JP2006030496A - テレセントリックレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】実装機の認識用カメラに適用されるレンズの低コスト化を図る。
【解決手段】物体側から像面側に向けて順に、正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズ１、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズ２、正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズ３、第３レンズ３に接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズ４、開口絞り８、負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズ５、第５レンズ５に接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズ６、正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズ７を備え、第１レンズは、物体側の凸面の曲率半径Ｒ１と像面側の凸面の曲率半径Ｒ２とが、Ｒ１＝−Ｒ２を満足するように形成されている。これにより、第１レンズの加工コストを低減でき、全体として安価な物体側にテレセントリック性をもつレンズが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダブルガウス型レンズを変形させた物体側にテレセントリック性をもつテレセントリックレンズに関し、特に、基板に電子部品等を実装する実装機に搭載されて部品等の認識用カメラに用いられるテレセントリックレンズに関する。

基板に電子部品を実装する工程においては、各々の電子部品を所定位置に正確に位置決めするために、吸着ノズルで吸着した電子部品の像を認識用カメラで撮像し、得られた画像データを演算処理して吸着ノズルの位置を微調整することで、電子部品の僅かな位置ずれをも補正することが行われている。
この認識用カメラに用いられるレンズとしては、物体（電子部品）を認識する際に、物体とレンズとの距離が変化しても撮影画像のサイズが変化しないように、物体側にテレセントリック性をもたせることが好ましい。

このように、物体側にテレセントリック性をもつ従来のテレセントリックレンズとしては、物体からの光線を結像するべく６枚のレンズを含む第１レンズ群、結像後の光束を平行光に変換するべく４枚のレンズを含む第２レンズ群を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、物体側及び像側の両側にテレセントリック性をもつ他のテレセントリックレンズとしては、７枚のレンズを含む第１レンズ群、７枚のレンズを含む第２レンズ群を備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２６７０００号公報 特開２００４−１３８８２８号公報

ところで、上記従来のテレセントリックレンズにおいては、バックフォーカスを長く設定することはできても、共役長が大き過ぎるため、電子部品等の実装機に搭載される認識用カメラの限られたスペースに適用するのは困難である。また、第１レンズ群及び第２レンズ群を構成するレンズの合計枚数が１０枚あるいは１４枚と多いため、コスト高になってしまうという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、諸収差が良好に補正され、バックフォーカスが例えば４０ｍｍ程度と比較的長く設定されつつも共役長が例えば２４０ｍｍ以下の適度な長さに抑えられて、従来よりもレンズの枚数を少なくして低コスト化が図れ、物体側にテレセントリック性をもつ５群７枚構成のテレセントリックレンズを提供することにある。

本発明の第１の観点に係るテレセントリックレンズは、物体側から像面側に向けて順に、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、物体側及び像面側に凹面を向けて第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、所定の口径をもつ開口絞りと、物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けて第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズとを備え、上記第１レンズは、次の条件式（１）、
（１） Ｒ１＝−Ｒ２、
但し、Ｒ１：第１レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ２：第１レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足することを特徴としている。
この構成によれば、被写体（物体）から発せられた主光線は、光軸と平行に進行して第１レンズに入射し、第１レンズ及び第２レンズをそれぞれ通過する際に収斂方向に屈折し、第３レンズ及び第４レンズ（全体として負の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に発散方向に屈折し、開口絞りにより所定の光束に制限され、第５レンズ及び第６レンズ（全体として正の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に収斂方向に屈折し、第７レンズを通過する際に収斂方向に屈折して、撮像面に入射する。
ここで、第１レンズは、その両凸面が同一の曲率半径に形成された対称形の両凸レンズであるため、その分だけ、加工工具等の共用化で加工段取り等を削減でき、それ故にレンズの加工時間を短縮でき、加工コストを低減することができる。また、第１レンズを組み付ける際に、前後の区別がないため誤組み付けを防止できる。

本発明の第２の観点に係るテレセントリックレンズは、物体側から像面側に向けて順に、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、物体側及び像面側に凹面を向けて第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、所定の口径をもつ開口絞りと、物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けて第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズとを備え、上記第６レンズは、次の条件式（２）、
（２） Ｒ１０＝−Ｒ１１、
但し、Ｒ１０：第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１１：第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足することを特徴としている。
この構成によれば、前述同様に、被写体（物体）から発せられた主光線は、光軸と平行に進行して第１レンズに入射し、第１レンズ及び第２レンズをそれぞれ通過する際に収斂方向に屈折し、第３レンズ及び第４レンズ（全体として負の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に発散方向に屈折し、開口絞りにより所定の光束に制限され、第５レンズ及び第６レンズ（全体として正の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に収斂方向に屈折し、第７レンズを通過する際に収斂方向に屈折して、撮像面に入射する。
ここで、第６レンズは、その両凸面が同一の曲率半径に形成された対称形の両凸レンズであるため、その分だけ、加工工具等の共用化で加工段取り等を削減でき、それ故にレンズの加工時間を短縮でき、加工コストを低減することができる。また、第６レンズを組み付ける際に、前後の区別がないため誤組み付けを防止できる。

本発明の第３の観点に係るテレセントリックレンズは、物体側から像面側に向けて順に、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、物体側及び像面側に凹面を向けて第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、所定の口径をもつ開口絞りと、物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けて第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズとを備え、上記第７レンズは、次の条件式（３）、
（３） Ｒ１２＝−Ｒ１３、
但し、Ｒ１２：第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１３：第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足することを特徴としている。
この構成によれば、前述同様に、被写体（物体）から発せられた主光線は、光軸と平行に進行して第１レンズに入射し、第１レンズ及び第２レンズをそれぞれ通過する際に収斂方向に屈折し、第３レンズ及び第４レンズ（全体として負の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に発散方向に屈折し、開口絞りにより所定の光束に制限され、第５レンズ及び第６レンズ（全体として正の屈折力をもつ接合レンズ）を通過する際に収斂方向に屈折し、第７レンズを通過する際に収斂方向に屈折して、撮像面に入射する。
ここで、第７レンズは、その両凸面が同一の曲率半径に形成された対称形の両凸レンズであるため、その分だけ、加工工具等の共用化で加工段取り等を削減でき、それ故にレンズの加工時間を短縮でき、加工コストを低減することができる。また、第７レンズを組み付ける際に、前後の区別がないため誤組み付けを防止できる。

上記第１の観点に係るテレセントリックレンズの構成において、第６レンズは、次の条件式（２）、
（２） Ｒ１０＝−Ｒ１１、
但し、Ｒ１０：第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１１：第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足する構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズの他に、第６レンズについても、コストを低減でき、誤組み付けを防止できる。

上記第１の観点に係るテレセントリックレンズの構成において、第７レンズは、次の条件式（３）、
（３） Ｒ１２＝−Ｒ１３、
但し、Ｒ１２：第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１３：第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足する構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズの他に、第７レンズについても、コストを低減でき、誤組み付けを防止できる。

上記第１の観点に係るテレセントリックレンズの構成において、第６レンズ及び第７レンズは、次の条件式（２），（３）、
（２） Ｒ１０＝−Ｒ１１、
（３） Ｒ１２＝−Ｒ１３、
但し、Ｒ１０：第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１１：第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、Ｒ１２：第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径、Ｒ１３：第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径、を満足する構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズの他に、第６レンズ及び第７レンズについても、コストを低減でき、誤組み付けを防止できる。

上記第１ないし第３の観点に係るテレセントリックレンズの構成において、第１レンズ及び第２レンズは、同一のガラス材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、２つのレンズを同一のガラス材料により形成することで、全体としてのコストを低減することができる。

上記第１ないし第３の観点に係るテレセントリックレンズの構成において、第４レンズ及び第５レンズは、同一のガラス材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、２つのレンズを同一のガラス材料により形成することで、全体としてのコストをさらに低減することができる。

上記のように、本発明のテレセントリックレンズによれば、諸収差が良好に補正された安価なレンズが得られる。具体的には、共役長が２４０ｍｍ以下、バックフォーカスが４０ｍｍ程度で、従来に比べてレンズの枚数が少ない５群７枚構成の物体側にテレセントリック性をもつ、認識用カメラ等のレンズ光学系に適したテレセントリックレンズが得られる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本発明に係るテレセントリックレンズの一実施形態を示す基本構成図及び光路図である。
このテレセントリックレンズでは、図１に示すように、物体側から像面側に向けて、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズ１、像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズ２、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズ３、物体側及び像面側に凹面を向けて第３レンズ３に接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズ４、物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズ５、物体側及び像面側に凸面を向けて第５レンズ５接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズ６、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズ７が、光軸Ｌに沿って順次に配列されている。そして、第４レンズ４と第５レンズ５との間でかつ第５レンズ５に隣接ように、所定の口径をもつ開口絞り８が配置されている。

尚、この配列構成において、第１レンズ１の前方（物体側）には、防塵用の平行平板からなるガラスプレート（不図示）が配置され、第７レンズ７の後方（像面側）には、ＣＣＤ等の撮像素子を防護あるいは入射する光量を規制するＮＤフィルター、ハーフミラー等の平行平板からなるガラスプレート（不図示）が配置され、このガラスプレートの後方に撮像素子としてのＣＣＤの撮像面（像面）Ｐが配置される。

すなわち、このテレセントリックレンズは、第１レンズ１が第１レンズ群、第２レンズ２が第２レンズ群、第３レンズ３及び第４レンズ４（接合レンズ）が第３レンズ群、第５レンズ５及び第６レンズ６（接合レンズ）が第４レンズ群、第７レンズが第５レンズ群をなす５群７枚構成からなり、ダブルガウス型レンズを変形したものである。したがって、基本的に球面収差及び歪曲収差を良好に補正することができる。

ここで、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３及び第４レンズ４、開口絞り８、第５レンズ５及び第６レンズ６、第７レンズ７においては、図１に示すように、各々の面をＳｉ（ｉ＝１〜１３）、各々の面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜１３）、ｄ線に対する第１レンズ１〜第７レンズ７の屈折率をＮｉ（ｉ＝１〜７）及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜７）で表す。また、第１レンズ１〜撮像面Ｐまでの光軸Ｌ上におけるそれぞれの面間隔（厚さ、空気間隔）をＤｉ（ｉ＝１〜１２）、バックフォーカスをＢＦで表す。

上記構成のテレセントリックレンズにおいては、図２に示すように、物体ＯＢから発せられた主光線Ｌ１は、光軸Ｌと平行に進んで防塵用のガラスプレート（不図示）を通過した後、第１レンズ１に入射する。
そして、第１レンズ１は、その光線を前面（凸面）Ｓ１及び後面（凸面）Ｓ２にて収斂させる方向に屈折させて射出し、第２レンズ２に導く。
第２レンズ２は、その光線を前面（凸面）Ｓ３及び後面（凹面）Ｓ４にてさらに収斂させる方向に屈折させて射出し、第３レンズ３に導く。
第３レンズ３及び第４レンズ４は、その光線を前面（凸面）Ｓ５、接合面（第３レンズ３の凸面かつ第４レンズ４の凹面）Ｓ６、及び後面（凹面）Ｓ７にてさらに収斂させた後に発散させる方向に屈折させて射出し、開口絞り８に導く。開口絞り８は、その光線を所定の光束に制限し、第５レンズ５に導く。
第５レンズ５及び第６レンズ６は、その光線を前面（凹面）Ｓ９、接合面（第５レンズ５の凹面かつ第６レンズ６の凸面）Ｓ１０、後面（凸面）Ｓ１１にて発散させた後に収斂させる方向に屈折させて射出し、第７レンズ７に導く。
第７レンズ７は、その光線を前面（凸面）Ｓ１２及び後面（凸面）Ｓ１３にて収斂させる方向に屈折させて射出し、ガラスプレート（不図示）を通過させた後、ＣＣＤの撮像面Ｐに結像させる。

第１レンズ１は、ガラス材料により形成されて、物体側に凸面Ｓ１を向けかつ像面側に凸面Ｓ２を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。第１レンズ１を両凸形状としたことにより、物体ＯＢの主光線Ｌ１が光軸Ｌと平行に入射するようにして、物体側にテレセントリック性をもたせることができる。ここでは、第１レンズ１の凸面Ｓ１，Ｓ２の曲率半径Ｒ１，Ｒ２が、次の条件式（１）
（１）Ｒ１＝−Ｒ２、
を満足するように対称形（同一の曲率半径）に形成することで、加工コストを低減でき、又、前後の区別がないためレンズ組み込みの際の誤組付けを防止することができる。尚、条件式（１）において、曲率半径Ｒ２のマイナス符号は、凸面Ｓ１の曲率に対して凸面Ｓ２の曲率が逆向きであることを意味する。

第２レンズ２は、ガラス材料により形成されて、物体側に凸面Ｓ３を向けかつ像面側に凹面Ｓ４を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。第２レンズ２は、第１レンズ１で収斂方向に曲げきれなかった分を補正して、さらに収斂方向に屈折させるものである。

第３レンズ３は、ガラス材料により形成されて、物体側に凸面Ｓ５を向けかつ像面側に凸面Ｓ６を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
第４レンズ４は、ガラス材料により形成されて、物体側に凹面Ｓ６を向けかつ像面側に凹面Ｓ７を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
そして、第３レンズ３と第４レンズ４とは、全体として負の屈折力をもつように、同一の曲率半径をなす凹面及び凸面Ｓ６にて、お互いに接合された接合レンズとして形成されている。

第５レンズ５は、ガラス材料により形成されて、物体側に凹面Ｓ９を向けかつ像面側に凹面Ｓ１０を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
第６レンズ６は、ガラス材料により形成されて、物体側に凸面Ｓ１０を向けかつ像面側に凸面Ｓ１１を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。ここでは、第６レンズ６は、凸面Ｓ１０，Ｓ１１の曲率半径Ｒ１０，Ｒ１１が、次の条件式（２）
（２）Ｒ１０＝−Ｒ１１、
を満足するように対称形（同一の曲率半径）に形成されることにより、加工コストを低減することができ、又、前後の区別がないためレンズ組み込みの際の誤組付けを防止することができる。尚、条件式（２）において、曲率半径Ｒ１１のマイナス符号は、凸面Ｓ１０の曲率に対して凸面Ｓ１１の曲率が逆向きであることを意味する。
そして、第５レンズ５と第６レンズ６とは、全体として正の屈折力をもつように、同一の曲率半径をなす凹面及び凸面Ｓ１０にて、お互いに接合された接合レンズとして形成されている。

第７レンズ７は、ガラス材料により形成されて、物体側に凸面Ｓ１２を向けかつ像面側に凸面Ｓ１３を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。この第７レンズ７により、コマ収差を良好に補正することができる。ここでは、第７レンズ７の凸面Ｓ１２，Ｓ１３の曲率半径Ｒ１２，Ｒ１３が、次の条件式（３）
（３）Ｒ１２＝−Ｒ１３、
を満足するように対称形（同一の曲率半径）に形成することで、加工コストを低減でき、又、前後の区別がないためレンズ組み込みの際の誤組付けを防止することができる。尚、条件式（３）において、曲率半径Ｒ１３のマイナス符号は、凸面Ｓ１２の曲率に対して凸面Ｓ１３の曲率が逆向きであることを意味する

上記の構成をなすテレセントリックレンズにおいては、条件式（１）だけを満足する構成、条件式（２）だけを満足する構成、条件式（３）だけを満足する構成、あるいは、条件式（１），（２），（３）のいずれか２つ以上を同時に満足する構成を採用することができ、いずれの構成の場合においても、諸収差が良好に補正された安価なテレセントリックレンズを提供することができる。
また、第１レンズ１と第２レンズ２とを、同一のガラス材料により形成することで、全体としてのコストを低減することができる。
さらに、第４レンズ４と第５レンズ５とを、同一のガラス材料により形成することで、全体としてのコストをさらに低減でき、より安価なテレセントリックレンズを提供することができる。

以上の構成からなるテレセントリックレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１〜実施例６として以下に示す。尚、実施例１ないし実施例６において、照明光としては波長８５０ｎｍの単色光を使用する。また、屈折率Ｎｉ及びアッベ数νｉは、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）での値（Ｎｄ，νｄ）である。

実施例１では、第１レンズ１が条件式（１）を満たすように形成され、主な仕様諸元は表１に、種々の数値データ（設定値）は表２にそれぞれ示される。また、実施例１における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図３に示す結果となる。尚、図３の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例１においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

実施例２では、第６レンズ６が条件式（２）を満たすように形成され、主な仕様諸元は表３に、種々の数値データ（設定値）は表４にそれぞれ示される。また、実施例２における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図４に示す結果となる。尚、図４の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例２においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

実施例３では、第７レンズ７が条件式（３）を満たすように形成され、主な仕様諸元は表５に、種々の数値データ（設定値）は表６にそれぞれ示される。また、実施例３における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図５に示す結果となる。尚、図５の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例３においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

実施例４では、第１レンズ１が条件式（１）を満足し、第６レンズ６が条件式（２）を満足するように形成され、主な仕様諸元は表７に、種々の数値データ（設定値）は表８にそれぞれ示される。また、実施例４における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図６に示す結果となる。尚、図６の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例４においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

実施例５では、第１レンズ１が条件式（１）を満足し、第７レンズ７が条件式（３）を満足するように形成され、主な仕様諸元は表９に、種々の数値データ（設定値）は表１０にそれぞれ示される。また、実施例５における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図７に示す結果となる。尚、図７の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例５においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

実施例６では、第１レンズ１が条件式（１）を満足し、第６レンズ６が条件式（２）を満足し、第７レンズ７が条件式（３）を満足するように形成され、主な仕様諸元は表１１に、種々の数値データ（設定値）は表１２にそれぞれ示される。また、実施例６における球面収差、非点収差、歪曲収差に関する収差線図は図８に示す結果となる。尚、図８の非点収差において、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例６においては、撮影範囲がφ６０ｍｍ、明るさ（Ｆ値）が４．０、共役長が２３６．５ｍｍ、バックフォーカスが４０ｍｍ、撮像倍率が０．４、歪曲収差が±０．１パーセント以内で、球面収差、非点収差等のその他の諸収差も良好に補正された安価なテレセントリックレンズが得られる。

以上述べたように、本発明のテレセントリックレンズは、基板に電子部品等を実装する実装機に搭載される認識用カメラに適用されるのは勿論のこと、その他の物体を撮像するためのレンズとして、あるいは、その他の用途においても好適に使用することができる。

本発明に係るテレセントリックレンズの一実施形態を示す基本構成図である。 図１に示すテレセントリックレンズにおける光路図である。 実施例１に係るテレセントリックレンズでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。 実施例２に係るテレセントリックレンズでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。 実施例３に係るテレセントリックレンズでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。 実施例４に係るテレセントリックレンズでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。 実施例５に係るテレセントリックでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。 実施例６に係るテレセントリックレンズでの球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差線図である。

符号の説明

１ 第１レンズ
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
４ 第４レンズ
５ 第５レンズ
６ 第６レンズ
７ 第７レンズ
８ 開口絞り
Ｐ 撮像面
Ｌ 光軸
Ｒ１ 第１レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
Ｒ２ 第１レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
Ｒ１０ 第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
Ｒ１１ 第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
Ｒ１２ 第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
Ｒ１３ 第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径

Claims (8)

1. 物体側から像面側に向けて順に、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、
   像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、
   物体側及び像面側に凹面を向けて前記第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、
   所定の口径をもつ開口絞りと、
   物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けて前記第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズと、を備え、
   前記第１レンズは、次の条件式（１）を満足する、ことを特徴とするテレセントリックレンズ。
   （１） Ｒ１＝−Ｒ２
   但し、Ｒ１：前記第１レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ２：前記第１レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
2. 物体側から像面側に向けて順に、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、
   像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、
   物体側及び像面側に凹面を向けて前記第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、
   所定の口径をもつ開口絞りと、
   物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けて前記第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズと、を備え、
   前記第６レンズは、次の条件式（２）を満足する、ことを特徴とするテレセントリックレンズ。
   （２） Ｒ１０＝−Ｒ１１
   但し、Ｒ１０：前記第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１１：前記第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
3. 物体側から像面側に向けて順に、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第１レンズと、
   像面側に凹面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第２レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第３レンズと、
   物体側及び像面側に凹面を向けて前記第３レンズに接合された負の屈折力をもつ両凹形状の第４レンズと、
   所定の口径をもつ開口絞りと、
   物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第５レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けて前記第５レンズに接合された正の屈折力をもつ両凸形状の第６レンズと、
   物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第７レンズと、を備え、
   前記第７レンズは、次の条件式（３）を満足する、ことを特徴とするテレセントリックレンズ。
   （３） Ｒ１２＝−Ｒ１３
   但し、Ｒ１２：前記第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１３：前記第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
   
4. 前記第６レンズは、次の条件式（２）を満足する、ことを特徴とする請求項１記載のテレセントリックレンズ。
   （２） Ｒ１０＝−Ｒ１１
   但し、Ｒ１０：前記第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１１：前記第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
5. 前記第７レンズは、次の条件式（３）を満足する、ことを特徴とする請求項１記載のテレセントリックレンズ。
   （３） Ｒ１２＝−Ｒ１３
   但し、Ｒ１２：前記第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１３：前記第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
6. 前記第６レンズ及び第７レンズは、次の条件式（２），（３）を満足する、ことを特徴とする請求項１記載のテレセントリックレンズ。
   （２） Ｒ１０＝−Ｒ１１
   （３） Ｒ１２＝−Ｒ１３
   但し、Ｒ１０：前記第６レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１１：前記第６レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
   Ｒ１２：前記第７レンズにおける物体側の凸面の曲率半径
   Ｒ１３：前記第７レンズにおける像面側の凸面の曲率半径
7. 前記第１レンズ及び前記第２レンズは、同一のガラス材料により形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載のテレセントリックレンズ。
8. 前記第４レンズ及び前記第５レンズは、同一のガラス材料により形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし７いずれかに記載のテレセントリックレンズ。
   
   

Images