JP2011242610A - 撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置 - Google Patents
撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】倍率変動に伴う収差変動が小さく、高い光学性能を有する撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置を提供する。
【解決手段】物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有する撮影レンズにおいて、第１レンズ群は、正屈折力の第１ａレンズ群Ｇ１ａ、絞りＳＰ、正屈折力の第１ｂレンズ群を有し、第１ａレンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１、物体側に凸を向けた正レンズＬ２、像側に強い凹面を向けた負レンズＬ３を有し、第１ｂレンズ群は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４、正レンズＬ５を有する。第２レンズ群は、両凹レンズＬ６、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７を有する。無限遠物から近距離に焦点合わせをする際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大するように、第１レンズ群及び第２レンズ群が異なる移動量で物体側に移動し、適切に設定された条件を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有する撮影レンズにおいて、第１レンズ群は、正屈折力の第１ａレンズ群Ｇ１ａ、絞りＳＰ、正屈折力の第１ｂレンズ群を有し、第１ａレンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１、物体側に凸を向けた正レンズＬ２、像側に強い凹面を向けた負レンズＬ３を有し、第１ｂレンズ群は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４、正レンズＬ５を有する。第２レンズ群は、両凹レンズＬ６、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７を有する。無限遠物から近距離に焦点合わせをする際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大するように、第１レンズ群及び第２レンズ群が異なる移動量で物体側に移動し、適切に設定された条件を満足する。
【選択図】図１
Description
本発明は、撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置に関する。
近年、シートや印刷面などの外観検査に用いられる撮影レンズは、検査対象物や撮像素子の高精細化に伴い、使用する撮影レンズに対する高性能化が要求されている。具体的には、解像力の向上をはじめとして、撮像素子の大型化に伴うイメージサイズの拡大、像面湾曲、歪曲収差の大幅な低減などが要求されている。また、検査対象物の大きさが多様化し、それに対応する外観検査装置も多種必要になっている。このような要求に応えるため、変倍可能な撮影レンズが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の撮影レンズは、倍率変動範囲内で像面湾曲と歪曲収差とが良好に補正されたものである。特許文献２に記載の撮影レンズは、倍率変動範囲内で軸上色収差と倍率色収差とが良好に補正されたものである。
しかしながら、従来の撮影レンズでは、倍率変動に伴う球面収差及びコマ収差の変動を抑制することが困難となるため、使用倍率によっては像の解像力が劣化するという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、構成レンズ枚数を抑えつつ、使用倍率範囲内で球面収差、軸上色収差、倍率色収差等の諸収差が良好に補正され、さらに倍率変動に伴う収差変動が小さく、像の中心から周辺にわたり高い光学性能を有する撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明は、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群とを有する撮影レンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群とを有し、前記第１ａレンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸を向けた正レンズと、像側に強い凹面を向けた負レンズとを有し、前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、正レンズとを有し、前記第２レンズ群は、物体側から順に並んだ、両凹レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有し、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が異なる移動量で光軸に沿って物体側に移動し、前記第２レンズ群を構成する両凹レンズの像側の曲率半径をＲｍとし、前記第２レンズ群を構成する正メニスカスレンズの物体側の曲率半径をＲｐとしたとき、次式 ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＜ ０．２５ の条件を満足する。
なお、本発明の撮影レンズにおいて、前記第２レンズ群のｄ線（波長587.56nm）における屈折力をΦ２とし、前記第２レンズ群を構成する両凹レンズと正メニスカスレンズとの間に形成される空気レンズのｄ線における屈折力をΦ２Ａとしたとき、次式 −０．６５ ＜ Φ２／Φ２Ａ ＜ −０．０８ の条件を満足することが好ましい。
また、本発明の撮影レンズにおいて、前記第１ｂレンズ群を構成する正レンズは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズであることが好ましい。
また、本発明の撮影レンズにおいて、無限遠物体に焦点合わせをした際の前記撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｉとし、前記第１レンズ群のｄ線における屈折力をΦ１とし、前記第２レンズ群のｄ線における屈折力をΦ２としたとき、次式 ０．７ ＜ Φ１／Φｉ ＜ １．２ 及び ０．０７ ＜ Φ２／Φ１ ＜ ０．３７の条件を満足することが好ましい。
また、本発明の撮影レンズにおいて、前記第１ｂレンズ群のｄ線における屈折力をΦ１ｂとし、前記第１ｂレンズ群を構成する負メニスカスレンズのｄ線における屈折力をΦ１ｍとしたとき、次式 −１．０ ＜ Φ１ｂ／Φ１ｍ ＜ −０．４ の条件を満足することが好ましい。
また、本発明の撮影レンズにおいて、近距離物体に焦点合わせをした際の前記撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｎとし、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔の変化をΔＤとしたとき、次式 ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＜ ０．３５ の条件を満足することが好ましい。
また、本発明の検査装置は、物体からの光を所定の位置に結像させる上記撮影レンズを備えている。
本発明によれば、構成レンズ枚数を抑えつつ、使用倍率範囲内で球面収差、軸上色収差、倍率色収差等の諸収差が良好に補正され、さらに倍率変動に伴う収差変動が小さく、像の中心から周辺にわたり高い光学性能を有する撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置を提供することができる。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係る撮影レンズは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２とを有する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇ１ａと、絞りＳＰと、正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとを有し、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２と、像側に強い凹面を向けた負レンズＬ３とを有し、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とを有する。
このように本実施形態に係る撮影レンズの第１レンズ群Ｇ１は、略クセノター型のレンズである。クセノター型のレンズは、絞りＳＰの前後で屈折力の対称性が高く、その対称性により歪曲収差や倍率色収差などの補正が容易である。また、絞りＳＰの後方に配置させた負メニスカスレンズＬ４により、像の周辺に至るまでコマ収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る撮影レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とを有し、これら両凹レンズＬ６と正メニスカスレンズＬ７とにより負の屈折力を持つ空気レンズを形成することにより、非点収差と倍率色収差を補正することができる。そしてこの構成により、後述する条件式（１）の効果を最大限に発揮することができる。
さらに、本実施形態に係る撮影レンズは、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が異なる移動量で光軸に沿って物体側に移動することにより、使用倍率範囲内で諸収差の変動を抑制することが可能となる。
そして、上記構成の下、本実施形態に係る撮影レンズは、第２レンズ群Ｇ２を構成する両凹レンズＬ６の像側の曲率半径をＲｍとし、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズＬ７の物体側の曲率半径をＲｐとしたとき、以下の条件式（１）を満足する。
｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＜ ０．２５ …（１）
上記条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２を構成する両凹レンズＬ６の像側の曲率半径と、第２レンズ群Ｇ２を構成する正メニスカスレンズＬ７の物体側の曲率半径との適切な範囲を示すものである。この条件式（１）の上限値を上回ると、これらレンズＬ６，Ｌ７により第２レンズ群Ｇ２内に形成される空気レンズが適切な形状をとることができず、メリジオナル像面の湾曲が大きくなりすぎて、非点収差の補正が困難となる。また、軸外光線の前記空気レンズに対する入射角と射出角とが適切な角度から大きく外れるため、コマ収差が増大し補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（１）の上限値を０．２０にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る撮影レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２のｄ線における屈折力をΦ２とし、第２レンズ群Ｇ２を構成する両凹レンズＬ６と正メニスカスレンズＬ７との間に形成される空気レンズのｄ線における屈折力をΦ２Ａとしたとき、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−０．６５ ＜ Φ２／Φ２Ａ ＜ −０．０８ …（２）
上記条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の屈折力と、第２レンズ群Ｇ２内に形成される空気レンズの屈折力との適切な範囲を示すものである。この条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２におけるペッツバール和が大きくなりすぎ、像面湾曲がアンダーに大きくなり良好に補正することが困難となる。また、この条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーバランスが大きく崩れ、正の方向に大きな歪曲収差が発生するうえ、倍率色収差も増大するため、これらを良好に補正することが困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（２）の下限値を−０．５６にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（２）の上限値を−０．１１にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る撮影レンズにおいて、無限遠物体に焦点合わせをした際の撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｉとし、第１レンズ群Ｇ１のｄ線における屈折力をΦ１とし、第２レンズ群Ｇ２のｄ線における屈折力をΦ２としたとき、以下の条件式（３），（４）を満足することが好ましい。
０．７ ＜ Φ１／Φｉ ＜ １．２ …（３）
０．０７ ＜ Φ２／Φ１ ＜ ０．３７ …（４）
０．０７ ＜ Φ２／Φ１ ＜ ０．３７ …（４）
上記条件式（３）は、無限遠物体に焦点合わせをした際の撮影レンズ全系の屈折力と、第１レンズ群Ｇ１の屈折力との適切な範囲を示すものである。この条件式（３）の下限値を下回ると、相対的に第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎて、球面収差がアンダーに大きくなりすぎるうえ、第１レンズ群Ｇ１の大型化を招く。また、この条件式（３）の上限値を上回ると、相対的に第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎて、負の方向に大きな歪曲収差が発生し補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（３）の下限値を０．８にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（３）の上限値を１．１にすることが好ましい。
上記条件式（４）は、無限遠物体に焦点合わせをした際の第１レンズ群Ｇ１の屈折力と、第２レンズ群Ｇ２の屈折力との適切な範囲を示すものである。この条件式（４）の下限値を下回ると、相対的に第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎて、倍率色収差が増大するうえ、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせを行う際の第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔の変化を大きくしなければならないため、撮影レンズ全体の大型化を招く。また、この条件式（４）の上限値を上回ると、絞りＳＰに対して前後の屈折力の対称性が大きく崩れるため、歪曲収差及び倍率色収差の補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（４）の下限値を０．０９にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（４）の上限値を０．３１にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る撮影レンズにおいて、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂのｄ線における屈折力をΦ１ｂとし、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂを構成する負メニスカスレンズＬ４のｄ線における屈折力をΦ１ｍとしたとき、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−１．０ ＜ Φ１ｂ／Φ１ｍ ＜ −０．４ …（５）
上記条件式（５）は、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの屈折力と、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂを構成する負メニスカスレンズＬ４の屈折力との適切な範囲を示すものであり、特にコマ収差を良好に補正するための重要な条件である。この条件式（５）の下限値を下回ると、負メニスカスレンズＬ４から射出される光線の光軸に対する角度が小さくなり、正弦条件違反量が負の方向に大きくなる。そのため、コマ収差の補正が困難となる。また、この条件式（５）の上限値を上回ると、負メニスカスレンズＬ４から射出される光線の光軸に対する角度が大きくなり、正弦条件違反量が正の方向に大きくなる。そのため、コマ収差の補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（５）の下限値を−０．９にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（５）の上限値を−０．５にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る撮影レンズにおいて、近距離物体に焦点合わせをした際の撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｎとし、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際の第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔の変化をΔＤとしたとき、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＜ ０．３５ …（６）
上記条件式（６）は、焦点合わせをした際の撮影レンズ全系の屈折力と、焦点合わせをする際の第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔の変化との適切な範囲を示すものである。この条件式（６）の上限値を上回ると、焦点合わせをした際に、像面湾曲及びコマ収差を補正しきれず、倍率範囲内で良好な光学性能を得ることが困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実にするため、条件式（６）の上限値を０．２４にすることが好ましい。
なお、本実施形態に係る撮影レンズは、レンズ系が２つの可動群（すなわち、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２）から構成されているが、各レンズ群の間に他のレンズ群を付加したり、あるいはレンズ系の像側又は物体側に隣接させて他のレンズ群を付加することも可能である。
続いて、図１０を参照しながら、上記構成の撮影レンズを備えた検査装置について説明する。この検査装置は、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、プリント基板、電子部品、シート等の検査対象物を、上記構成の撮影レンズを介して撮影し、得られた画像に基づいて、検査対象物の欠陥を検査するものである。具体的には、図１０に示すように、検査装置１は、検査対象物１０と、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなる撮像素子１１上に検査対象物１０の画像を結像させる上記構成の撮影レンズ１２と、画像処理装置１３と、モニター１４とを有する。画像処理装置１３において、入力された画像データ又は撮像素子１１からの電気信号に対して所定の信号処理を施し、撮影された検査対象物１０の欠陥を検出し、その位置を特定することができる。また、モニター１４を介して、取得した画像データを出力することが可能である。なお、検査対象物１０、撮像素子１１の具体例を記載したが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
以上のように本発明を分かりやすくするため、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。なお、図１、図４及び図７は、各実施例に係る撮影レンズの構成及び無限遠合焦状態から近距離合焦状態への合焦変化における各レンズ群の移動の様子を示す断面図である。各実施例に係る撮影レンズは、いずれも上述のように、物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１（第１〜５レンズ成分Ｌ１〜Ｌ５）と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２（第６、７レンズ成分Ｌ６、Ｌ７）とを有し、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇ１ａと、絞りＳＰと、正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとを有し、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズである第６レンズ成分Ｌ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第７レンズ成分Ｌ７とを有して構成され、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際に、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が異なる移動量で像面に対して光軸に沿って物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大するように変化する。
以下、表１〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。［全体諸元］において、ｆは撮影レンズ全系のｄ線における無限遠合焦時の焦点距離を、βは撮影レンズのｄ線における倍率を、Ｆnoはｄ線におけるＦナンバーを、２ωは画角を、Ｙは像高を示す。［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（第０面は物体面に対応）を、ｒは各面番号に対応する曲率半径を、ｄは各面番号に対応する光軸上のレンズ厚及び空気間隔（第０面に記載の値は物体面から第１面までの空気間隔に相当）を、ｎｄは各面番号に対応する硝材のｄ線の屈折率を、νｄは各面番号に対応する硝材のｄ線を基準とするアッベ数を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略する。
また、表中では、［合焦時における可変間隔データ］において、ｆは撮影レンズ全系のｄ線における無限遠合焦時の焦点距離を、βは撮影レンズのｄ線における倍率を、Ｄ０は物体面から第１面までの空気間隔を、Ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を、Ｂｆはバックフォーカスを示す。［群データ］において、Ｇは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号を、群焦点距離は各群の焦点距離（ｄ線）を、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。［条件式］において、上記の条件式（１）〜（６）及びこれらに対応する値を示す。
なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「mm」が使われている。但し、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
以上の表の説明は、全ての実施例において同様とし、その説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例に係る撮影レンズついて、図１〜図３及び表１を用いて説明する。図１に示すように、第１実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸を向けた正メニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３との接合レンズＬ２３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
第１実施例に係る撮影レンズついて、図１〜図３及び表１を用いて説明する。図１に示すように、第１実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸を向けた正メニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３との接合レンズＬ２３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
以下の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。なお、表１における面番号１〜１４は、図１に示す面１〜１４に対応している。
（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.02°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.62382 0.05246 1.65160 58.6
２ 0.94840 0.01786
３ 0.28624 0.09488 1.72916 54.6
４ 2.10459 0.02009 1.59551 39.2
５ 0.20342 0.11162
６ ∞ 0.13060 （絞りＳＰ）
７ -0.18958 0.02567 1.59551 39.2
８ -0.31717 0.01005
９ -0.97941 0.06697 1.72916 54.6
10 -0.31379 D10
11 -2.26623 0.01898 1.67270 32.2
12 2.26623 0.01882
13 -3.27852 0.06362 1.65160 58.6
14 -0.65048 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -0.7
D0 ∞ 2.03271
D10 0.00558 0.14620
Bf 0.66541 1.27582
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.14 0.53020
Ｇ２ ７ 3.99 0.10142
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.441
Ｒｐ ＝ -0.305
Φ２ ＝ 0.251
Φ２Ａ＝ -0.497
Φ１ ＝ 0.878
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.685
Φ１ｍ＝ -1.169
Φｎ ＝ 0.969
ΔＤ ＝ 0.141
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.18
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.51
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.88
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.29
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.59
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.22
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.02°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.62382 0.05246 1.65160 58.6
２ 0.94840 0.01786
３ 0.28624 0.09488 1.72916 54.6
４ 2.10459 0.02009 1.59551 39.2
５ 0.20342 0.11162
６ ∞ 0.13060 （絞りＳＰ）
７ -0.18958 0.02567 1.59551 39.2
８ -0.31717 0.01005
９ -0.97941 0.06697 1.72916 54.6
10 -0.31379 D10
11 -2.26623 0.01898 1.67270 32.2
12 2.26623 0.01882
13 -3.27852 0.06362 1.65160 58.6
14 -0.65048 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -0.7
D0 ∞ 2.03271
D10 0.00558 0.14620
Bf 0.66541 1.27582
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.14 0.53020
Ｇ２ ７ 3.99 0.10142
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.441
Ｒｐ ＝ -0.305
Φ２ ＝ 0.251
Φ２Ａ＝ -0.497
Φ１ ＝ 0.878
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.685
Φ１ｍ＝ -1.169
Φｎ ＝ 0.969
ΔＤ ＝ 0.141
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.18
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.51
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.88
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.29
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.59
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.22
表１に示す諸元の表から、第１実施例に係る撮影レンズでは、上記条件式（１）〜（６）を全て満たすことが分かる。
図２は、第１実施例に係る撮影レンズの、無限遠物体に焦点合わせをした際の諸収差図（具体的には、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図）である。また、図３は、第１実施例に係る撮影レンズの、近距離物体に焦点合わせをした際の諸収差図（具体的には、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図）である。各収差図において、ｄはｄ線（波長587.56nm）を、ｇはｇ線（波長435.83nm）を、ＣはＣ線（波長656.27nm）を、ＦはＦ線（波長486.13nm）に対する諸収差を、Ｙは像高を示す。また、球面収差図において、点線は正弦条件違反量を、実線は球面収差を示す。また、非点収差図において、点線はメリジオナル像面を、実線はサジタル像面を示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第１実施例に係る撮像レンズは、無限遠物体から近距離物体までの倍率範囲において、収差の変動が少なく、像全域で諸収差が良好に補正されていることが分かる。
（第２実施例）
第２実施例について、図４〜図６及び表２を用いて説明する。図４に示すように、第２実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３との接合レンズＬ２３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
第２実施例について、図４〜図６及び表２を用いて説明する。図４に示すように、第２実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３との接合レンズＬ２３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
以下の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。なお、表２における面番号１〜１４は、図４に示す面１〜１４に対応している。
（表２）
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.00°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.53167 0.04400 1.74320 49.3
２ 0.75003 0.00700
３ 0.26551 0.08500 1.71300 53.9
４ 2.55609 0.01600 1.59551 39.2
５ 0.18201 0.09800
６ ∞ 0.12400 （絞りＳＰ）
７ -0.17539 0.02300 1.59551 39.2
８ -0.26509 0.00300
９ -1.03827 0.06600 1.61800 63.4
10 -0.27001 D10
11 -2.19293 0.01700 1.74950 35.3
12 2.19293 0.01850
13 -1.77295 0.04900 1.74320 49.3
14 -0.64658 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -0.7
D0 ∞ 2.08374
D10 0.00500 0.15200
Bf 0.71825 1.28460
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.02 0.46600
Ｇ２ ７ 10.74 0.08450
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.456
Ｒｐ ＝ -0.564
Φ２ ＝ 0.093
Φ２Ａ＝ -0.764
Φ１ ＝ 0.980
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.898
Φ１ｍ＝ -1.039
Φｎ ＝ 0.987
ΔＤ ＝ 0.147
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.11
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.12
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.98
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.09
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.86
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.09
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.00°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.53167 0.04400 1.74320 49.3
２ 0.75003 0.00700
３ 0.26551 0.08500 1.71300 53.9
４ 2.55609 0.01600 1.59551 39.2
５ 0.18201 0.09800
６ ∞ 0.12400 （絞りＳＰ）
７ -0.17539 0.02300 1.59551 39.2
８ -0.26509 0.00300
９ -1.03827 0.06600 1.61800 63.4
10 -0.27001 D10
11 -2.19293 0.01700 1.74950 35.3
12 2.19293 0.01850
13 -1.77295 0.04900 1.74320 49.3
14 -0.64658 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -0.7
D0 ∞ 2.08374
D10 0.00500 0.15200
Bf 0.71825 1.28460
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.02 0.46600
Ｇ２ ７ 10.74 0.08450
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.456
Ｒｐ ＝ -0.564
Φ２ ＝ 0.093
Φ２Ａ＝ -0.764
Φ１ ＝ 0.980
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.898
Φ１ｍ＝ -1.039
Φｎ ＝ 0.987
ΔＤ ＝ 0.147
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.11
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.12
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.98
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.09
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.86
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.09
表２に示す諸元の表から、第２実施例に係る撮影レンズは、上記条件式（１）〜（６）を全て満たすことが分かる。
図５は、第２実施例に係る撮影レンズの、無限遠物体に焦点合わせをした際の諸収差図である。また、図６は、第２実施例に係る撮影レンズの、近距離物体に焦点合わせをした際の諸収差図である。各収差図から明らかなように、第２実施例に係る撮像レンズは、無限遠物体から近距離物体までの倍率範囲において、収差の変動が少なく、像全域で諸収差が良好に補正されていることが分かる。
（第３実施例）
第３実施例について、図７〜図９及び表３を用いて説明する。図７に示すように、第３実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
第３実施例について、図７〜図９及び表３を用いて説明する。図７に示すように、第３実施例に係る撮影レンズにおいて、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３とからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とからなる。
以下の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。なお、表３における面番号１〜１５は、図７に示す面１〜１５に対応している。
（表３）
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.02°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.40604 0.05960 1.81600 46.6
２ 1.00505 0.00202
３ 0.27963 0.04445 1.77250 49.6
４ 0.32514 0.02626
５ 0.43126 0.01717 1.75520 27.5
６ 0.19977 0.11415
７ ∞ 0.12627 （絞りＳＰ）
８ -0.20497 0.01616 1.60342 38.0
９ -0.34204 0.01212
10 -0.98489 0.05758 1.77250 49.6
11 -0.30073 D11
12 -3.82920 0.01616 1.75520 27.5
13 2.37480 0.01699
14 -1.72091 0.03535 1.77250 49.6
15 -0.69694 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -1.0
D0 ∞ 1.65008
D11 0.00500 0.22431
Bf 0.71825 1.54294
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.10 0.47578
Ｇ２ ８ 5.81 0.06850
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.421
Ｒｐ ＝ -0.581
Φ２ ＝ 0.172
Φ２Ａ＝ -0.769
Φ１ ＝ 0.910
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.897
Φ１ｍ＝ -1.127
Φｎ ＝ 0.965
ΔＤ ＝ 0.220
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.16
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.22
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.91
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.19
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.80
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.16
［全体諸元］
ｆ ＝ 1.00
Ｆno ＝ 4.00
２ω ＝ 50.02°
Ｙ ＝ 0.47
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
０ D0
１ 0.40604 0.05960 1.81600 46.6
２ 1.00505 0.00202
３ 0.27963 0.04445 1.77250 49.6
４ 0.32514 0.02626
５ 0.43126 0.01717 1.75520 27.5
６ 0.19977 0.11415
７ ∞ 0.12627 （絞りＳＰ）
８ -0.20497 0.01616 1.60342 38.0
９ -0.34204 0.01212
10 -0.98489 0.05758 1.77250 49.6
11 -0.30073 D11
12 -3.82920 0.01616 1.75520 27.5
13 2.37480 0.01699
14 -1.72091 0.03535 1.77250 49.6
15 -0.69694 Bf
［合焦時における可変間隔データ］
無限遠 至近距離
ｆ、β 1.00 -1.0
D0 ∞ 1.65008
D11 0.00500 0.22431
Bf 0.71825 1.54294
［群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ １ 1.10 0.47578
Ｇ２ ８ 5.81 0.06850
［条件式］
Ｒｍ ＝ 0.421
Ｒｐ ＝ -0.581
Φ２ ＝ 0.172
Φ２Ａ＝ -0.769
Φ１ ＝ 0.910
Φｉ ＝ 1.000
Φ１ｂ＝ 0.897
Φ１ｍ＝ -1.127
Φｎ ＝ 0.965
ΔＤ ＝ 0.220
条件式（１） ｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＝ 0.16
条件式（２） Φ２／Φ２Ａ ＝ -0.22
条件式（３） Φ１／Φｉ ＝ 0.91
条件式（４） Φ２／Φ１ ＝ 0.19
条件式（５） Φ１ｂ／Φ１ｍ ＝ -0.80
条件式（６） ｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＝ 0.16
表３に示す諸元の表から、第３実施例に係る撮影レンズは、上記条件式（１）〜（６）を全て満たすことが分かる。
図８は、第３実施例に係る撮影レンズの、無限遠物体に焦点合わせをした際の諸収差図である。また、図９は、第３実施例に係る撮影レンズの、近距離物体に焦点合わせをした際の諸収差図である。各収差図から明らかなように、第３実施例に係る撮像レンズは、無限遠物体から近距離物体までの倍率範囲において、収差の変動が少なく、像全域で諸収差が良好に補正されていることが分かる。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１ａ 第１ａレンズ群
Ｇ１ｂ 第１ｂレンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
ＳＰ 絞り
Ｌｉ 物体側からｉ番目のレンズ
Ｌｉｊ 物体側からｉ番目のレンズとｊ番目のレンズからなる接合レンズ
１ 検査装置
１０ 検査対象物
１１ 撮像素子
１２ 撮影レンズ
１３ 画像処理装置
１４ モニター
Ｇ１ａ 第１ａレンズ群
Ｇ１ｂ 第１ｂレンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
ＳＰ 絞り
Ｌｉ 物体側からｉ番目のレンズ
Ｌｉｊ 物体側からｉ番目のレンズとｊ番目のレンズからなる接合レンズ
１ 検査装置
１０ 検査対象物
１１ 撮像素子
１２ 撮影レンズ
１３ 画像処理装置
１４ モニター
Claims (7)
- 物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群とを有する撮影レンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群とを有し、
前記第１ａレンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に強い凹面を向けた負レンズとを有し、
前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、正レンズとを有し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に並んだ、両凹レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有し、
無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が異なる移動量で光軸に沿って物体側に移動し、
前記第２レンズ群を構成する両凹レンズの像側の曲率半径をＲｍとし、前記第２レンズ群を構成する正メニスカスレンズの物体側の曲率半径をＲｐとしたとき、次式
｜（Ｒｍ＋Ｒｐ）／（Ｒｍ−Ｒｐ）｜ ＜ ０．２５
の条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。 - 前記第２レンズ群のｄ線（波長587.56nm）における屈折力をΦ２とし、前記第２レンズ群を構成する両凹レンズと正メニスカスレンズとの間に形成される空気レンズのｄ線における屈折力をΦ２Ａとしたとき、次式
−０．６５ ＜ Φ２／Φ２Ａ ＜ −０．０８
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ。 - 前記第１ｂレンズ群を構成する正レンズは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影レンズ。
- 無限遠物体に焦点合わせをした際の前記撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｉとし、前記第１レンズ群のｄ線における屈折力をΦ１とし、前記第２レンズ群のｄ線における屈折力をΦ２としたとき、次式
０．７ ＜ Φ１／Φｉ ＜ １．２
０．０７ ＜ Φ２／Φ１ ＜ ０．３７
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮影レンズ。 - 前記第１ｂレンズ群のｄ線における屈折力をΦ１ｂとし、前記第１ｂレンズ群を構成する負メニスカスレンズのｄ線における屈折力をΦ１ｍとしたとき、次式
−１．０ ＜ Φ１ｂ／Φ１ｍ ＜ −０．４
の条件を満足すること特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮影レンズ。 - 近距離物体に焦点合わせをした際の前記撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｎとし、無限遠物体に焦点合わせをした際の前記撮影レンズ全系のｄ線における屈折力をΦｉとし、無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔の変化をΔＤとしたとき、次式
｜（Φｎ−Φｉ）／ΔＤ｜ ＜ ０．３５
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮影レンズ。 - 物体からの光を所定の位置に結像させる請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮影レンズを備えたことを特徴とする検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010114767A JP5506535B2 (ja) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | 撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010114767A JP5506535B2 (ja) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | 撮影レンズ及びこの撮影レンズを備えた検査装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011242610A true JP2011242610A (ja) | 2011-12-01 |
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ID=45409315
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5506535B2 (ja) |
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- 2010-05-18 JP JP2010114767A patent/JP5506535B2/ja active Active
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