撮像レンズおよび撮像装置
【課題】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。
【解決手段】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、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ともに、負のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、絞りと、正のパワーを持つ第４レンズＬ４と、負のパワーを持つ第５レンズＬ５との実質的に５枚のレンズからなる。第１〜第５レンズＬ１〜Ｌ５は少なくとも一方の面が非球面である。第４レンズＬ４の物体側の面の光軸近傍の曲率半径および第４レンズＬ４の像側の面の光軸近傍の曲率半径に関する所定の条件式を満足する。
【解決手段】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、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ともに、負のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、絞りと、正のパワーを持つ第４レンズＬ４と、負のパワーを持つ第５レンズＬ５との実質的に５枚のレンズからなる。第１〜第５レンズＬ１〜Ｌ５は少なくとも一方の面が非球面である。第４レンズＬ４の物体側の面の光軸近傍の曲率半径および第４レンズＬ４の像側の面の光軸近傍の曲率半径に関する所定の条件式を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１７６２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６９５６号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
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ともに、負のパワーを持つ第２レンズと、
正のパワーを持つ第３レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第４レンズと、
負のパワーを持つ第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
前記第１レンズから前記第５レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
下記条件式（１３−２）を満足することを特徴とするものである。
【００１０】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
ｒ８：前記第４レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：前記第４レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
なお、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１２−４）を満足することが好ましい。
【００１１】
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
ただし、
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（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｆ：全系の焦点距離
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。
【００１２】
「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。
【００１３】
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、非球面が含まれているものについてはとくに断りのない限り近軸領域で考えるものとする。
【００１４】
また、上記本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１）〜（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（１）〜（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。
【００１５】
０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７ … （１）
０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０ … （２）
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、
ｆ３４：第３レンズと第４レンズとの合成近軸焦点距離
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）
ｄ1-4：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の距離
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。
【発明の効果】
【００１６】
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（１３−２）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。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】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
【図５】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
【図６】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
【図７】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
【図８】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
【図９】本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１０】本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１１】本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１２】本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１３】本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１４】本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１５】本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１６】本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１７】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
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の実施形態に係る撮像レンズは、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
第２レンズＬ２は、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ともに、負のパワーを持つように構成される。
【００２７】
ここで、図１を参照しながら、第２レンズＬ２の物体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。
【００２８】
「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。
【００２９】
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。
【００３０】
第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、それぞれ正、正および負のパワーを持つように構成される。
【００３１】
また、本実施形態に係る撮像レンズは、下記条件式（１３−２）を満足するように構成されている。
【００３２】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
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
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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態の撮像レンズにおいては、下記条件式（１２−４）を満足することがより好ましい。
【００３５】
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
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）
ｆ：全系の焦点距離
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
下記条件式（１３−３）を満足することがより好ましい。条件式（１３−３）を満足することで、条件式（１３−２）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。
【００４１】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．０ … （１３−３）
下記条件式（１２−５）を満足することがより好ましい。条件式（１２−５）を満足することで、条件式（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。
【００４２】
５．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０ … （１２−５）
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について、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、第２レンズＬ２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、第３レンズＬ３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、第４レンズＬ４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、第５レンズＬ５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つものとした場合、下記条件式（１）〜（６）を満足することが好ましい。
【００４３】
０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７ … （１）
０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０ … （２）
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）
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
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
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
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
ｒ３：第２のレンズＬ２の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ここで、上記全体形状を有するものと想定した場合における第２レンズＬ２の像側の面の形状について、図１を参照しながら説明する。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。
【００４４】
「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。
【００４５】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４６】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４７】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、第２レンズＬ２の像側の面の形状は、第２レンズＬ２の物体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の像側の面上の点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。
【００５６】
「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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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（２−１），（２−２）を満足することが好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
−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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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）
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【表９】
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【符号の説明】
【０１２４】
２ 軸上光束
３ 軸外光束
５ 撮像素子
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１７６２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６９５６号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
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ともに、負のパワーを持つ第２レンズと、
正のパワーを持つ第３レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第４レンズと、
負のパワーを持つ第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
前記第１レンズから前記第５レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
下記条件式（１３−２）を満足することを特徴とするものである。
【００１０】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
ｒ８：前記第４レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：前記第４レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
なお、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１２−４）を満足することが好ましい。
【００１１】
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
ただし、
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（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｆ：全系の焦点距離
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。
【００１２】
「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。
【００１３】
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、非球面が含まれているものについてはとくに断りのない限り近軸領域で考えるものとする。
【００１４】
また、上記本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１）〜（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（１）〜（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。
【００１５】
０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７ … （１）
０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０ … （２）
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、
ｆ３４：第３レンズと第４レンズとの合成近軸焦点距離
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）
ｄ1-4：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の距離
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。
【発明の効果】
【００１６】
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（１３−２）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。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】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
【図５】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
【図６】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
【図７】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
【図８】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
【図９】本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１０】本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１１】本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１２】本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１３】本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１４】本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１５】本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１６】本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図（Ａ）〜（Ｇ）
【図１７】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
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の実施形態に係る撮像レンズは、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
第２レンズＬ２は、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ともに、負のパワーを持つように構成される。
【００２７】
ここで、図１を参照しながら、第２レンズＬ２の物体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。
【００２８】
「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。
【００２９】
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。
【００３０】
第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、それぞれ正、正および負のパワーを持つように構成される。
【００３１】
また、本実施形態に係る撮像レンズは、下記条件式（１３−２）を満足するように構成されている。
【００３２】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
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
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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態の撮像レンズにおいては、下記条件式（１２−４）を満足することがより好ましい。
【００３５】
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
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）
ｆ：全系の焦点距離
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
下記条件式（１３−３）を満足することがより好ましい。条件式（１３−３）を満足することで、条件式（１３−２）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。
【００４１】
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．０ … （１３−３）
下記条件式（１２−５）を満足することがより好ましい。条件式（１２−５）を満足することで、条件式（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。
【００４２】
５．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０ … （１２−５）
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について、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、第２レンズＬ２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、第３レンズＬ３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、第４レンズＬ４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、第５レンズＬ５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つものとした場合、下記条件式（１）〜（６）を満足することが好ましい。
【００４３】
０．１０＜ｆ３４／Ｌ＜０．１７ … （１）
０．４０＜ｄ1-4／Ｌ＜０．５０ … （２）
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）
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
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
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
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
ｒ３：第２のレンズＬ２の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ここで、上記全体形状を有するものと想定した場合における第２レンズＬ２の像側の面の形状について、図１を参照しながら説明する。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。
【００４４】
「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。
【００４５】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４６】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４７】
上記全体形状を有するものと想定した場合における第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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、第２レンズＬ２の像側の面の形状は、第２レンズＬ２の物体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の像側の面上の点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。
【００５６】
「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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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（２−１），（２−２）を満足することが好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
−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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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）
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【表９】
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【符号の説明】
【０１２４】
２ 軸上光束
３ 軸外光束
５ 撮像素子
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項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、
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ともに、負のパワーを持つ第２レンズと、
正のパワーを持つ第３レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第４レンズと、
負のパワーを持つ第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
前記第１レンズから前記第５レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
下記条件式（１３−２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
ｒ８：前記第４レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：前記第４レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
【請求項２】
下記条件式（１２−４）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。
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
ただし、
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（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｆ：全系の焦点距離
【請求項３】
請求項１または２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。
【請求項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、
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ともに、負のパワーを持つ第２レンズと、
正のパワーを持つ第３レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第４レンズと、
負のパワーを持つ第５レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、
前記第１レンズから前記第５レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
下記条件式（１３−２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．７５＜（ｒ８＋ｒ９）／（ｒ８−ｒ９）＜２．９６ … （１３−２）
ただし、
ｒ８：前記第４レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ｒ９：前記第４レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
【請求項２】
下記条件式（１２−４）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。
１．６＜Ｌ／ｆ＜１５．７ … （１２−４）
ただし、
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（レンズと像面の間は空気換算距離）
ｆ：全系の焦点距離
【請求項３】
請求項１または２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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−３５４７（Ｐ２０１３−３５４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７９４１（Ｐ２０１１−１３７９４１）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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