JP5279532B2 - 結像光学系および検査装置 - Google Patents
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Description
本発明は、物体の像を形成する結像光学系および検査装置に関し、特に、有限距離に配置された物体に対して好適な結像光学系および検査装置に関する。
ＦＰＤ（FlatPanelDisplay）などの外観を検査する検査装置に用いられる結像光学系において、被検物の高精細化やＣＣＤカメラのピッチの高精細化に伴い、高度な収差補正、例えば高度な色収差補正がなされた、高い解像力を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来の結像光学系では、一般的に像の中心から周辺にいくほどメリジオナル像面におけるコマフレアーの補正が困難となるため、像の周辺での解像力が劣化してしまうという問題があった。また、特許文献１の結像光学系では、コマフレアーが大きく、高精細な画素ピッチのＣＣＤを用いる場合に十分な解像力が得られず、また、可視領域における軸上色収差も大きかった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、可視領域において、像の中心から周辺までの諸収差が良好に補正され、像全域で均一で高い解像力を有する結像光学系および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、本発明を例示する第１形態の結像光学系は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、前記前群は、物体側より順に並んだ、接合レンズからなる正の屈折力を有する第１レンズ群と、接合レンズからなる負の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、前記後群は、物体側より順に並んだ、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズからなる正又は負の屈折力を有する第３レンズ群と、接合レンズからなる負の屈折力を有する第４レンズ群と、１枚の凸レンズ又は接合レンズからなる正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、前記第３レンズ群のｅ線（波長546.07nm）における焦点距離をｆＧ３とし、結像光学系全系のｅ線における焦点距離をｆとし、前記第３レンズ群を構成する前記両凹レンズのアッベ数をνＮとし、前記第３レンズ群を構成する前記両凸レンズのアッベ数をνＰとしたとき、次式｜ｆＧ３／ｆ｜＞８．０及び（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＞０．１２の条件を満足する。
また、前記第１レンズ群のｅ線における焦点距離をｆＧ１とし、前記第２レンズ群のｅ線における焦点距離をｆＧ２としたとき、次式−０．６５＜ｆＧ１／ｆＧ２＜−０．２５の条件を満足することが好ましい。
また、前記前群のｅ線における焦点距離をｆＧＦとし、前記後群のｅ線における焦点距離をｆＧＲとしたとき、次式０．８＜ｆＧＦ／ｆＧＲ＜１．２の条件を満足することが好ましい。
本発明の第２形態では、第１形態の結像光学系を備えていることを特徴とする検査装置を提供する。
本発明によれば、可視領域において、（球面収差、軸上色収差、倍率色収差などの）諸収差が良好に補正され、さらに像の周辺まで口径蝕がほぼ０％であり、像の中心から周辺まで均一で高い解像力を有する結像光学系および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、図面を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る結像光学系は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する後群ＧＲとを有する。前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを有する。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる正又は負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。
このように本実施形態に係る結像光学系は、基本構成として開口絞りＳＰに対してほぼ対称的にレンズを配置した、いわゆるガウス型の光学系に、収差を良好に補正できるように構成したレンズ群を開口絞りＳＰの近傍に配置することにより、色収差を十分に補正することができるとともに、像の中心から周辺まで諸収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態においては、第３レンズ群Ｇ３を、物体側から順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズで構成することにより、開口絞りＳＰを通過した光線を第３レンズ群Ｇ３になめらかに入射させ、なめらかに射出させることができる。このように第３レンズ群Ｇ３をアプラナチックな構成としたため、球面収差及びコマ収差の発生を抑制することができる。また、メリジオナル像面湾曲の高次収差を抑制する働きがあり、これにより後述する条件式（１）の効果を最大に発揮することが可能となる。
本実施形態においては、上記構成の基で、第３レンズ群Ｇ３のｅ線（波長546.07nm）における焦点距離をｆＧ３とし、結像光学系全系のｅ線における焦点距離をｆとしたとき、次式（１）の条件を満足する。
｜ｆＧ３／ｆ｜＞８．０ …（１）
上記条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆＧ３の適切な範囲を示すものである。この条件式（１）は、球面収差と軸上色収差を同時に良好に補正するための重要な条件である。この条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎて、球面収差の補正が困難となる。さらに、条件式（１）の下限値を下回ると、結像光学系全体を光軸に沿ってフォーカシングする場合、球面収差の変動量が大きくなり、像周辺での解像力が低下する。
なお、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１０．０にすることが好ましい。
また、本実施形態においては、第３レンズ群Ｇ３内の接合レンズを構成する両凹レンズＬ３１のアッベ数をνNとし、第３レンズ群Ｇ３内の接合レンズを構成する両凸レンズＬ３２のアッベ数をνPとすると、次式（２）の条件を満足することが好ましい。
（νP−νN）／（νP＋νN）＞０．１２ …（２）
上記条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凹レンズＬ３１のアッベ数νＮと、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズＬ３２のアッベ数νＰの適切な範囲を示すものであり、これを満足することで十分な軸上色収差の補正が可能となる。上記条件式（２）において、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凸レンズＬ３２は、第３レンズ群Ｇ３を構成する両凹レンズＬ３１より高いアッベ数を有しており、このようなレンズＬ３１，３２のアッベ数が上記条件式（２）を満足すると、第３レンズ群Ｇ３においては軸上色収差を良好に補正することができ、結像光学系全体としても軸上色収差を良好に補正することが可能となる。なお、この条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３における色収差、特に軸上色収差の補正が十分でなくなり、結像光学系全体としても軸上色収差を良好に補正することができなくなる。
なお、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０．１６にすることが好ましい。
また、本実施形態においては、第１レンズ群Ｇ１のｅ線における焦点距離をｆＧ１とし、第２レンズ群Ｇ２のｅ線における焦点距離をｆＧ２としたとき、次式（３）の条件を満足することが好ましい。
−０．６５＜ｆＧ１／ｆＧ２＜−０．２５ …（３）
上記条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１のｅ線における焦点距離ｆＧ１と、第２レンズ群Ｇ２のｅ線における焦点距離ｆＧ２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、非点収差の補正が困難となる。さらに、結像光学系全体としてのペッツバール和がマイナス方向に大きくなり、その結果、像面湾曲の補正も困難となる。一方、この条件式（３）の上限値を上回ると、非点収差の補正が困難となる。さらに、結像光学系全体としてのペッツバール和がプラス方向に大きくなり、その結果、像面湾曲の補正も困難となる。
なお、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−０．５５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に、上限値を−０．３５にすることが好ましい。
また、本実施形態においては、前群ＧＦのｅ線における焦点距離をｆＧＦとし、後群ＧＲのｅ線における焦点距離をｆＧＲとしたとき、次式（４）の条件を満足することが好ましい。
０．８＜ｆＧＦ／ｆＧＲ＜１．２ …（４）
上記条件式（４）は、前群ＧＦのｅ線における焦点距離ｆＧＦと、後群ＧＲのｅ線における焦点距離ｆＧＲ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、歪曲収差がプラス方向に大きくなり、補正が困難となる。さらに、倍率色収差の補正も困難となる。一方、この条件式（４）の上限値を上回ると、歪曲収差がマイナス方向に大きくなり、補正が困難となる。さらに、倍率色収差の補正も困難となる。
なお、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０．８２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、上限値を０．９６にすることが好ましい。
図９に、本実施形態の結像光学系を備えた検査装置の概略構成図を示す。図中、１０１は結像光学系、１０２は撮像素子、１０３は表示部、１０４は制御部、１０５はステージ駆動部、１０６はステージ、１０７は被検物（例えば、ＦＰＤ）である。本実施形態の結像光学系は、このような検査装置に対しても適用可能である。その結果、像の中心から周辺までの諸収差が良好に補正され、像全域で均一で高い解像力を有する検査装置を提供することができる。
なお、本実施形態に係る発明を分かりやすくするために、上記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３、図５及び図７は、各実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。各実施例に係る結像光学系は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する後群ＧＲとを有する。前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを有する。また、後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる正又は負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。このように各実施例に係る結像光学系は、いわゆるガウス型光学系の絞り近傍に収差補正に効果的なレンズ群を配置した構成となっている。
以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１〜第４実施例における各諸元の表である。［全体諸元］において、ｆは結像光学系全系のｅ線における焦点距離、βは結像光学系のｅ線における倍率、ＮＡはｅ線における物体側の開口数、Ｙは像高、ＴＬは結像光学系の全長（レンズ第１面から像面までの距離）、共役長は物体面から像面までの距離を示す。［レンズデータ］において、面番号は物体側からのレンズ面の順序（第０面は物体面に対応）、ｒは各面番号に対応する曲率半径、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対応）、ｎｅは各面番号に対応するｅ線の屈折率、νｄは各面番号に対応する硝材のｄ線（波長587.6nm）を基準とするアッベ数を示す。なお、曲率半径ｒの「∞」は平面又は開口を示している。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。［条件式及びこれに係る対応値］において、上記の条件式（１）〜（４）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、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例に係る結像光学系について、図１、図２及び表１を用いて説明する。図１に示すように、第１実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、両凹レンズＬ４１と両凸レンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下、表１に第１実施例における各諸元の表を示す（なお、表１に示す面番号１〜１６は、図１に示す面１〜１６と対応している）。
第１実施例に係る結像光学系について、図１、図２及び表１を用いて説明する。図１に示すように、第１実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、両凹レンズＬ４１と両凸レンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下、表１に第１実施例における各諸元の表を示す（なお、表１に示す面番号１〜１６は、図１に示す面１〜１６と対応している）。
（表１）
［全体諸元］
ｆ＝124.61
β＝-0.3
ＮＡ＝0.024
Ｙ＝31
ＴＬ＝197.22
共役長＝682.77
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 485.5498
１ 77.1211 3.6 1.51872 64.1
２ 32.6310 9.3 1.59527 67.9
３ 462.4085 0.6
４ 37.7117 9.7 1.49926 82.5
５ ∞ 6.8 1.51977 52.3
６ 27.1659 7.5
７ ∞ 8.7 （開口絞りＳＰ）
８ -44.7147 1.8 1.52032 58.9
９ 58.8460 7.9 1.49926 82.5
10 -42.2147 6.2
11 -27.4578 4.2 1.61593 44.5
12 495.4160 9.5 1.76651 40.1
13 -43.3809 0.2
14 -477.8858 9.2 1.59527 67.9
15 -36.8730 2.4 1.57829 41.5
16 -91.8246
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1354.75
ｆ＝124.61
νＮ＝58.9
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝127.62
ｆＧ２＝-320.30
ｆＧＦ＝151.90
ｆＧＲ＝159.62
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝10.87
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.167
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.397
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.95
［全体諸元］
ｆ＝124.61
β＝-0.3
ＮＡ＝0.024
Ｙ＝31
ＴＬ＝197.22
共役長＝682.77
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 485.5498
１ 77.1211 3.6 1.51872 64.1
２ 32.6310 9.3 1.59527 67.9
３ 462.4085 0.6
４ 37.7117 9.7 1.49926 82.5
５ ∞ 6.8 1.51977 52.3
６ 27.1659 7.5
７ ∞ 8.7 （開口絞りＳＰ）
８ -44.7147 1.8 1.52032 58.9
９ 58.8460 7.9 1.49926 82.5
10 -42.2147 6.2
11 -27.4578 4.2 1.61593 44.5
12 495.4160 9.5 1.76651 40.1
13 -43.3809 0.2
14 -477.8858 9.2 1.59527 67.9
15 -36.8730 2.4 1.57829 41.5
16 -91.8246
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1354.75
ｆ＝124.61
νＮ＝58.9
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝127.62
ｆＧ２＝-320.30
ｆＧＦ＝151.90
ｆＧＲ＝159.62
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝10.87
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.167
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.397
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.95
表１に示す諸元の表から、第１実施例に係る結像光学系では、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図２は、第１実施例に係る結像光学系の諸収差図（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、最大開口数は０．０２４、最大像高は３１ｍｍで出力している。また、ｅはｅ線（波長546.07nm）、ｇはｇ線（波長435.83nm）、ＣはＣ線（波長656.27nm）、ＦはＦ線（波長486.13nm）に対する諸収差を示す。また、非点収差図及び歪曲収差図においてＹは像高の最大値、コマ収差図においてＹは各像高の値を示す。また、非点収差図において、点線はメリジオナル像面、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実施例に係る結像光学系は、像の周辺まで口径蝕がほぼ０％であるにも関わらず、像全域で諸収差が良好に補正されており、像全域において均一で高い解像力を有していることが分かる。
（第２実施例）
第２実施例に係る結像光学系について、図３、図４及び表２を用いて説明する。図３に示すように、第２実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる第５レンズＧ５からなる。以下の表２に第２実施例における各諸元の表を示す（なお、表２に示す面番号１〜１５は、図３に示す面１〜１５と対応している）。
第２実施例に係る結像光学系について、図３、図４及び表２を用いて説明する。図３に示すように、第２実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる第５レンズＧ５からなる。以下の表２に第２実施例における各諸元の表を示す（なお、表２に示す面番号１〜１５は、図３に示す面１〜１５と対応している）。
（表２）
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.35
ＮＡ＝0.028
Ｙ＝31
ＴＬ＝203.32
共役長＝628.00
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 425.6810
１ 87.3154 2.3 1.61593 44.5
２ 34.2219 8.7 1.74795 44.8
３ 415.5027 0.3
４ 44.3385 8.4 1.49926 82.5
５ ∞ 7.0 1.57048 42.7
６ 33.0505 10.2
７ ∞ 10.0 （開口絞りＳＰ）
８ -34.5183 3.2 1.57048 42.7
９ 84.9214 7.9 1.49926 82.5
10 -33.3087 5.7
11 -28.5956 2.2 1.57048 42.7
12 -634.2858 9.7 1.70042 48.5
13 -50.3268 0.4
14 -378.4416 6.5 1.76651 40.1
15 -74.0225
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝-1899.81
ｆ＝125.00
νＮ＝42.7
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝108.83
ｆＧ２＝-247.20
ｆＧＦ＝142.67
ｆＧＲ＝171.88
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝15.19
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.318
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.440
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.83
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.35
ＮＡ＝0.028
Ｙ＝31
ＴＬ＝203.32
共役長＝628.00
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 425.6810
１ 87.3154 2.3 1.61593 44.5
２ 34.2219 8.7 1.74795 44.8
３ 415.5027 0.3
４ 44.3385 8.4 1.49926 82.5
５ ∞ 7.0 1.57048 42.7
６ 33.0505 10.2
７ ∞ 10.0 （開口絞りＳＰ）
８ -34.5183 3.2 1.57048 42.7
９ 84.9214 7.9 1.49926 82.5
10 -33.3087 5.7
11 -28.5956 2.2 1.57048 42.7
12 -634.2858 9.7 1.70042 48.5
13 -50.3268 0.4
14 -378.4416 6.5 1.76651 40.1
15 -74.0225
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝-1899.81
ｆ＝125.00
νＮ＝42.7
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝108.83
ｆＧ２＝-247.20
ｆＧＦ＝142.67
ｆＧＲ＝171.88
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝15.19
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.318
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.440
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.83
表２に示す諸元の表から、第２実施例に係る結像光学系では、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図４は、第２実施例に係る結像光学系の諸収差図（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、最大開口数は０．０２８、最大像高は３１ｍｍで出力している。
各収差図から明らかなように、第２実施例に係る結像光学系は、像の周辺まで口径蝕がほぼ０％であるにも関わらず、像全域で諸収差が良好に補正されており、像全域において均一で高い解像力を有していることが分かる。
（第３実施例）
第３実施例に係る結像光学系について、図５、図６及び表３を用いて説明する。図５に示すように、第３実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下の表３に第３実施例における各諸元の表を示す（なお、表３に示す面番号１〜１７は、図５に示す面１〜１７と対応している）。
第３実施例に係る結像光学系について、図５、図６及び表３を用いて説明する。図５に示すように、第３実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下の表３に第３実施例における各諸元の表を示す（なお、表３に示す面番号１〜１７は、図５に示す面１〜１７と対応している）。
（表３）
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.375
ＮＡ＝0.029
Ｙ＝31
ＴＬ＝205.01
共役長＝610.99
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 405.9776
１ 71.5000 2.0 1.51872 64.1
２ 32.5000 9.0 1.59527 67.9
３ 415.0000 0.2
４ 39.7713 8.3 1.49926 82.5
５ 108.3958 2.4 1.51977 52.3
６ 25.0000 5.2 1.54212 59.5
７ 27.9949 10.5
８ ∞ 4.8 （開口絞りＳＰ）
９ -42.9719 1.8 1.51977 52.3
10 63.8145 6.7 1.49926 82.5
11 -40.4918 8.3
12 -26.9900 5.9 1.61593 44.5
13 -889.5057 8.8 1.76651 40.1
14 -43.3377 0.2
15 -351.5489 7.8 1.59527 67.9
16 -37.5779 2.3 1.57048 42.7
17 -87.4685
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1299.73
ｆ＝125.00
νＮ＝52.3
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝121.29
ｆＧ２＝-312.28
ｆＧＦ＝145.76
ｆＧＲ＝171.75
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝10.40
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.224
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.388
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.85
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.375
ＮＡ＝0.029
Ｙ＝31
ＴＬ＝205.01
共役長＝610.99
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 405.9776
１ 71.5000 2.0 1.51872 64.1
２ 32.5000 9.0 1.59527 67.9
３ 415.0000 0.2
４ 39.7713 8.3 1.49926 82.5
５ 108.3958 2.4 1.51977 52.3
６ 25.0000 5.2 1.54212 59.5
７ 27.9949 10.5
８ ∞ 4.8 （開口絞りＳＰ）
９ -42.9719 1.8 1.51977 52.3
10 63.8145 6.7 1.49926 82.5
11 -40.4918 8.3
12 -26.9900 5.9 1.61593 44.5
13 -889.5057 8.8 1.76651 40.1
14 -43.3377 0.2
15 -351.5489 7.8 1.59527 67.9
16 -37.5779 2.3 1.57048 42.7
17 -87.4685
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1299.73
ｆ＝125.00
νＮ＝52.3
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝121.29
ｆＧ２＝-312.28
ｆＧＦ＝145.76
ｆＧＲ＝171.75
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝10.40
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.224
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.388
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.85
表３に示す諸元の表から、第３実施例に係る結像光学系では、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図６は、第３実施例に係る結像光学系の諸収差図（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、最大開口数は０．０２９、最大像高は３１ｍｍで出力している。
図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る結像光学系は、像の周辺まで口径蝕がほぼ０％であるにも関わらず、像全域で諸収差が良好に補正されており、像全域において均一で高い解像力を有していることが分かる。
（第４実施例）
第４実施例に係る結像光学系について、図７、図８及び表４を用いて説明する。図７に示すように、第４実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と物体側に凹面を向けた平凹レンズＬ４２と像側に凸面を向けた平凸レンズＬ４３との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下の表４に第４実施例における各諸元の表を示す（なお、表４に示す面番号１〜１７は、図７に示す面１〜１７と対応している）。
第４実施例に係る結像光学系について、図７、図８及び表４を用いて説明する。図７に示すように、第４実施例に係る結像光学系において、前群ＧＦは、物体側より順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ２１と像側に凹面を向けた平凹レンズＬ２２との接合レンズからなる第２レンズ群Ｇ２からなる。後群ＧＲは、物体側より順に並んだ、両凹レンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と物体側に凹面を向けた平凹レンズＬ４２と像側に凸面を向けた平凸レンズＬ４３との接合レンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる第５レンズＧ５からなる。以下の表４に第４実施例における各諸元の表を示す（なお、表４に示す面番号１〜１７は、図７に示す面１〜１７と対応している）。
（表４）
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.275
ＮＡ＝0.022
Ｙ＝31
ＴＬ＝197.08
共役長＝722.54
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 525.4589
１ 74.9608 2.2 1.61593 44.5
２ 34.0369 9.2 1.72391 43.7
３ 413.8448 0.2
４ 40.3603 9.5 1.49926 82.5
５ ∞ 4.0 1.57048 42.7
６ 28.9506 11.0
７ ∞ 4.8 （開口絞りＳＰ）
８ -52.7847 6.1 1.57048 42.7
９ 62.5336 6.0 1.49926 82.5
10 -43.1493 5.0
11 -29.0843 5.4 1.54212 59.5
12 -21.7500 2.3 1.53430 48.9
13 ∞ 8.2 1.59527 67.9
14 -48.4768 0.2
15 -415.0000 6.9 1.76651 40.1
16 -46.7782 2.4 1.51977 52.3
17 -137.5965
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1620.12
ｆ＝125.00
νＮ＝42.7
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝102.77
ｆＧ２＝-193.43
ｆＧＦ＝150.49
ｆＧＲ＝167.12
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝12.96
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.318
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.531
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.90
［全体諸元］
ｆ＝125.00
β＝-0.275
ＮＡ＝0.022
Ｙ＝31
ＴＬ＝197.08
共役長＝722.54
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｄ
０ 525.4589
１ 74.9608 2.2 1.61593 44.5
２ 34.0369 9.2 1.72391 43.7
３ 413.8448 0.2
４ 40.3603 9.5 1.49926 82.5
５ ∞ 4.0 1.57048 42.7
６ 28.9506 11.0
７ ∞ 4.8 （開口絞りＳＰ）
８ -52.7847 6.1 1.57048 42.7
９ 62.5336 6.0 1.49926 82.5
10 -43.1493 5.0
11 -29.0843 5.4 1.54212 59.5
12 -21.7500 2.3 1.53430 48.9
13 ∞ 8.2 1.59527 67.9
14 -48.4768 0.2
15 -415.0000 6.9 1.76651 40.1
16 -46.7782 2.4 1.51977 52.3
17 -137.5965
［条件式及びこれに係る対応値］
ｆＧ３＝1620.12
ｆ＝125.00
νＮ＝42.7
νＰ＝82.5
ｆＧ１＝102.77
ｆＧ２＝-193.43
ｆＧＦ＝150.49
ｆＧＲ＝167.12
条件式（１）｜ｆＧ３／ｆ｜＝12.96
条件式（２）（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＝0.318
条件式（３）ｆＧ１／ｆＧ２＝-0.531
条件式（４）ｆＧＦ／ｆＧＲ＝0.90
表４に示す諸元の表から、第４実施例に係る結像光学系では、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図８は、第４実施例に係る結像光学系の諸収差図（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、最大開口数は０．０２２、最大像高は３１ｍｍで出力している。
図８に示す各収差図から明らかなように、第４実施例に係る結像光学系は、像の周辺まで口径蝕がほぼ０％であるにも関わらず、像全域で諸収差が良好に補正されており、像全域において均一で高い解像力を有していることが分かる。
ＧＦ 前群
ＧＲ 後群
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｌ レンズ
Ｉ 像面
ＧＲ 後群
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｌ レンズ
Ｉ 像面
Claims (4)
- 物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
前記前群は、物体側より順に並んだ、接合レンズからなる正の屈折力を有する第１レンズ群と、接合レンズからなる負の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
前記後群は、物体側より順に並んだ、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズからなる正又は負の屈折力を有する第３レンズ群と、接合レンズからなる負の屈折力を有する第４レンズ群と、１枚の凸レンズ又は接合レンズからなる正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群のｅ線（波長546.07nm）における焦点距離をｆＧ３とし、結像光学系全系のｅ線における焦点距離をｆとし、前記第３レンズ群を構成する前記両凹レンズのアッベ数をνＮとし、前記第３レンズ群を構成する前記両凸レンズのアッベ数をνＰとしたとき、次式
｜ｆＧ３／ｆ｜＞８．０
（νＰ−νＮ）／（νＰ＋νＮ）＞０．１２
の条件を満足することを特徴とする結像光学系。 - 前記第１レンズ群のｅ線における焦点距離をｆＧ１とし、前記第２レンズ群のｅ線における焦点距離をｆＧ２としたとき、次式
−０．６５＜ｆＧ１／ｆＧ２＜−０．２５
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。 - 前記前群のｅ線における焦点距離をｆＧＦとし、前記後群のｅ線における焦点距離をｆＧＲとしたとき、次式
０．８＜ｆＧＦ／ｆＧＲ＜１．２
の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の結像光学系を備えていることを特徴とする検査装置。
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| JP2004133157A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Nikon Corp | 結像光学系 |
| JP4921045B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2012-04-18 | キヤノン株式会社 | 光学系及びそれを有する光学機器 |
-
2009
- 2009-01-29 JP JP2009017938A patent/JP5279532B2/ja active Active
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|---|---|---|---|---|
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| US11136443B2 (en) | 2013-03-15 | 2021-10-05 | Arkema France | Thermoplastic composite |
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