which the reflectance near the center is the smallest is longer than 900 nm, the wavelength at which the reflectance at the center becomes the smallest becomes too long, and the reflectance on the short wavelength side becomes high. It will be very reddish and will tend to produce a bluish ghost.
  • the light flux that passes outside the effective diameter between the lenses becomes stray light and reaches the image plane, and may become a ghost.
  • a light shielding means for example, an opaque paint may be applied to a portion outside the effective diameter on the image side of the lens, or an opaque plate material may be provided.
  • an opaque plate material may be provided in the optical path of a light beam that becomes stray light to serve as a light shielding unit.
  • a filter that cuts blue light from ultraviolet light or an IR (InfraRed) cut filter that cuts infrared light is inserted between the lens system and the imaging device 5. May be.
  • a coating having the same characteristics as the filter may be applied to the lens surface.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical member PP assuming various filters is arranged between the lens system and the image sensor 5, these various filters may be arranged between the lenses instead.
  • the lens sectional views of the imaging lenses of Examples 1 to 8 are those shown in FIGS. 1 to 8, respectively.
  • Table 1 shows lens data and aspheric data of the imaging lens of Example 1. Similarly, lens data and aspheric surface data of the imaging lenses of Examples 2 to 8 are shown in Tables 2 to 8, respectively. In the following, the meaning of the symbols in the table will be described using Example 1 as an example, but the same applies to Examples 2 to 8.
  • the ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface
  • the di column indicates the surface spacing on the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface.
  • the sign of the radius of curvature is positive when convex on the object side and negative when convex on the image side.
  • ri and di (i 1, 2, 3,...)
  • In the lens data table correspond to the symbols ri and di in the lens sectional view.
  • the column of ⁇ dj indicates the Abbe number of the j-th optical element with respect to the d-line (wavelength: 587.6 nm).
  • the lens data also includes the aperture stop St, and ⁇ is written in the column of the radius of curvature of the surface corresponding to the aperture stop St.
  • the optical member PP disposed between the fifth lens L5 and the image plane Sim in FIGS. 1 to 8 assumes a cover glass, a filter, and the like.
  • the refractive index is A 1.52 glass material is used, and its thickness is 0.3 mm.
  • the numerical value of the radius of curvature near the optical axis is shown as the radius of curvature of the aspherical surface.
  • the aspheric data shows the surface number of the aspheric surface and the aspheric coefficient for each aspheric surface.
  • the numerical value “E ⁇ n” (n: integer) of the aspheric surface data means “ ⁇ 10 ⁇ n”, and “E + n” means “ ⁇ 10 n”.
  • Zd C ⁇ h 2 / ⁇ 1+ (1 ⁇ K ⁇ C 2 ⁇ h 2) 1/2 ⁇ + ⁇ am ⁇ hm
  • Zd Depth of aspheric surface (length of perpendicular drawn from a point on the aspherical surface of height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex contacts)
  • h Height (distance from the optical axis to the lens surface)
  • C paraxial curvature K
  • the first lens L1 is made of optical glass and has a spherical shape on both sides, so that it is possible to obtain good weather resistance and resistance to scratches caused by earth and sand, and to be manufactured at a relatively low cost. can do.
  • the second lens L2 and the fourth lens L4 in Examples 1 to 8 are made of a cycloolefin plastic, and the third lens L3 and the fifth lens L5 are made of a polycarbonate plastic to change the performance due to water absorption. A material with low water absorption is selected so as to suppress it as much as possible.
  • Table 9 shows various data in the imaging lenses of Examples 1 to 8 and values corresponding to the conditional expressions (1) to (13).
  • the e-line is used as a reference wavelength
  • Table 9 shows values at this reference wavelength.
  • f is the focal length of the entire system
  • Bf is the distance on the optical axis from the image side surface of the lens closest to the image side to the image plane (corresponding to back focus)
  • L is the object side of the first lens L1.
  • the distance 2 ⁇ on the optical axis from the image plane to the image plane Sim is the total angle of view.
  • Bf is the air conversion length, that is, a value calculated by converting the thickness of the optical member PP into air.
  • an air equivalent length is used for the back focus of L.
  • FIGS. 9A to 9D show spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification), respectively.
  • FIGS. 9E to 9G show transverse aberration in the tangential direction at each half angle of view.
  • Each aberration diagram shows the aberration with the e-line as the reference wavelength, but the spherical aberration diagram and the chromatic aberration diagram of the magnification also show the aberrations for the g-line (wavelength 436 nm) and C-line (wavelength 656.27 nm).
  • Fno Of spherical aberration diagram. Means F number, and ⁇ in other aberration diagrams means half angle of view.
  • FIGS. (A) to (G) the aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), lateral chromatic aberration, and lateral aberration of the imaging lenses of Examples 2 to 8 are shown in FIGS. (A) to (G), FIGS. 12 (A) to (G), FIGS. 13 (A) to (G), FIGS. 14 (A) to (G), FIGS. 15 (A) to (G), FIG. Shown in A) to (G).
  • the ideal image height is 2 ⁇ f ⁇ tan ( ⁇ / 2) using the focal length f of the entire system and the half angle of view ⁇ (variable treatment, 0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ). Since the amount of deviation is shown, it has a negative value at the periphery.
  • the distortion of the imaging lenses of Examples 1 to 8 is a large positive value when calculated based on the image height based on equidistant projection. This is because the imaging lenses of Examples 1 to 8 are considered so that the peripheral image is larger than the lens designed to suppress distortion at an image height based on equidistant projection. is there.
  • the imaging lenses of Examples 1 to 8 have a very wide full angle of view of about 220 degrees in addition to reducing the size and cost with a lens configuration as small as five. , A small F number of 2.0, and high optical performance with high resolution with each aberration corrected well.
  • These imaging lenses can be suitably used for surveillance cameras, in-vehicle cameras for taking images of the front, side, rear, etc. of automobiles.
  • FIG. 17 shows a state in which an imaging apparatus including the imaging lens of the present embodiment is mounted on the automobile 100 as an example of use.
  • an automobile 100 includes an outside camera 101 for imaging the blind spot range on the side surface on the passenger seat side, an outside camera 102 for imaging the blind spot range on the rear side of the automobile 100, and a rear surface of the rearview mirror.
  • An in-vehicle camera 103 is attached and is used for photographing the same field of view as the driver.
  • the vehicle exterior camera 101, the vehicle exterior camera 102, and the vehicle interior camera 103 are imaging devices according to embodiments of the present invention, and convert an imaging lens according to an embodiment of the present invention and an optical image formed by the imaging lens into an electrical signal.
  • An image pickup device is an image pickup device.
  • the exterior cameras 101 and 102 and the interior camera 103 can be configured to be small and inexpensive, have a wide angle of view, and have high resolution. Can get a good picture.
  • the present invention has been described with reference to the embodiments and examples.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made.
  • the values of the radius of curvature, the surface interval, the refractive index, the Abbe number, and the aspheric coefficient of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and can take other values.
  • the material of the lens is not limited to that used in each of the above numerical examples, and another material may be used.
  • the present invention is not limited to this application, and for example, a mobile terminal camera or a surveillance camera The present invention can also be applied.

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Abstract

　撮像レンズにおいて、小型かつ低コストに構成し、広角化と高い光学性能を実現する。　物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負のパワーを持つ第１レンズ（Ｌ１）と、少なくとも一方の面が非球面である第２～第５レンズ（Ｌ２～Ｌ５）からなる。第２レンズ（Ｌ２）は像側の面が像側に凹形状で負のパワーを持ち、第３レンズ（Ｌ３）は物体側の面が物体側に凸形状で正のパワーを持ち、第４レンズ（Ｌ４）は像側の面が像側に凸形状で正のパワーを持ち、第５レンズ（Ｌ５）は像側に凸面を向けたメニスカス形状で負のパワーを持つ。第３レンズ（Ｌ３）と第４レンズ（Ｌ４）との合成近軸焦点距離、第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離、第１レンズの物体側の面から第２レンズの像側の面までの光軸上距離に関する所定の条件式を満足する。

Description

撮像レンズおよび撮像装置
　本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な広角の撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。
　ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化および高画素化が進んでいる。そのため、撮像機器本体並びにそれに搭載される撮像レンズにも小型化、軽量化が求められている。一方、車載用カメラ、監視カメラ等に使用される撮像レンズには、高い耐候性を持ち、広範囲に亘って良好な視界を確保できるように広画角で高い光学性能を有することが求められている。
　上記分野の撮像レンズとしては、例えば下記特許文献１～３に記載のものがある。特許文献１～３には、非球面レンズを含む５枚構成の撮像レンズが記載されている。
特開２００９－３１７６２号公報 特開２００９－２１６９５６号公報 国際公開第２０１０／１７１３号公報
　ところで近年では、車載用カメラや監視カメラ等の分野において、例えば全画角で１８０度を超えるものが望まれる等、広角化に対する要望が強まってきている。また、近年の撮像素子の小型化および高画素化に伴い、高い解像性を有し、結像領域の広い範囲まで良好な像が得られるような高い光学性能を有する撮像レンズが求められるようになってきている。さらに、より明るい撮像レンズが要求されるようになってきている。しかしながら、従来のレンズ系では、安価で小型に構成しながら、近年の要望を満たす程度の広角化と高い光学性能を同時に実現することは困難であった。
　特許文献１に記載のレンズは、Ｆ値が２．０と比較的明るいが、全画角が１６３度未満であり、全画角が１８０度を超える撮像レンズに適用した場合、性能不足となる。
　特許文献２，３に記載のレンズは、全画角が１９０度以上と広角であるが、Ｆ値が２．８である。このため、Ｆ値を２．０となるまで明るくしようとしたり、全画角を２１０度を超える程度まで大きくしようとすると、性能低下を招くこととなる。
　本発明は、上記事情に鑑み、小型かつ低コストでありながら、広角化と高い光学性能を実現可能な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の撮像レンズは、物体側から順に、
　物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ第１レンズと、
　少なくとも一方の面が非球面である第２レンズと、
　少なくとも一方の面が非球面である第３レンズと、
　絞りと、
　少なくとも一方の面が非球面である第４レンズと、
　少なくとも一方の面が非球面である第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
　前記第２レンズから前記第５レンズが、光軸を含むレンズ断面における物体側面および像側面のそれぞれ有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧状のレンズ面の全体形状を有するものと想定したとき、
　前記第２レンズが、像側の面が像側に凹形状であるとともに、負のパワーを持ち、
　前記第３レンズが、物体側の面が物体側に凸形状であるとともに、正のパワーを持ち、
　前記第４レンズが、像側の面が像側に凸形状であるとともに、正のパワーを持ち、
　前記第５レンズが、像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持ち、
　下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするものである。
　　０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７　…　（１）
　　０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０　…　（２）
ただし、
ｆ３４：前記第３レンズと前記第４レンズとの合成近軸焦点距離
Ｌ：前記第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離（前記第５レンズと像面の間は空気換算距離）
ｄ1-4：前記第１レンズの物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの光軸上の距離
　第１レンズに関する「物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ」とは、第１レンズが非球面を有する場合は、近軸領域で考えるものとする。
　「実質的に５枚のレンズからなる」とは、５枚のレンズ以外に，実質的にパワーを持たないレンズ、絞りやカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分等を持つものも含むことを意味する。
　第２レンズ、第３レンズ、第４レンズおよび第５レンズにおいて、パワーの正負とは、物体側および像側において上記想定される全体形状を有するレンズのパワーを意味する。
　ここで、レンズ面の「有効径最外端」とは、結像に寄与する全光線とレンズ面とが交わる点を考えたときの、各径方向における最も外側の点を意味し、「有効径」とは、この最も外側の点からなる円の径を意味する。
　また、上記本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（３）～（１３）を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式（３）～（１３）のいずれか１つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の２つ以上を組み合わせた構成を有するものでもよい。
　　０．４５＜ｄ3-11／Ｌ＜０．５４　…　（３）
　　０．０２＜ｄ4-5／Ｌ＜０．０５　…　（４）
　　０．０１２＜ｄ6-8／Ｌ＜０．０４　…　（５）
　　Ｌ／ｒ３＜－６．０　…　（６）
　　０．０８＜ｄ4-5／ｆ　…　（７）
　　０．０４＜ｄ１０／ｆ　…　（８）
　　０．４８＜ｆ３／ｆ　…　（９）
　　０．７１＜Ｂｆ／ｆ　…　（１０）
　　ｒ１０／ｆ＜－０．２５　…　（１１）
　　１．２＜Ｌ／ｆ　…　（１２）
　　（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８－ｒ９）＜２．９　…　（１３）
ただし、
Ｌ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｄ3-11：第２レンズの物体側の面から第５レンズの像側の面までの光軸上の距離
ｄ4-5：第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離
ｄ6-8：第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離
ｒ３：第２のレンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離
ｄ１０：第５レンズの光軸上の厚さ
ｆ３：第３レンズの焦点距離
Ｂｆ：全系のバックフォーカス
ｒ１０：第５レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ８：第４レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：第４レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
　本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。
　本発明の撮像レンズによれば、最少５枚のレンズ系において、各レンズの形状およびパワーを好適に設定し、条件式（１）、（２）を満足するようにしているため、安価で小型に構成しながら、十分な広角化、十分な明るさおよび高い光学性能を実現することができる。
　本発明の撮像装置によれば、本発明の撮像レンズを備えているため、安価で小型に構成でき、広い画角での撮像が可能であり、高画質の映像を得ることができる。
本発明の実施例１の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例２の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例３の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例４の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例５の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例６の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例７の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例８の撮像レンズのレンズ構成および光路を示す断面図 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図（Ａ）～（Ｇ） 本発明の実施形態に係る車載用の撮像装置の配置を説明するための図
　以下、本発明の撮像レンズの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１～図８は、本発明の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１～８の撮像レンズに対応している。図１～図８に示す例の基本的な構成は同様であり、図示方法も同様であるため、ここでは主に図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る撮像レンズについて説明する。
　本実施形態の撮像レンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とが配された５枚構成のレンズ系である。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳｔが配置されている。開口絞りＳｔを第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置することにより、径方向の小型化を図ることができる。
　なお、図１では、左側が物体側、右側が像側としており、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸上の位置を示すものである。図１中の符号ｒｉ（ｉ＝１、２、３、…）は、各レンズ面の曲率半径を示し、符号ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は面間隔を示す。また、図１には、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２、最大画角での軸外光束３も併せて示す。
　図１では、撮像レンズが撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズの像面Ｓｉｍに配置された撮像素子５も図示している。また、撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を設けることが好ましく、図１では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰを第５レンズＬ５と撮像素子５（像面Ｓｉｍ）との間に配置した例を示している。
　第１レンズＬ１は、負のパワーを持ち、物体側の面が凸形状のメニスカスレンズであるように構成される。このように第１レンズＬ１を負のパワーを持ち、物体側の面が凸形状のメニスカスレンズとすることにより、広角化およびディストーションの補正に有利となる。最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨や洗浄用の溶剤に晒されることが想定されるが、第１レンズＬ１の物体側の面は凸面となるから、これらの状況において懸念されるゴミ、埃、水滴等が残留しにくいという利点もある。
　なお、図１に示す例では第１レンズＬ１は球面レンズで構成しているが、非球面レンズで構成することも可能である。ただし、後述のように、最も物体側に配置される第１レンズＬ１の材質は、樹脂よりもガラスの方が好ましいことから、第１レンズＬ１を球面レンズとすれば、非球面レンズとした場合よりも低コストに製作することができる。
　第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は全て、少なくとも一方の面が非球面形状である。第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の少なくとも一方の面を非球面形状とすることで、光学系の光軸方向の全長を短くしながらも高い解像性を得ることが可能になる。また、少ないレンズ枚数により、球面収差、コマ収差、像面湾曲およびディストーション等の諸収差を良好に補正することが可能になる。より良好な収差補正のためには、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、両面が非球面形状であることが好ましい。
　第２レンズＬ２は、光軸を含む断面において物体側の面および像側の面のそれぞれについて有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧を定義し、物体側の面および像側の面のそれぞれがその円弧の曲率半径となる全体形状を有するものであると想定したとき、像側の面が像側に凹形状であるとともに、負のパワーを持つように構成される。
　ここで、図１を参照しながら、第２レンズＬ２の像側の面の形状について説明する。図１において、点Ｑ１，Ｑ２は、第２レンズＬ２の像側の面の有効径最外端の２点であり、点Ｑ３は、第２レンズＬ２の像側の面上の光軸上の点である。また、図１において、円弧Ｃ２は、３つの点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を通る円弧である。
　「像側の面が像側に凹形状である」とは、第２レンズＬ２の像側の面が、３つの点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を通る円弧Ｃ２により規定されるレンズ面を有すると想定したときに、円弧Ｃ２が像側に凹形状である、すなわち点Ｑ３が点Ｑ１，Ｑ２よりも物体側にある形状を意味する。また、「負のパワーを持つ」とは、物体側および像側において想定した全体形状を有するレンズのパワーが負であることを意味する。
　第３レンズＬ３は、光軸を含む断面において物体側の面および像側の面のそれぞれについて有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧を定義し、物体側の面および像側の面のそれぞれがその円弧の曲率半径となる全体形状を有するものであると想定したとき、物体側の面が物体側に凸形状であるとともに、正のパワーを持つように構成される。
　第３レンズＬ３の物体側の面の形状は、上記第２レンズＬ２についての説明と同様にして考えることができる。すなわち、「物体側の面が物体側に凸形状である」とは、第３レンズＬ３の物体側の面が、第３レンズＬ３の物体側の有効径最外端の２点Ｑ１１，Ｑ１２および第３レンズＬ３の物体側の面上の光軸上の点Ｑ１３の３点を通る円弧Ｃ３により規定されるレンズ面を有すると想定したときに、円弧Ｃ３が物体側に凸形状である、すなわち点Ｑ１３が点Ｑ１１，Ｑ１２よりも物体側にある形状を意味する。また、「正のパワーを持つ」とは、物体側および像側において想定した全体形状を有するレンズのパワーが正であることを意味する。
　第４レンズＬ４は、光軸を含む断面において物体側の面および像側の面のそれぞれについて有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧を定義し、物体側の面および像側の面のそれぞれがその円弧の曲率半径となる全体形状を有するものであると想定したとき、像側の面が像側に凸形状であるとともに、正のパワーを持つように構成される。
　第４レンズＬ４の像側の面の形状は、上記第２レンズＬ２についての説明と同様にして考えることができる。すなわち、「像側の面が像側に凸形状である」とは、第４レンズＬ４の像側の面が、第４レンズＬ４の像側の有効径最外端の２点Ｑ２１，Ｑ２２および第４レンズＬ４の像側の面上の光軸上の点Ｑ２３の３点を通る円弧Ｃ４により規定されるレンズ面であると想定したときに、円弧Ｃ４が像側に凸形状である、すなわち点Ｑ２３が点Ｑ２１，Ｑ２２よりも像側にある形状を意味する。また、「正のパワーを持つ」とは、物体側および像側において想定した全体形状を有するレンズのパワーが正であることを意味する。
　第５レンズＬ５は、光軸を含む断面において物体側の面および像側の面のそれぞれについて有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧を定義し、物体側の面および像側の面のそれぞれがその円弧の曲率半径となる全体形状を有するものであると想定したとき、像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つように構成される。
　第５レンズＬ５の像側の面の形状は、上記第２レンズＬ２についての説明と同様にして考えることができる。すなわち、「像側に凸面を向けたメニスカス形状」とは、第５レンズＬ５の像側の面が、第５レンズＬ５の像側の有効径最外端の２点Ｑ３１，Ｑ３２および第５レンズＬ５の像側の面上の光軸上の点Ｑ３３の３点を通る円弧Ｃ５により規定されるレンズ面であると想定したときに、円弧Ｃ５が像側に凸のメニスカス形状である、すなわち点Ｑ３３が点Ｑ３１，Ｑ３２よりも像側にあるメニスカス形状を意味する。また、「負のパワーを持つ」とは、物体側および像側において想定した全体形状を有するレンズのパワーが負であることを意味する。
　なお、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、光軸近傍でそれぞれ負、正、正、負のパワーを持つものとすることが好ましいが、光軸近傍のパワーはこれに限定されるものではない。
　また、本実施形態に係る撮像レンズは、下記条件式（１）、（２）を満足するように構成されている。
　　０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７　…　（１）
　　０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０　…　（２）
ただし、
ｆ３４：第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との合成近軸焦点距離
Ｌ：第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離（第５レンズＬ５と像面の間は空気換算距離）
ｄ1-4：第１レンズＬ１の物体側の面から第２レンズＬ２の像側の面までの光軸上の距離
　条件式（１）の下限を下回ると、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４のパワーの絶対値が大きくなり、各レンズの製造誤差や、位置精度が高度に要求されるようになり、製造性が悪化し、コストアップの原因になる。条件式（１）の上限を上回ると、レンズ全系でのパワーが不足して、必要な画角が得られなくなる。
　条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが周辺部で近接して、適正に配置できなくなる。条件式（２）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の有効径が大きくなり、レンズ全系の全長および外径が大型化してしまう。
　本実施形態の撮像レンズは、５群５枚のレンズ構成において、上記のように第１レンズＬ１～第５レンズＬ５の各レンズのパワーおよび形状を好適に設定し、開口絞りＳｔを第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間に配置することにより、少ないレンズ枚数および短い全長で小型かつ低コストに構成しながら、十分な広角化および明るさを達成し、さらに球面収差、コマ収差、像面湾曲およびディストーションを含む諸収差を良好に補正することができる。また、本実施形態の撮像レンズによれば、結像領域の広い範囲に亘って高解像を実現することができるため、近年の高画素化が進んだ撮像素子にも対応することが可能になる。
　本実施形態の撮像レンズにおいては、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の材質のｄ線に対するアッベ数は、第１レンズＬ１が４０以上、第２レンズＬ２が５０以上、第３レンズＬ３が３０以下、第４レンズＬ４が５０以上、第５レンズＬ５が３０以下とすることが好ましい。
　第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５を、光軸近傍でそれぞれ負、負、正、正、負のパワーを持つものとし、適正なアッベ数の材質を選択することにより、２００度を超える広角レンズでありながら、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。
　また、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間隔が小さく、その間隔がレンズの中心部から周辺部に亘ってあまり変化しないものとすることが好ましい。また、第５レンズＬ５の厚さが、中心部と周辺部とでそれほど変わらないものとすることが好ましい。これにより、どのような画角に対しても、光束がほぼ同じ角度で第４レンズＬ４の像側の面、第５レンズＬ５の物体側の面および第５レンズＬ５の像側の面を通過するため、製造誤差等による急激な収差の発生を防止することができる。
　本実施形態に係る撮像レンズは、さらに以下に述べる構成を有することが好ましい。なお、好ましい態様としては、以下のいずれか１つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の２つ以上を組み合わせた構成を有するものでもよい。
　下記条件式（３）を満足することが好ましい。
　　０．４５＜ｄ3-11／Ｌ＜０．５４　…　（３）
ただし、
ｄ3-11：第２レンズＬ２の物体側の面から第５レンズＬ５の像側の面までの光軸上の距離
　条件式（３）の下限を下回ると、第２から第５レンズＬ２～Ｌ５の厚さや、第２から第５レンズＬ２～Ｌ５間の間隔を小さくしなければならず、各レンズの製造性が悪化したり、各レンズのパワーを適正に設定することができなくなり、色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（３）の上限を上回ると、レンズの小型化の目的が達成できなくなり、レンズが大型化する。
　下記条件式（４）を満足することが好ましい。
　　０．０２＜ｄ4-5／Ｌ＜０．０５　…　（４）
ただし、
ｄ4-5：第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの光軸上の距離
　条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが近接し過ぎて接触する危険性が増し、第２レンズＬ２の像側の面および第３レンズＬ３の物体側の面の双方が関与するゴースト光を除去し難くなる。条件式（５）の上限を上回ると、レンズの全長を小さくすることが困難となる。
　下記条件式（５）を満足することが好ましい。
　　０．０１２＜ｄ6-8／Ｌ＜０．０４　…　（５）
ただし、
ｄ6-8：第３レンズＬ３の像側の面から第４レンズＬ４の物体側の面までの光軸上の距離
　条件式（５）の下限を下回ると、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とが近接し過ぎて、この間に開口絞りＳｔを形成することが困難となる。条件式（５）の上限を上回ると、レンズの全長を小さくすることが困難となる。
　下記条件式（６）を満足することが好ましい。
　　Ｌ／ｒ３＜－６．０　…　（６）
ただし、
ｒ３：第２のレンズＬ２の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
　条件式（６）の上限を上回ると、球面収差を良好に補正することが困難となる。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（７）～（１３）を満足することが好ましい。
　　０．０８＜ｄ4-5／ｆ　…　（７）
　　０．０４＜ｄ１０／ｆ　…　（８）
　　０．４８＜ｆ３／ｆ　…　（９）
　　０．７１＜Ｂｆ／ｆ　…　（１０）
　　ｒ１０／ｆ＜－０．２５　…　（１１）
　　１．２＜Ｌ／ｆ　…　（１２）
　　（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８－ｒ９）＜２．９　…　（１３）
ただし、
Ｌ：第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｄ4-5：第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離
ｄ１０：第５レンズＬ５の光軸上の厚さ
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
Ｂｆ：全系のバックフォーカス
ｒ１０：第５レンズＬ５の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ８：第４レンズＬ４の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：第４レンズＬ４の像側の面の光軸近傍の曲率半径
　ここで、図１を参照しながら、第２レンズＬ２の像側の面の形状について説明する。図１において、第２レンズＬ２の像側の面上の光軸との交点Ｑ３近傍のある点をＸ４として、その点での法線と光軸との交点をＰ４とする。このとき点Ｘ４での第２レンズＬ２の形状は点Ｐ４が点Ｑ３を基準として物体側、像側のいずれの側にあるかで定義する。像側の面においては点Ｐ４が点Ｑ３より物体側にある場合を像側に凸形状、点Ｐ４が点Ｑ３より像側にある場合を像側に凹形状と定義する。
　「光軸近傍において像側の面が像側に凸形状である」とは、光軸近傍において、点Ｐ４が点Ｑ３より物体側にある形状を意味する。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第２レンズＬ２の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
　条件式（７）の下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが近接し過ぎて接触する危険性が増し、第２レンズＬ２の像側の面および第３レンズＬ３の物体側の面の双方が関与するゴースト光を除去し難くなる。
　条件式（８）の下限を下回ると、第５レンズＬ５の厚さが小さくなり過ぎ、製造が困難となる。
　条件式（９）の下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなり過ぎ、形状誤差や偏心による収差変化の感度が高くなり、形状や組立に高い精度が必要になる。
　条件式（１０）の下限を下回ると、第５レンズＬ５の像側の面と像面とが近づき過ぎ、レンズの傷等の欠陥が画像に与える影響が大きくなり、またレンズを適正に配置することが困難となる。
　条件式（１１）の上限を上回ると、第５レンズＬ５の物体側面の光軸近傍の曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎ、球面収差を良好に補正することが困難となる。または第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径を、所望の光学性能が得られるように適正値にした場合に条件式（１１）の上限を上回ると、焦点距離が大きくなり、必要な画角が確保できなくなる。
　条件式（１２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離を適正な寸法に設定したときに、焦点距離が長くなるため、大きな画角がとれなくなる。
　条件式（１３）の上限を上回ると、第４レンズＬ４の物体側の面が光軸近傍で曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎるか、第４レンズＬ４の像側の面が光軸近傍で曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎ、球面収差を良好に補正することが困難となる。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（２－１），（２－２）を満足することが好ましい。
　　０．１１＜ｄ1-4／Ｌ　…　（２－１）
　　０．４０＜ｄ1-4／Ｌ　…　（２－２）
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第２レンズＬ２の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
　条件式（２－１），（２－２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが周辺部で近接して、適正に配置できなくなる。
　第２レンズＬ２を、負のパワーを持つものとした場合、上記条件式（２－２）および下記条件式（２－３）を満足することが好ましい。
　　０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．６０　…　（２－３）
　条件式（２－３）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが周辺部で近接して、適正に配置できなくなる。条件式（２－３）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の有効径が大きくなり、レンズ全系の全長および外径が大型化してしまう。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（７－１）～（１３－１）を満足することが好ましい。条件式（７－１）～（１３－１）を満足することで、条件式（７）～（１３）を満足することにより得られる効果と同様の効果を得ることができるか、または効果をさらに高めることができる。
　　０．２０＜ｄ4-5／ｆ＜０．６０　…　（７－１）
　　０．２０＜ｄ１０／ｆ＜０．８０　…　（８－１）
　　２．０＜ｆ３／ｆ＜２０．０　…　（９－１）
　　１．５＜Ｂｆ／ｆ＜３．０　…　（１０－１）
　　－５．０＜ｒ１０／ｆ＜－０．５０　…　（１１－１）
　　５．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０　…　（１２－１）
　　（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８－ｒ９）＜２．０　…　（１３－１）
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第２レンズＬ２の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる
　条件式（７－１）の上限を上回ると、レンズ全長を極力短くする場合に不利となる。
　条件式（８－１）の上限を上回ると、レンズ全長を短くする場合に不利になるとともに、十分なバックフォーカスをとることが困難となる。
　条件式（９－１）の上限を上回ると、第３レンズＬ３のパワーが弱過ぎて、倍率色収差の補正が不十分になる。
　条件式（１０－１）の上限を上回ると、レンズから像面までは十分な距離をとることができるが、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズおよび本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
　条件式（１１－１）の下限を下回ると、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間の隙間が光軸から離れるほど大きくなる傾向になり、第５レンズＬ５を通過する光線が光軸から離れ、第５レンズＬ５の外径が大きくなるため、本実施形態の撮像レンズの鏡胴形状の自由度が小さくなる。
　条件式（１２－１）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズおよび本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
　第２レンズＬ２を、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（７－２）、（８－２）を満足することが好ましい。
　　ｄ4-5／ｆ＜１．７６　…　（７－２）
　　０．０８＜ｄ１０／ｆ＜０．５４　…　（８－２）
　条件式（７－２）の上限を上回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが離れ過ぎ、レンズ全体が大型化する。また、コマ収差の補正が困難となる。
　条件式（８－２）の下限を下回ると、第５レンズＬ５の厚さが小さくなり過ぎ、製造が困難となる。条件式（８－２）の上限を上回ると、第５レンズＬ５の厚さが大きくなり過ぎ、レンズが大型化する。また、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離を抑えようとすると、必要なバックフォーカスの確保が困難となる。
　第２レンズＬ２を、負のパワーを持つものとした場合、さらに、下記条件式（７－３）、（８－３）を満足することがより好ましい。条件式（７－３）、（８－３）を満足することで、条件式（７－２）、（８－２）を満足することにより得られる効果をさらに高めることができる。
　　０．１５＜ｄ4-5／ｆ＜０．６６　…　（７－３）
　　０．４６＜ｄ１０／ｆ＜０．５４　…　（８－３）
　条件式（７－３）の下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが近接し過ぎて接触する危険性が増し、面ｒ４，ｒ５の双方が関与するゴースト光を除去し難くなる。
　第２レンズＬ２を、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（９－２）、（１０－２）を満足することが好ましい。
　　４．７＜ｆ３／ｆ　…　（９－２）
　　１．８４＜Ｂｆ／ｆ　…　（１０－２）
　条件式（９－２）の下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなり過ぎ、形状誤差や偏心による収差変化の感度が高くなり、形状や組立に高い精度が必要になる。
　条件式（１０－２）の下限を下回ると、第５レンズＬ５の像側の面と像面の間の距離が近づき過ぎ、レンズの傷等の欠陥が画像に与える影響が大きくなり、また、レンズを適正に配置することが困難となる。
　第２レンズＬ２を、負のパワーを持つものとした場合、さらに、下記条件式（９－３）、（１０－３）を満足することがより好ましい。条件式（９－３）、（１０－３）を満足することで、条件式（９－２）、（１０－２）を満足することにより得られる効果をさらに高めることができる。
　　４．７＜ｆ３／ｆ＜２０．０　…　（９－３）
　　１．７７＜Ｂｆ／ｆ＜２．３　…　（１０－３）
　条件式（９－３）の上限を上回ると、第３レンズＬ３のパワーが弱くなり過ぎて、倍率色収差の補正が不十分になる。条件式（１０－３）の上限を上回ると、レンズから像面までは十分な距離をとることができるが、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズおよび本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（１１－２）、（１２－２）を満足することが好ましい。
　　－１．３３＜ｒ１０／ｆ＜－０．６４　…　（１１－２）
　　１１．９＜Ｌ／ｆ　…　（１２－２）
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第２レンズＬ２の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
　条件式（１１－２）の下限を下回ると、画角に必要な焦点距離を適正にした場合に、第５レンズＬ５の物体側面の光軸近傍の曲率半径が大きくなり、球面収差の補正効果が小さくなる。条件式（１１－２）の上限を上回ると、第５レンズＬ５の物体側面の光軸近傍の曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎ、球面収差を良好に補正することが困難となる。または第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径を、所望の光学性能が得られるように適正値にした場合に条件式（１１－２）の上限を上回ると、焦点距離が大きくなり、必要な画角が確保できなくなる。
　条件式（１２－２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離を適正な寸法に設定したときに、焦点距離が長くなるため、大きな画角がとれなくなる。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとした場合、さらに、下記条件式（１２－３）を満足することがより好ましい。
　　１１．９＜Ｌ／ｆ＜２０．０　…　（１２－３）
　条件式（１２－３）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズが大型化するとともに、本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において物体側の面が物体側に凹形状であり、負のパワーを持つものとした場合、下記条件式（１３－２）、（１２－４）を満足することが好ましい。
　　０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８－ｒ９）＜２．９６　…　（１３－２）
　　１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７　…　（１２－４）
　ここで、第２レンズＬ２の物体側の面の形状は、第２レンズＬ２の像側の面の形状と同様に考えることができる。図１において、第２レンズＬ２の物体側の面上の光軸との交点をＱ１３とし、点Ｑ１３近傍のある点をＸ３として、その点での法線と光軸との交点をＰ３とする。このとき点Ｘ３での第２レンズＬ２の形状は点Ｐ３が点Ｑ１３を基準として物体側、像側のいずれの側にあるかで定義する。物体側の面においては点Ｐ３が点Ｑ１３より物体側にある場合を物体側に凹形状、点Ｐ３が点Ｑ１３より像側にある場合を物体側に凸形状と定義する。
　「光軸近傍において物体側の面が物体側に凹形状である」とは、光軸近傍において、点Ｐ３が点Ｑ１３より物体側にある形状を意味する。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において物体側の面が物体側に凹形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第２レンズＬ２の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
　条件式（１３－２）の下限を下回るあるいは上限を上回ると、第４レンズＬ４の物体側の面が光軸近傍で曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎるか、第４レンズＬ４の像側の面が光軸近傍で曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎ、球面収差を良好に補正することが困難となる。
　条件式（１２－４）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離を適正な寸法に設定したときに、焦点距離が長くなるため、大きな画角がとれなくなる。条件式（１２－４）の上限を上回ると、必要な画角を確保したときの第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの距離が大きくなり過ぎ、本実施形態の撮像レンズおよび本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
　第２レンズＬ２を、光軸近傍において物体側の面が物体側に凹形状であり、負のパワーを持つものとした場合、さらに、下記条件式（１３－３）、（１２－５）を満足することがより好ましい。条件式（１３－３）、（１２－５）を満足することで、条件式（１３－２）、（１２－４）を満足することにより得られる効果をさらに高めることができる。
　　０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８－ｒ９）＜２．０　…　（１３－３）
　　５．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０　…　（１２－５）
　本実施形態の撮像レンズは、全画角が２００度より大きいことが好ましい。全画角は、最大画角での軸外光束３の主光線と光軸Ｚとのなす角の２倍である。全画角が２００度より大きな広角のレンズ系とすることで、近年の広角化の要望に対応可能となる。
　本実施形態の撮像レンズは、例えば図１に示す例のように、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５のレンズ全てが接合されていない単レンズであることが好ましい。車載カメラや監視カメラ用途のような厳しい環境下での使用が想定される場合は、接合レンズを含まない構成とすることが好ましく、また、接合レンズを含まない構成とすることで低コストに作製することが可能となる。
　本実施形態の撮像レンズが例えば車載用カメラや監視用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが要望される。例えば、日本光学硝子工業会が定める粉末法耐水性が１のものを用いることが好ましい。また、第１レンズＬ１には、堅く、割れにくい材質を用いることが要望されることがある。材質をガラスとすることで、上記要望を満たすことが可能となる。あるいは、第１レンズＬ１の材質として、透明なセラミックスを用いてもよい。
　なお、第１レンズＬ１の物体側の面に、強度、耐傷性、耐薬品性を高めるための保護手段を施してもよく、その場合には、第１レンズＬ１の材質をプラスチックとしてもよい。このような保護手段は、ハードコートであってもよく、撥水コートであってもよい。
　第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の材質としては、プラスチックを用いることが好ましく、この場合には、非球面形状を精度良く作製することができるとともに、軽量化および低コスト化を図ることが可能となる。
　材質にプラスチックを用いる場合は、吸水による性能変化を極力抑えることができるように吸水性が小さく、かつ解像性低下の原因となる複屈折性が低い材質を選択することが好ましい。この条件を満たす材質として、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４は、シクロオレフィン系のプラスチックを、第３レンズＬ３および第５レンズＬ５はポリカーボネート系のプラスチックやポリエステル系のプラスチックを選択することが好ましい。
　第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の少なくともいずれかの材質にプラスチックを用いた場合は、その材質として、プラスチックに光の波長より小さな粒子を混合させたいわゆるナノコンポジット材料を用いてもよい。
　本実施形態の撮像レンズにおいては、ゴースト光低減等のために、各レンズに反射防止膜を施すようにしてもよい。その際、例えば図１に例示するような撮像レンズでは、第１レンズＬ１の像側の面、第２レンズＬ２の像側の面、第３レンズＬ３の物体側の面において、周辺部の各面の接線と光軸とのなす角が小さいため、周辺部の反射防止膜の厚さがレンズ中央部より薄くなる。そこで、上記３つの面のうちの、第１レンズＬ１の像側の面を含む一面以上の面に、中央付近での反射率が最も小さくなる波長を６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下とした反射防止膜を施すことにより、有効径全体で反射率を平均的に低減することができ、ゴースト光を低減させることができる。
　なお、中央付近での反射率が最も小さくなる波長が６００ｎｍより短いと、周辺部での反射率が最も小さくなる波長が短くなり過ぎ、長波長側の反射率が高くなるため、赤味がかったゴーストが発生しやすくなってしまう。また、中央付近での反射率が最も小さくなる波長が９００ｎｍより長いと、中央部での反射率が最も小さくなる波長が長くなり過ぎ、短波長側の反射率が高くなるため、像の色合いがかなり赤味がかってしまうとともに、青味がかったゴーストが発生しやすくなってしまう。
　また、本実施形態の撮像レンズにおいては、各レンズ間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがあるため、必要に応じて、この迷光を遮光する遮光手段を設けることが好ましい。この遮光手段としては、例えばレンズの像側の有効径外の部分に不透明な塗料を施したり、不透明な板材を設けたりしてもよい。または、迷光となる光束の光路に不透明な板材を設けて遮光手段としてもよい。
　なお、撮像レンズの用途に応じて、レンズ系と撮像素子５との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタ、または赤外光をカットするようなＩＲ（ＩｎｆｒａＲｅｄ）カットフィルタを挿入してもよい。あるいは、上記フィルタと同様の特性を持つコートをレンズ面に施してもよい。
　図１では、レンズ系と撮像素子５との間に各種フィルタを想定した光学部材ＰＰを配置した例を示しているが、この代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよい。あるいは、撮像レンズが有するいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
　次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。実施例１～実施例８の撮像レンズのレンズ断面図はそれぞれ図１～図８に示したものである。
　実施例１の撮像レンズのレンズデータ、非球面データを表１に示す。同様に、実施例２～８の撮像レンズのレンズデータ、非球面データをそれぞれ表２～表８に示す。以下では表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、実施例２～８のものについても基本的に同様である。
　表１のレンズデータにおいて、「面」の欄は最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、ｒｉの欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。各実施例において、レンズデータの表のｒｉ、ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は、レンズ断面図の符号ｒｉ、ｄｉと対応している。
　また、表１のレンズデータにおいて、Ｎｅｊの欄は最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）のレンズのｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄はｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。なお、レンズデータには、開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には、∞と記載している。
　図１～図８において第５レンズＬ５と像面Ｓｉｍとの間に配置されている光学部材ＰＰは、カバーガラスやフィルタ等を想定したものであり、実施例１～８の全てにおいて、屈折率１．５２のガラス材を用いており、その厚みは０．３ｍｍである。
　表１のレンズデータでは、非球面の曲率半径として光軸近傍の曲率半径（近軸曲率半径）の数値を示している。非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。非球面データの数値の「Ｅ－ｎ」（ｎ：整数）は「×１０-n」を意味し、「Ｅ＋ｎ」は「×１０n」を意味する。なお、非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数Ｋ、ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。
　　　Ｚｄ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１－Ｋ・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋Σａｍ・ｈm
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
　　下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
Ｋ、aｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…２０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　上記実施例１～８では、第１レンズＬ１は、光学ガラスを材質とし、両面を球面形状としているため、良好な耐候性、および土砂等による傷つきにくさが得られるとともに、比較的安価に製造することができる。上記実施例１～８の第２レンズＬ２と第４レンズＬ４は、シクロオレフィン系のプラスチックを材質とし、第３レンズＬ３と第５レンズＬ５はポリカーボネート系のプラスチックを材質として、吸水による性能変化を極力抑えるように吸水性の小さい材質を選択している。
　上記実施例１～８の撮像レンズにおける各種データおよび上記条件式（１）～（１３）に対応する値を表９に示す。実施例１～８ではｅ線を基準波長としており、表９にはこの基準波長における各値を示す。
　表９において、ｆは全系の焦点距離、Ｂｆは最も像側のレンズの像側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカスに相当）、Ｌは第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉｍまでの光軸上の距離、２ωは全画角である。Ｂｆは空気換算長であり、すなわち、光学部材ＰＰの厚みを空気換算して計算した値を示している。同様に、Ｌのうちバックフォーカス分は空気換算長を用いている。表９からわかるように、実施例１～８は全て条件式（１）～（１３）を満足している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　なお、上記各表には、所定の桁でまるめた数値を記載している。各数値の単位としては、角度については「°」を用い、長さについては「ｍｍ」を用いている。しかし、これは一例であり、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。
　実施例１の撮像レンズの収差図を図９（Ａ）～（Ｇ）に示す。図９（Ａ）～（Ｄ）はそれぞれ、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）を示している。図９（Ｅ）～（Ｇ）は、各半画角におけるタンジェンシャル方向の横収差を示している。各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率の色収差図には、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。球面収差図のＦｎｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。
　また同様に、上記実施例２～８の撮像レンズそれぞれの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差、横収差の収差図を図１０（Ａ）～（Ｇ）、図１１（Ａ）～（Ｇ）、図１２（Ａ）～（Ｇ）、図１３（Ａ）～（Ｇ）、図１４（Ａ）～（Ｇ）、図１５（Ａ）～（Ｇ）、図１６（Ａ）～（Ｇ）に示す。
　なお、ディストーションの収差図については、全系の焦点距離ｆ、半画角φ（変数扱い、０≦φ≦ω）を用いて、理想像高を２×ｆ×ｔａｎ（φ／２）とし、それからのずれ量を示しているため、周辺部でマイナスの値になっている。しかし、実施例１～８の撮像レンズのディストーションは、等距離射影に基づく像高を基準として算出すれば、プラスの大きな値となる。これは、実施例１～８の撮像レンズが、等距離射影に基づく像高でディストーションを抑制するように設計されたレンズに比べて、周辺部の画像が大きく写るように考慮されたものだからである。
　以上のデータからわかるように、実施例１～８の撮像レンズは、５枚という少ないレンズ構成で小型化および低コスト化を図った上で、さらに、約２２０度程度の非常に広い全画角、２．０の小さいＦナンバー、および各収差が良好に補正された高解像の良好な光学性能を実現している。これらの撮像レンズは、監視カメラや、自動車の前方、側方、後方等の映像を撮影するための車載用カメラ等に好適に使用可能である。
　図１７に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図１７において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、本発明の実施形態に係る撮像装置であり、本発明の実施例の撮像レンズと、該撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。
　本発明の実施例に係る撮像レンズは、上述した長所を有するものであるから、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３は、小型で安価に構成でき、広い画角を有し、解像度の高い良好な映像を得ることができる。
　以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。また、レンズの材質も上記各数値実施例で用いたものに限定されず、別の材質を用いてもよい。
　また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。

Claims (6)

  1. 　物体側から順に、
    　物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ第１レンズと、
    　少なくとも一方の面が非球面である第２レンズと、
    　少なくとも一方の面が非球面である第３レンズと、
    　絞りと、
    　少なくとも一方の面が非球面である第４レンズと、
    　少なくとも一方の面が非球面である第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
    　前記第２レンズから前記第５レンズが、光軸を含むレンズ断面における物体側面および像側面のそれぞれ有効径最外端２点と光軸上の点との３点を通る円弧状のレンズ面の全体形状を有するものと想定したとき、
    　前記第２レンズが、像側の面が像側に凹形状であるとともに、負のパワーを持ち、
    　前記第３レンズが、物体側の面が物体側に凸形状であるとともに、正のパワーを持ち、
    　前記第４レンズが、像側の面が像側に凸形状であるとともに、正のパワーを持ち、
    　前記第５レンズが、像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持ち、
    　下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    　　０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７　…　（１）
    　　０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０　…　（２）
    ただし、
    ｆ３４：前記第３レンズと前記第４レンズとの合成近軸焦点距離
    Ｌ：前記第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離（前記第５レンズと像面の間は空気換算距離）
    ｄ1-4：前記第１レンズの物体側の面から前記第２レンズの像側の面までの光軸上の距離
  2. 　下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
    　　０．４５＜ｄ3-11／Ｌ＜０．５４　…　（３）
    ただし、
    ｄ3-11：前記第２レンズの物体側の面から前記第５レンズの像側の面までの光軸上の距離
  3. 　下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
    　　０．０２＜ｄ4-5／Ｌ＜０．０５　…　（４）
    ただし、
    ｄ4-5：前記第２レンズの像側の面から前記第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離
  4. 　下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　０．０１２＜ｄ6-8／Ｌ＜０．０４　…　（５）
    ただし、
    ｄ6-8：前記第３レンズの像側の面から前記第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離
  5. 　下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　Ｌ／ｒ３＜－６．０　…　（６）
    ただし、
    ｒ３：前記第２のレンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
  6. 　請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズを搭載したことを特徴とする撮像装置。
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