JP2018072739A - 結像レンズ、光学機器、および板状部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビハインド絞りを採用しながら、高い光学性能を有した結像レンズを提供する。【解決手段】結像レンズＩＬは、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、絞りＳとからなり、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とが接合レンズＬ４５であり、以下の条件式を満足する。−２．００＜ｆ４／ｆ５＜−０．７０但し、ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離、ｆ５：第５レンズＬ４の焦点距離。【選択図】図１

Description

本発明は、結像レンズ、光学機器、および板状部材の製造方法に関する。

近年、ＦＰＤ（Flat Panel Display）、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）、シー
ト、印刷面等の外観検査では、要求検査精度の高度化、検査装置に搭載されるイメージセンサーの大型化や高精細化が進んでいる。それに伴い、検査装置に搭載される結像レンズには、高い解像力に加え、像の中心から周辺までの解像力の高い均一性、歪曲収差の低減化等の外観検査に適した特性が要求される。一方、検査装置等の光学機器に搭載される結像レンズには、常にコンパクト化が要求される。このような要求に応えるため、一般的に小型化と機構構造の簡素化に有利とされる、ビハインド絞りを採用した結像レンズが考案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００４−１３３２２９号公報

第１の態様に係る結像レンズは、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズと、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズと、絞りとを有し、前記第２レンズと前記第３レンズとが接合レンズであるか、もしくは、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合レンズであり、以下の条件式を満足する。
−２．００＜ｆ４／ｆ５＜−０．７０
但し、ｆ４：前記第４レンズの焦点距離、
ｆ５：前記第５レンズの焦点距離。

第２の態様に係る光学機器は、物体の像を所定の位置に結像させる上記の結像レンズを備えて構成される。

第３の態様に係る板状部材の製造方法は、板状部材を製作する製作工程と、上記の光学機器を用いて前記板状部材を検査する検査工程と、前記検査工程で良品と判定された前記板状部材を選別する工程とを有する。

第１実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第１実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 第２実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第２実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 第３実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第３実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 第４実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第４実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 第５実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第５実施例に係る結像レンズの諸収差図である。 第６実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 （ａ）は第６実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．５倍の場合における諸収差図であり、（ｂ）は結像倍率が−０．７倍の場合における諸収差図であり、（ｃ）は結像倍率が−１．０倍の場合における諸収差図である。 第７実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。 第７実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．３３倍の場合における諸収差図であり、（ｂ）は結像倍率が−０．６７倍の場合における諸収差図であり、（ｃ）は結像倍率が−１．０倍の場合における諸収差図である。 結像レンズを備えた光学機器の要部概略図である。 板状部材の製造方法を示すフローチャートである。

以下、本実施形態の結像レンズ、光学機器について図を参照して説明する。特許文献１に記載のビハインド絞りを採用した結像レンズは、絞りがレンズ群の外部側に設けられるため、歪曲収差や倍率色収差の補正が困難であり、被写体の形状や寸法測定に誤差が生じたり、色の滲みにより解像力が低下したりし易いという問題があることが分かった。そこで本実施形態では、ビハインド絞りを採用しながら、高い光学性能を有した結像レンズについて説明する。

本実施形態に係る結像レンズＩＬの一例として、図１に示す結像レンズＩＬ（１）は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、絞り（開口絞り）Ｓとを有して構成される。このような結像レンズＩＬ（１）において、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とが接合レンズ（もしくは、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが接合レンズ）となっている。本実施形態に係る結像レンズＩＬは、第３レンズＬ３の像側のレンズ面と第４レンズＬ４の物体側のレンズ面との間で、両凸形状の負の屈折力を有する空気レンズを形成することにより、非点収差とコマ収差を良好に補正することが可能になる。また、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２が正の屈折力を有しているため、第３レンズＬ３以降の各レンズの大型化を抑制することができ、絞りＳを最も像側に配置することで、レンズ全長を短くすることが可能になる。

本実施形態に係る結像レンズＩＬは、図３に示す結像レンズＩＬ（２）でも良く、図５に示す結像レンズＩＬ（３）でも良く、図７に示す結像レンズＩＬ（４）でも良く、図９に示す結像レンズＩＬ（５）でも良い。また、本実施形態に係る結像レンズＩＬは、図１１に示す結像レンズＩＬ（６）でも良く、図１３に示す結像レンズＩＬ（７）でも良い。なお、図３、図５、図７、図９、図１１、および図１３に示す結像レンズＩＬ（２）〜ＩＬ（７）の各レンズは、図１に示す結像レンズＩＬ（１）と同様に構成される。

上記構成の下、本実施形態に係る結像レンズＩＬは、次の条件式（１）を満足する。

−２．００＜ｆ４／ｆ５＜−０．７０ ・・・（１）
但し、ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離、
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離。

条件式（１）は、第４レンズＬ４の（ｅ線における）焦点距離と、第５レンズＬ５の（ｅ線における）焦点距離との適切な比率を規定するための条件式である。条件式（１）を満足することで、像面湾曲と、歪曲収差と、倍率色収差を同時に補正することができる。

条件式（１）の対応値が下限値を下回る状態で、倍率色収差を補正しようとすると、像
面湾曲がアンダー方向に大きくなり、歪曲収差がプラス方向に大きくなる。これにより、解像力が低下し、物体（被検物）の像の寸法に誤差が生じるので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を−１．５０にすることができる。

条件式（１）の対応値が上限値を上回る状態で、倍率色収差を補正しようとしても、像面湾曲がアンダー方向に大きくなり、歪曲収差がプラス方向に大きくなる。これにより、解像力が低下し、物体（被検物）の像の寸法に誤差が生じるので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を−０．９０にすることができる。

本実施形態の結像レンズＩＬは、次の条件式（２）を満足してもよい。

−０．５０＜ｆ３／ｆ＜−０．２０ ・・・（２）
但し、ｆ３：第３レンズＧ３の焦点距離、
ｆ：結像レンズＩＬの焦点距離。

条件式（２）は、第３レンズＬ３の（ｅ線における）焦点距離と、結像レンズＩＬの全系の（ｅ線における）焦点距離との適切な比率を規定するための条件式である。条件式（２）を満足することで、球面収差を十分に補正することができる。

条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、球面収差がアンダー方向に増大する。これにより、像の全域で解像力が著しく低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を−０．３９にすることができる。

条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、球面収差がオーバー方向に増大する。これにより、像の全域で解像力が著しく低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を−０．２８にすることができる。

本実施形態の結像レンズＩＬは、次の条件式（３）を満足してもよい。

０．０８＜Ｄ４５／ｆ＜０．２９ ・・・（３）
但し、Ｄ４５：第４レンズＬ４の物体側のレンズ面から第５レンズＬ５の像側のレンズ面までの光軸上の距離、
ｆ：結像レンズＩＬの焦点距離。

条件式（３）は、第４レンズＬ４の物体側のレンズ面から第５レンズＬ５の像側のレンズ面までの光軸上の距離と、結像レンズＩＬの全系の（ｅ線における）焦点距離との適切な比率を規定するための条件式である。条件式（３）を満足することで、コマ収差を十分に補正することができる。

条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、コマ収差が増大する。これにより、像の中心から周辺にかけて、解像力の均一性が著しく低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．１１にすることができる。

条件式（３）の対応値が上限値を上回っても、コマ収差が増大する。これにより、像の中心から周辺にかけて、解像力の均一性が著しく低下するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を０．２１にすることができる。

本実施形態の結像レンズＩＬにおいて、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第５レンズＬ５のうち少なくとも一つに、次の条件式（４）を満足する光学材料が用いられるようにしてもよい。

６０＜νｄｍ ・・・（４）
但し、νｄｍ：光学材料のアッベ数。

条件式（４）は、正の屈折力を有するレンズに使用される光学材料の（ｄ線を基準とする）アッベ数の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（４）を満足することで、色収差を十分に補正することができる。

条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、色収差が補正不足となり、解像力の低下を招くので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を６３にすることができる。

本実施形態の結像レンズＩＬにおいて、結像倍率を変化させる際、少なくとも第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との空気間隔が変化するように、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が光軸に沿って移動するようにしてもよい。このように、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との空気間隔を含む１箇所以上のレンズ間隔を可変間隔として、第１〜第５レンズＬ１〜Ｌ５を光軸に沿って物体側に（もしくは像側に）移動させ、結像倍率を変化させる際に増大する収差を補正するフローティングを行うことで、結像倍率を変化させる際の収差変動を適切に補正することができる。

本実施形態において、最も像側に絞りＳを配置しているが、これに限られるものではなく、絞りＳと像面の間に、屈折力を持たない保護ガラスやフィルター、プリズム等を付加することも可能である。また、以降の実施例において、本実施形態の結像レンズＩＬを縮小光学系として記載しているが、光の可逆性により光学系を逆向きに捉え、拡大光学系として用いることも可能である。

本実施形態の光学機器は、上述した構成の結像レンズＩＬを備えて構成される。その具体例として、上記実施形態に係る結像レンズＩＬを備えた外観検査装置（光学機器）を図１５に基づいて説明する。この外観検査装置１０１は、ＦＰＤやＰＣＢ等の検査対象物（板状部材）１１０に対して外観検査を行うために用いられる。外観検査装置１０１のカメラ鏡筒部に搭載される撮像レンズ１１２として、上記実施形態に係る結像レンズＩＬが用いられる。外観検査装置１０１において、検査対象物１１０からの光は、撮像レンズ１１２で集光されて、撮像素子１１１へ到達する。撮像レンズ１１２により、検査対象物１１０の像が撮像素子１１１の撮像面上に結像され、撮像素子１１１が検査対象物１１０の像を撮像する。撮像素子１１１により撮像取得された検査対象物１１０の画像は、モニター１１４に表示される。画像処理装置１１３は、撮像素子１１１により撮像取得された検査対象物１１０の画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。このような構成によれば、上記実施形態に係る結像レンズＩＬを搭載することにより、ビハインド絞りを採用しながら、高い光学性能を有した光学機器を得ることが可能になる。

続いて、図１６を参照しながら、上述の外観検査装置（光学機器）１０１を用いた板状部材の製造方法について概説する。ＦＰＤやＰＣＢ等の板状部材（図示せず）は、板状部材を製作する製作工程（ステップＳＴ１）、板状部材の検査を行う検査工程（ステップＳＴ２）等を経て製造される。ステップＳＴ１では、例えばガラス基板上にフォトリソグラフィ等にてＴＦＴ（Thin Film Transistor）のパターンを形成し、板状部材を製作する。ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で製作した板状部材の欠陥の有無を検査する。検査の結果、良品（欠陥が無い）と判定された板状部材を選別して次の製造工程（例えば、セル工程、モジュール工程、製品出荷等）に送る。また、検査の結果、不良品（欠陥が有る）と判定された板状部材は、補修されるか破棄される。このような板状部材の製造方法
の検査工程において、上述の外観検査装置（光学機器）１０１を用いて板状部材の外観検査を行う。これにより、像の中心から周辺までの解像力の差が極めて小さく、解像力の高い検査対象物（板状部材）の像に基づいて、精度の高い外観検査を行うことができる。

以下、本実施形態の実施例に係る結像レンズＩＬを図面に基づいて説明する。図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３は、第１〜第７実施例に係る結像レンズＩＬ｛ＩＬ（１）〜ＩＬ（７）｝の構成を示す断面図である。なお、図１１および図１３に示す矢印は、結像倍率を−０．５倍もしくは−０．３３倍から−１．０倍まで変化させるときの、各レンズ群の移動方向を示している。

これら図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３において、各レンズ群を符号Ｇと数字（もしくはアルファベット）の組み合わせにより、各レンズを符号Ｌと数字（もしくはアルファベット）の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。

以下に表１〜表７を示すが、この内、表１は第１実施例、表２は第２実施例、表３は第３実施例、表４は第４実施例、表５は第５実施例、表６は第６実施例、表７は第７実施例における各諸元データを示す表である。各実施例では収差特性の算出対象として、ｅ線（波長λ＝546.07nm）、Ｃ線（波長λ＝656.27nm）、Ｆ線（波長λ＝486.13nm）を選んでいる。

［全体諸元］の表において、ｆは結像レンズＩＬの全系のｅ線における焦点距離を示し、βは結像レンズＩＬのｅ線における結像倍率を示す。ＮＡはｅ線における開口数を示し、Ｙは像高を示す。ｆ３は第３レンズＬ３のｅ線における焦点距離を示し、ｆ４は第４レンズＬ４のｅ線における焦点距離を示す。ｆ５は第５レンズＬ５のｅ線における焦点距離を示し、Ｄ４５は第４レンズＬ４の物体側のレンズ面から第５レンズＬ５の像側のレンズ面までの光軸上の距離を示す。

［レンズ諸元］の表において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を示し、Ｒは各面番号に対応する曲率半径（曲率中心が像側に位置する面を正の値としている）、Ｄは各面番号に対応する光軸上のレンズ厚もしくは空気間隔、ｎｄは各面番号に対応する硝材のｄ線（波長λ＝587.56nm）に対する屈折率、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、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示し、（絞りＳ）は絞りＳが配置されることを示す。なお、第０面は物体面に対応し、第０面に記載されたＤは物体面から第１面までの空気間隔を示す。また、空気の屈折率ｎｄ＝1.00000の記載は
省略している。

第６〜第７実施例の［レンズ群データ］の表において、各レンズ群の初面（最も物体側の面）、焦点距離、およびレンズ構成長を示す。

第６〜第７実施例の［可変間隔データ］の表は、［レンズ諸元］を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号ｉにおける次の面までの面間隔Ｄｉを示す。例えば、第６実施例では、面番号０，６での面間隔Ｄ０，Ｄ６を示す。Ｂｆは絞りＳから像面までの光軸上の距離を示す。なお、［可変間隔データ］の表において、結像倍率に対応した可変間隔の値を示す。

［条件式対応値］の表には、上記の条件式（１）〜（４）に対応する値を示す。

以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、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、これに限られるものではない。

ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、本実施形態の第１実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第１実施例に係る結像レンズＩＬ（１）は、物体側から順に並んだ、物体側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に強い凹面を向けた両凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。絞りＳの像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（１）における最も像側に絞りＳが配置される。

以下の表１に、第１実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表１における面番号１〜１０は、図１における面ｍ１〜ｍ１０と対応している。

（表１）
［全体諸元］
ｆ＝100.000
β＝-0.7倍
ＮＡ＝0.051
Ｙ＝35
ｆ３＝-31.055
ｆ４＝-30.228
ｆ５＝27.876
Ｄ４５＝17.822
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 228.162
1 127.255 4.135 1.74400 44.8
2 -129.979 0.400
3 21.604 5.992 1.43750 94.7
4 162.689 0.641
5 -252.741 2.644 1.61340 44.3
6 20.804 3.684
7 -38.964 7.770 1.61340 44.3
8 38.459 10.052 1.75500 52.3
9 -41.660 0.801
10 ∞ 153.547 （絞りＳ）
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.084
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.311
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.178
条件式（４） νｄｍ＝94.7（第２レンズＬ２）

表１に示す諸元の表から、第１実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図２は、第１実施例に係る結像レンズの諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図、およびコマ収差図）である。図２の各収差図において、Ｙは像高を示し、ｅはｅ線（波長λ＝546.07nm）、ＣはＣ線（波長λ＝656.27nm）、ＦはＦ線（波長λ＝486.13nm）に対する諸収差をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用い、重複する説明は省略する。

各収差図より、第１実施例に係る結像レンズは、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第２実施例）
第２実施例について、図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、本実施形態の第２実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第２実施例に係る結像レンズＩＬ（２）は、物体側から順に並んだ、像側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に強い凹面を向けた両凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。絞りＳの像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（２）における最も像側に絞りＳが配置される。

以下の表２に、第２実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表２における面番号１〜１０は、図３における面ｍ１〜ｍ１０と対応している。

（表２）
［全体諸元］
ｆ＝100.000
β＝-0.7倍
ＮＡ＝0.051
Ｙ＝35
ｆ３＝-34.521
ｆ４＝-38.608
ｆ５＝35.279
Ｄ４５＝19.355
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 227.309
1 307.978 4.150 1.61800 63.3
2 -91.732 0.759
3 23.626 6.430 1.61800 63.3
4 89.275 0.864
5 -923.275 1.359 1.56732 42.8
6 20.133 4.712
7 -39.871 9.773 1.51742 52.4
8 43.787 9.582 1.61800 63.3
9 -40.085 0.720
10 ∞ 151.287 （絞りＳ）
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.094
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.345
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.194
条件式（４） νｄｍ＝63.3（第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第５レンズＬ５）

表２に示す諸元の表から、第２実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図４は、第２実施例に係る結像レンズの諸収差図である。各収差図より、第２実施例に係る結像レンズは、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第３実施例）
第３実施例について、図５〜図６および表３を用いて説明する。図５は、本実施形態の第３実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第３実施例に係る結像レンズＩＬ（３）は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、両凸形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２および両凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３からなる接合レンズＬ２３と、物体側に強い凹面を向けた両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、像側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。絞りＳの像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（３）における最も像側に絞りＳが配置される。

以下の表３に、第３実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表３における面番号１〜１０は、図５における面ｍ１〜ｍ１０と対応している。

（表３）
［全体諸元］
ｆ＝100.000
β＝-0.7倍
ＮＡ＝0.051
Ｙ＝35
ｆ３＝-31.444
ｆ４＝-39.056
ｆ５＝38.951
Ｄ４５＝12.134
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 236.958
1 60.444 4.029 1.74400 44.8
2 416.721 0.200
3 23.807 7.029 1.49700 81.5
4 -194.883 2.298 1.61340 44.3
5 21.630 3.610
6 -40.930 2.371 1.56732 42.8
7 49.927 3.054
8 79.787 6.709 1.75500 52.3
9 -45.210 0.799
10 ∞ 149.368 （絞りＳ）
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.003
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.314
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.121
条件式（４） νｄｍ＝81.5（第２レンズＬ２）

表３に示す諸元の表から、第３実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図６は、第３実施例に係る結像レンズの諸収差図である。各収差図より、第３実施例に係る結像レンズは、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第４実施例）
第４実施例について、図７〜図８および表４を用いて説明する。図７は、本実施形態の第４実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第４実施例に係る結像レンズＩＬ（４）は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた平凸形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に強い凹面を向けた両凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。絞りＳの像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（４）における最も像側に絞りＳが配置される。

以下の表４に、第４実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表４における面番号１〜１０は、図７における面ｍ１〜ｍ１０と対応している。

（表４）
［全体諸元］
ｆ＝100.000
β＝-0.7倍
ＮＡ＝0.051
Ｙ＝35
ｆ３＝-35.457
ｆ４＝-46.775
ｆ５＝34.397
Ｄ４５＝14.501
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 224.576
1 -96.532 5.114 1.43750 94.7
2 -54.806 1.669
3 38.668 9.600 1.78800 47.4
4 ∞ 1.124
5 -68.623 5.200 1.62588 35.7
6 34.090 3.071
7 -52.240 9.561 1.61340 44.3
8 68.910 4.940 1.75500 52.3
9 -40.684 0.800
10 ∞ 154.958 （絞りＳ）
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.360
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.355
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.145
条件式（４） νｄｍ＝94.7（第１レンズＬ１）

表４に示す諸元の表から、第４実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図８は、第４実施例に係る結像レンズの諸収差図である。各収差図より、第４実施例に係る結像レンズは、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第５実施例）
第５実施例について、図９〜図１０および表５を用いて説明する。図９は、本実施形態の第５実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第５実施例に係る結像レンズＩＬ（５）は、物体側から順に並んだ、像側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に凹面を向けた平凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、平凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および平凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。絞りＳの像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（５）における最も像側に絞りＳが配置される。

以下の表５に、第５実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表５における面番号１〜１０は、図９における面ｍ１〜ｍ１０と対応している。

（表５）
［全体諸元］
ｆ＝100.000
β＝-0.7倍
ＮＡ＝0.051
Ｙ＝35
ｆ３＝-33.270
ｆ４＝-56.649
ｆ５＝54.253
Ｄ４５＝14.114
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 226.538
1 285.530 5.210 1.43750 94.7
2 -63.602 0.521
3 25.043 5.347 1.76200 40.1
4 116.095 0.601
5 ∞ 1.372 1.62588 35.7
6 20.961 4.096
7 -35.690 10.018 1.62588 35.7
8 ∞ 9.193 1.72916 54.7
9 -39.731 1.007
10 ∞ 154.855 （絞りＳ）
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.044
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.333
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.141
条件式（４） νｄｍ＝94.7（第１レンズＬ１）

表５に示す諸元の表から、第５実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図１０は、第５実施例に係る結像レンズの諸収差図である。各収差図より、第５実施例に係る結像レンズは、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第６実施例）
第６実施例について、図１１〜図１２および表６を用いて説明する。図１１は、本実施形態の第６実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第６実施例に係る結像レンズＩＬ（６）は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とから構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、像側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に強い凹面を向けた両凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３とから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。

第２レンズ群Ｇ２の像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（６）における最も像側に絞りＳが配置される。第６実施例に係る結像レンズＩＬ（６）では、結像倍率を−０．５倍から−１．０倍まで変化させる際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１（第３レンズＬ３）と第２レンズ群Ｇ２（第４レンズＬ４）との空気間隔が変化する（大きくなる）ように構成される。

以下の表６に、第６実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表６における面番号１〜１０は、図１１における面ｍ１〜ｍ１０と対応し、表６における群番号Ｇ１〜Ｇ２は、図１１における各レンズ群Ｇ１〜Ｇ２と対応している。

（表６）
［全体諸元］
ｆ＝99.896〜100.198
β＝-0.5倍〜-1.0倍
ＮＡ＝0.042〜0.061
Ｙ＝35
ｆ３＝-31.850
ｆ４＝-30.926
ｆ５＝27.590
Ｄ４５＝16.872
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 D0（可変）
1 161.794 4.419 1.71700 47.9
2 -130.174 0.482
3 23.189 5.945 1.49700 81.5
4 141.595 0.763
5 -257.579 3.374 1.61340 44.3
6 21.369 D6（可変）
7 -42.210 7.713 1.61340 44.3
8 37.216 9.159 1.75500 52.3
9 -42.731 0.844
10 ∞ Bf （絞りＳ）
［可変間隔データ］
β -0.5倍 -0.7倍 -1.0倍
ｆ 99.9 100.0 100.2
D0 286.056 228.831 185.622
D6 3.651 3.977 4.595
Bf 132.531 152.546 182.673
［レンズ群データ］
群番号 初面 焦点距離 レンズ構成長
G1 1 295.3 14.983
G2 7 106.1 17.715
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.121
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.319〜-0.318
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.168〜0.169
条件式（４） νｄｍ＝81.5（第２レンズＬ２）

表６に示す諸元の表から、第６実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図１２（ａ）は、第６実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．５倍の場合における諸収差図である。図１２（ｂ）は、第６実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．７倍の場合における諸収差図である。図１２（ｃ）は、第６実施例に係る結像レンズの結像倍率が−１．０倍の場合における諸収差図である。各収差図より、第６実施例に係る結像レンズは、各結像倍率において、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第７実施例）
第７実施例について、図１３〜図１４および表７を用いて説明する。図１３は、本実施形態の第７実施例に係る結像レンズの構成を示す断面図である。第７実施例に係る結像レンズＩＬ（７）は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とから構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に強い凸面を向けた両凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＬ１から構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第２レンズＬ２から構成される。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凹面を向けた平凹形状で負の屈折力を有する第３レンズＬ３から構成される。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凹形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４および両凸形状で正の屈折力を有する第５レンズＬ５からなる接合レンズＬ４５と、絞り（開口絞り）Ｓとから構成される。

第４レンズ群Ｇ４の像側に像面（図示せず）が形成され、結像レンズＩＬ（７）における最も像側に絞りＳが配置される。第７実施例に係る結像レンズＩＬ（７）では、結像倍率を−０．３３倍から−１．０倍まで変化させる際、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ
２、第３レンズ群Ｇ３、および第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１（第１レンズＬ１）と第２レンズ群Ｇ２（第２レンズＬ２）との空気間隔が変化し（小さくなり）、第２レンズ群Ｇ２（第２レンズＬ２）と第３レンズ群Ｇ３（第３レンズＬ３）との空気間隔が変化し（大きくなり）、第３レンズ群Ｇ３（第３レンズＬ３）と第４レンズ群Ｇ４（第４レンズＬ４）との空気間隔が変化する（大きくなる）ように構成される。

以下の表７に、第７実施例に係る結像レンズの諸元の値を掲げる。なお、表７における面番号１〜１０は、図１３における面ｍ１〜ｍ１０と対応し、表７における群番号Ｇ１〜Ｇ４は、図１３における各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４と対応している。

（表７）
［全体諸元］
ｆ＝100.000〜100.067
β＝-0.33倍〜-1.0倍
ＮＡ＝0.030〜0.056
Ｙ＝35
ｆ３＝-34.151
ｆ４＝-34.198
ｆ５＝29.971
Ｄ４５＝18.414
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
0 D0（可変）
1 114.109 4.163 1.59522 67.7
2 -197.393 D2（可変）
3 25.016 7.446 1.59522 67.7
4 102.403 D4（可変）
5 ∞ 2.642 1.61340 44.3
6 21.061 D6（可変）
7 -51.548 9.607 1.61340 44.3
8 38.230 8.807 1.75500 52.3
9 -50.499 0.801
10 ∞ Bf （絞りＳ）
［可変間隔データ］
β -0.33倍 -0.67倍 -1.0倍
ｆ 100.1 100.0 100.0
D0 389.797 238.883 188.037
D2 1.284 0.399 0.199
D4 0.651 0.703 0.780
D6 2.911 3.791 4.750
Bf 112.023 145.403 178.166
［レンズ群データ］
群番号 初面 焦点距離 レンズ構成長
G1 1 121.7 4.163
G2 3 53.5 7.446
G3 5 -34.2 2.642
G4 7 115.0 19.214
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ４／ｆ５＝-1.141
条件式（２） ｆ３／ｆ＝-0.342〜-0.341
条件式（３） Ｄ４５／ｆ＝0.184〜0.184
条件式（４） νｄｍ＝67.7（第１レンズＬ１、第２レンズＬ２）

表７に示す諸元の表から、第７実施例に係る結像レンズでは、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。

図１４（ａ）は、第７実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．３３倍の場合における諸収差図である。図１４（ｂ）は、第７実施例に係る結像レンズの結像倍率が−０．６７倍の場合における諸収差図である。図１４（ｃ）は、第７実施例に係る結像レンズの結像倍率が−１．０倍の場合における諸収差図である。各収差図より、第７実施例に係る結像レンズは、各結像倍率において、像の中心から周辺にかけて諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

上記各実施例によれば、レンズの枚数を抑えつつ、像の中心から周辺までの解像力の差が極めて小さく、ビハインド絞りを採用しながら、歪曲収差と倍率色収差が良好に補正された、高い光学性能を有した結像レンズを実現することができる。

ここで、上記各実施例は本実施形態の一具体例を示しているものであり、本実施形態はこれらに限定されるものではない。

なお、以下の内容は、本実施形態の結像レンズの光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

本実施形態の結像レンズにおいて、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等を用いた）モータ駆動にも適している。

レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。

レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。

開口絞りは、最も像側に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。

各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

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
Ｓ 絞り

Claims (7)

1. 物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズと、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズと、絞りとを有し、
   前記第２レンズと前記第３レンズとが接合レンズであるか、もしくは、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合レンズであり、
   以下の条件式を満足する結像レンズ。
   −２．００＜ｆ４／ｆ５＜−０．７０
   但し、ｆ４：前記第４レンズの焦点距離、
   ｆ５：前記第５レンズの焦点距離。
2. 以下の条件式を満足する請求項１に記載の結像レンズ。
   −０．５０＜ｆ３／ｆ＜−０．２０
   但し、ｆ３：前記第３レンズの焦点距離、
   ｆ：前記結像レンズの焦点距離。
3. 以下の条件式を満足する請求項１もしくは２に記載の結像レンズ。
   ０．０８＜Ｄ４５／ｆ＜０．２９
   但し、Ｄ４５：前記第４レンズの物体側のレンズ面から前記第５レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離、
   ｆ：前記結像レンズの焦点距離。
4. 前記第１レンズ、前記第２レンズ、および前記第５レンズのうち少なくとも一つに、以下の条件式を満足する光学材料が用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の結像レンズ。
   ６０＜νｄｍ
   但し、νｄｍ：前記光学材料のアッベ数。
5. 結像倍率を変化させる際、少なくとも前記第３レンズと前記第４レンズとの空気間隔が変化するように、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズが光軸に沿って移動する請求項１〜４のいずれかに記載の結像レンズ。
6. 物体の像を所定の位置に結像させる請求項１〜５のいずれかに記載の結像レンズを備えて構成される光学機器。
7. 板状部材を製作する製作工程と、
   請求項６に記載の光学機器を用いて前記板状部材を検査する検査工程と、
   前記検査工程で良品と判定された前記板状部材を選別する工程とを有する板状部材の製造方法。

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