JPH08179199A - 紫外線用コリメートレンズ - Google Patents
紫外線用コリメートレンズInfo
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- JPH08179199A JPH08179199A JP32103194A JP32103194A JPH08179199A JP H08179199 A JPH08179199 A JP H08179199A JP 32103194 A JP32103194 A JP 32103194A JP 32103194 A JP32103194 A JP 32103194A JP H08179199 A JPH08179199 A JP H08179199A
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- lens
- lens group
- positive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い屈折率の材料を用いても、像面湾曲が少
なく、回折限界の性能を持つエリアが広く、残存収差量
の測定を行いやすい紫外線用レンズを提供すること。 【構成】 平行光束を結像させる使用態様において、光
束が入射する前側から、負の第１レンズ群、正の第２レ
ンズ群、及び負の第３レンズ群より構成され、第１レン
ズ群は、最も前側のレンズ面が凹面であり、第２レンズ
群は、２枚以上の正レンズからなり、第３レンズ群は、
最も前側のレンズ面が凹面であり、かつ、第２レンズ群
は、該上記第２−ｎ正レンズのシェーピングファクター
をＳ2-nとしたとき、（１）Ｓ2-n ＞Ｓ2-(n+1)（ｎ＝１
〜（第２レンズ群の正レンズの枚数−１））を満足する
紫外線用レンズ。但し、 Ｓ2-n ：＝（ｒａ2-n ＋ｒｂ2-n ）／（ｒａ2-n −ｒｂ
2-n ） ｒａ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの前側の面の曲率半
径、 ｒｂ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの後側の面の曲率半
径。
なく、回折限界の性能を持つエリアが広く、残存収差量
の測定を行いやすい紫外線用レンズを提供すること。 【構成】 平行光束を結像させる使用態様において、光
束が入射する前側から、負の第１レンズ群、正の第２レ
ンズ群、及び負の第３レンズ群より構成され、第１レン
ズ群は、最も前側のレンズ面が凹面であり、第２レンズ
群は、２枚以上の正レンズからなり、第３レンズ群は、
最も前側のレンズ面が凹面であり、かつ、第２レンズ群
は、該上記第２−ｎ正レンズのシェーピングファクター
をＳ2-nとしたとき、（１）Ｓ2-n ＞Ｓ2-(n+1)（ｎ＝１
〜（第２レンズ群の正レンズの枚数−１））を満足する
紫外線用レンズ。但し、 Ｓ2-n ：＝（ｒａ2-n ＋ｒｂ2-n ）／（ｒａ2-n −ｒｂ
2-n ） ｒａ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの前側の面の曲率半
径、 ｒｂ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの後側の面の曲率半
径。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、紫外線を光源とするレンズに関
し、特に波長３５０ｎｍ以下の光源の光束を平行光束と
するのに適した紫外線用コリメートレンズ系に関する。
し、特に波長３５０ｎｍ以下の光源の光束を平行光束と
するのに適した紫外線用コリメートレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】光リソグラフィーのよう
な微細パターンを形成するためのレンズ、例えば、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の集積回路の微細パターンを縮小投影する
レンズでは、解像できる最小点像の大きさが波長に比例
するために、短波長の光源を使って結像光学系を作るこ
とが望まれている。紫外線を用いた結像光学系は、本来
回折限界の像形成を目的としているために、光学系の残
存収差量は、波長に比例して少なくならなければならな
い。
な微細パターンを形成するためのレンズ、例えば、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の集積回路の微細パターンを縮小投影する
レンズでは、解像できる最小点像の大きさが波長に比例
するために、短波長の光源を使って結像光学系を作るこ
とが望まれている。紫外線を用いた結像光学系は、本来
回折限界の像形成を目的としているために、光学系の残
存収差量は、波長に比例して少なくならなければならな
い。
【０００３】収差のうち、特に像面湾曲を抑えるために
は、ペッツバール和を可及的にゼロにすることが不可欠
である。ペッツバール和Ｐは、レンズの各面のパワーを
φ、屈折率をｎとして、Ｐ＝Σφ／ｎの関係があり、こ
のため、可視光のレンズの設計では、各種の屈折率の硝
材を組み合わせて像面湾曲を補正している。しかし、紫
外線用レンズでは、使用できる材料が事実上石英ガラス
に限られるため、異なる屈折率のレンズを組み合わせて
ペッツバール和を小さくするという可視光用のレンズ設
計の手法を適用することはできない。すなわち、光学ガ
ラスには、紫外域に入ると透過率が急激に低下する性質
があり、さらに高屈折率の硝材程、透過率が低くなる傾
向がある。そして３００ｎｍ前後より短波長では、使用
できる材料は石英ガラス（ＳｉＯ2 ）と蛍石（ＣａＦ
2 ）に限られてしまう。蛍石は柔らかく加工しにくいた
め、実用的には、石英のみが有効に利用できる光学材料
である。
は、ペッツバール和を可及的にゼロにすることが不可欠
である。ペッツバール和Ｐは、レンズの各面のパワーを
φ、屈折率をｎとして、Ｐ＝Σφ／ｎの関係があり、こ
のため、可視光のレンズの設計では、各種の屈折率の硝
材を組み合わせて像面湾曲を補正している。しかし、紫
外線用レンズでは、使用できる材料が事実上石英ガラス
に限られるため、異なる屈折率のレンズを組み合わせて
ペッツバール和を小さくするという可視光用のレンズ設
計の手法を適用することはできない。すなわち、光学ガ
ラスには、紫外域に入ると透過率が急激に低下する性質
があり、さらに高屈折率の硝材程、透過率が低くなる傾
向がある。そして３００ｎｍ前後より短波長では、使用
できる材料は石英ガラス（ＳｉＯ2 ）と蛍石（ＣａＦ
2 ）に限られてしまう。蛍石は柔らかく加工しにくいた
め、実用的には、石英のみが有効に利用できる光学材料
である。
【０００４】紫外線用レンズは、このように使用可能材
料が実質的に石英に限られることから、通常の屈折率の
異なる材料を組み合わせることによる収差補正ができ
ず、ペッツバール和を小さくすることが基本的に困難で
ある。
料が実質的に石英に限られることから、通常の屈折率の
異なる材料を組み合わせることによる収差補正ができ
ず、ペッツバール和を小さくすることが基本的に困難で
ある。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、このように使用可能材料が実
質的に石英に限られる紫外線用レンズにおいて、像面湾
曲が少なく、回折限界の性能を持つエリアが広く、残留
収差量の測定を行いやすい紫外線用コリメートレンズを
得ることを目的とする。また、本発明は、比較的低倍
率、例えば１／２０ｘより小さい縮小倍率で用いるのに
適した小ＮＡで広いイメージサークルの紫外線用コリメ
ートレンズを目的とする。
質的に石英に限られる紫外線用レンズにおいて、像面湾
曲が少なく、回折限界の性能を持つエリアが広く、残留
収差量の測定を行いやすい紫外線用コリメートレンズを
得ることを目的とする。また、本発明は、比較的低倍
率、例えば１／２０ｘより小さい縮小倍率で用いるのに
適した小ＮＡで広いイメージサークルの紫外線用コリメ
ートレンズを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】本発明の紫外線用コリメートレンズは、
平行光束を結像させる使用態様において、光束が入射す
る前側から、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、及
び負の第３レンズ群より構成され、第１レンズ群は、最
も前側のレンズ面が凹面であり、第２レンズ群は、２枚
以上の正レンズからなり、第３レンズ群は、最も前側の
レンズ面が凹面であり、かつ、第２レンズ群は、該上記
第２−ｎ正レンズのシェーピングファクターをＳ2-n と
したとき、次の条件式（１）を満足することを特徴とし
ている。 （１）Ｓ2-n ＞Ｓ2-(n+1) （ｎ＝１〜（第２レンズ群の正レンズの枚数−１）） 但し、 Ｓ2-n ：＝（ｒａ2-n ＋ｒｂ2-n ）／（ｒａ2-n −ｒｂ
2-n ） ｒａ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの前側の面の曲率半
径、 ｒｂ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの後側の面の曲率半
径、 である。条件式（１）は、シェーピングファクターが前
側のレンズから後側のレンズに向けて単調に減少するこ
とを示している。この構成によると、主に球面収差と像
面湾曲を補正することができる。
平行光束を結像させる使用態様において、光束が入射す
る前側から、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、及
び負の第３レンズ群より構成され、第１レンズ群は、最
も前側のレンズ面が凹面であり、第２レンズ群は、２枚
以上の正レンズからなり、第３レンズ群は、最も前側の
レンズ面が凹面であり、かつ、第２レンズ群は、該上記
第２−ｎ正レンズのシェーピングファクターをＳ2-n と
したとき、次の条件式（１）を満足することを特徴とし
ている。 （１）Ｓ2-n ＞Ｓ2-(n+1) （ｎ＝１〜（第２レンズ群の正レンズの枚数−１）） 但し、 Ｓ2-n ：＝（ｒａ2-n ＋ｒｂ2-n ）／（ｒａ2-n −ｒｂ
2-n ） ｒａ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの前側の面の曲率半
径、 ｒｂ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの後側の面の曲率半
径、 である。条件式（１）は、シェーピングファクターが前
側のレンズから後側のレンズに向けて単調に減少するこ
とを示している。この構成によると、主に球面収差と像
面湾曲を補正することができる。
【０００７】本発明の紫外線レンズは、像面湾曲をさら
に良好に補正するため、次の条件式（２）を満足するこ
とが好ましい。 （２）０．７０＜ｅ23／ｆ 但し、 ｆ：全系の焦点距離、 ｅ23：第２レンズ群の後側主点と第３レンズ群の前側主
点の間隔、 である。
に良好に補正するため、次の条件式（２）を満足するこ
とが好ましい。 （２）０．７０＜ｅ23／ｆ 但し、 ｆ：全系の焦点距離、 ｅ23：第２レンズ群の後側主点と第３レンズ群の前側主
点の間隔、 である。
【０００８】本発明の紫外線用コリメートレンズは、球
面収差をさらに良好に補正し、かつレンズの大型化を防
ぐため、次の条件式（３）を満足することが好ましい。 （３）ｅ23／ｆ＜１．５０
面収差をさらに良好に補正し、かつレンズの大型化を防
ぐため、次の条件式（３）を満足することが好ましい。 （３）ｅ23／ｆ＜１．５０
【０００９】第３レンズ群は、主に非点隔差を補正する
ために、前側に凹面を向けたメニスカスレンズを含むこ
とが好ましい。より好ましくは、第３レンズ群は、前側
に凹面を向けたメニスカス負レンズと、前側に凸面を向
けたメニスカスレンズとから構成すると、より効果的に
非点隔差を補正することができる。紫外線用レンズで必
要な透過率を保ち、高精度な研磨面を作るため、全ての
レンズ材料は石英とするのが実際的である。
ために、前側に凹面を向けたメニスカスレンズを含むこ
とが好ましい。より好ましくは、第３レンズ群は、前側
に凹面を向けたメニスカス負レンズと、前側に凸面を向
けたメニスカスレンズとから構成すると、より効果的に
非点隔差を補正することができる。紫外線用レンズで必
要な透過率を保ち、高精度な研磨面を作るため、全ての
レンズ材料は石英とするのが実際的である。
【００１０】なお、本発明のコリメートレンズの主な使
用形態は、紫外線点光源からの光束を平行光束にするも
のであるが、レンズ作用の説明は一般に無限遠に物体が
あり、平行光束が入射する配置で行われることが多いの
で本発明もそれに従った。
用形態は、紫外線点光源からの光束を平行光束にするも
のであるが、レンズ作用の説明は一般に無限遠に物体が
あり、平行光束が入射する配置で行われることが多いの
で本発明もそれに従った。
【００１１】
【発明の実施例】本発明は、平行光束入射に対して収差
補正されたコリメートレンズであるため、残存収差量の
チェックが行いやすい。本発明のコリメートレンズは、
例えば、ＹＡＧレーザの４倍高調波（２６６ｎｍ）など
の干渉性のよい光源を用いて、従来から知られている干
渉計を用いた計測により、レンズ性能を高精度に測定で
きる。石英は屈折率の安定性が非常に高いため、エキシ
マレーザーのＫｒＦ（２４８ｎｍ）用レンズなどの使用
波長で干渉計を構成することが困難な場合でも、異なっ
た波長で測定して使用波長の収差を予測することが可能
である。
補正されたコリメートレンズであるため、残存収差量の
チェックが行いやすい。本発明のコリメートレンズは、
例えば、ＹＡＧレーザの４倍高調波（２６６ｎｍ）など
の干渉性のよい光源を用いて、従来から知られている干
渉計を用いた計測により、レンズ性能を高精度に測定で
きる。石英は屈折率の安定性が非常に高いため、エキシ
マレーザーのＫｒＦ（２４８ｎｍ）用レンズなどの使用
波長で干渉計を構成することが困難な場合でも、異なっ
た波長で測定して使用波長の収差を予測することが可能
である。
【００１２】また、一般にステッパーでは、レチクルの
像をウエハ上に縮小露光する系が用いられており、本発
明は、例えば、この縮小露光系を結像レンズ系とコリメ
ートレンズ系に分けて構成した場合のコリメートレンズ
系として好適である。すなわち、ステッパー用の縮小露
光系のレンズを２つのレンズ系に分けて構成するために
は、比較的小さい開口数で広いイメージサークルを持
ち、点光源からの光束を平行光化する作用を持ついわゆ
るコリメートレンズ系と、高開口数で画角はコリメート
レンズと同じであるが狭いイメージサークルを持つ結像
レンズ系とに分けるのがよい。本発明は、このようなレ
ンズ系の特にレクチル像を平行光化するのに適したレン
ズ、すなわち紫外線用コリメートレンズを提供するもの
である。
像をウエハ上に縮小露光する系が用いられており、本発
明は、例えば、この縮小露光系を結像レンズ系とコリメ
ートレンズ系に分けて構成した場合のコリメートレンズ
系として好適である。すなわち、ステッパー用の縮小露
光系のレンズを２つのレンズ系に分けて構成するために
は、比較的小さい開口数で広いイメージサークルを持
ち、点光源からの光束を平行光化する作用を持ついわゆ
るコリメートレンズ系と、高開口数で画角はコリメート
レンズと同じであるが狭いイメージサークルを持つ結像
レンズ系とに分けるのがよい。本発明は、このようなレ
ンズ系の特にレクチル像を平行光化するのに適したレン
ズ、すなわち紫外線用コリメートレンズを提供するもの
である。
【００１３】低い屈折率の単一の材料で画角の広いレン
ズを設計する場合、最も問題となるのは、像面湾曲であ
る。可視光のレンズ設計では、高い屈折率の正レンズと
低い屈折率の負レンズを用いてペッツバール和を補正す
ることができるが、紫外線用のコリメートレンズでは、
レンズの屈折率の選択でペッツバール和を補正すること
はできない。
ズを設計する場合、最も問題となるのは、像面湾曲であ
る。可視光のレンズ設計では、高い屈折率の正レンズと
低い屈折率の負レンズを用いてペッツバール和を補正す
ることができるが、紫外線用のコリメートレンズでは、
レンズの屈折率の選択でペッツバール和を補正すること
はできない。
【００１４】また、紫外線用コリメートレンズは、歪曲
収差が小さいことも必要である。ただし、ステッパーの
用途で、結像レンズと組み合わせて使用する場合には、
歪曲収差は、結像レンズの収差と打ち消しあうので、結
像レンズの収差量と一致させることが好ましく、必ずし
もコリメートレンズ単独で０が好ましいものではない。
結像レンズは高開口数で像面湾曲の補正をするためにレ
ンズタイプが限られ、負の歪曲収差が残りやすい。その
場合には、本発明のコリメートレンズも負の歪曲収差を
持つことが好ましい。
収差が小さいことも必要である。ただし、ステッパーの
用途で、結像レンズと組み合わせて使用する場合には、
歪曲収差は、結像レンズの収差と打ち消しあうので、結
像レンズの収差量と一致させることが好ましく、必ずし
もコリメートレンズ単独で０が好ましいものではない。
結像レンズは高開口数で像面湾曲の補正をするためにレ
ンズタイプが限られ、負の歪曲収差が残りやすい。その
場合には、本発明のコリメートレンズも負の歪曲収差を
持つことが好ましい。
【００１５】本発明の紫外線用コリメートレンズにおい
て、第１レンズ群を負レンズ群とするのは、正の第２レ
ンズ群で発生する像面湾曲を小さくするため、及び、第
１レンズ群自体で像面湾曲補正効果を持たせるためであ
る。また、バックフォーカスを長くする効果も持ってい
る。負の第１レンズ群の後方に位置する第２レンズ群に
は、負の第１レンズ群で発散光化されたマージナル光線
が入射するため、入射高さが高くなる。このため、弱い
正レンズで収束作用を与えることができ、像面湾曲を少
なくすることができる。第３レンズ群は、再びマージナ
ル光線の入射高さが下がった位置にあり、特に強い負レ
ンズを配置しても球面収差への影響が少ない。このため
強い負レンズとして像面湾曲を補正する。また第１レン
ズ群が持つ負の歪曲収差を補正する効果も持つ。
て、第１レンズ群を負レンズ群とするのは、正の第２レ
ンズ群で発生する像面湾曲を小さくするため、及び、第
１レンズ群自体で像面湾曲補正効果を持たせるためであ
る。また、バックフォーカスを長くする効果も持ってい
る。負の第１レンズ群の後方に位置する第２レンズ群に
は、負の第１レンズ群で発散光化されたマージナル光線
が入射するため、入射高さが高くなる。このため、弱い
正レンズで収束作用を与えることができ、像面湾曲を少
なくすることができる。第３レンズ群は、再びマージナ
ル光線の入射高さが下がった位置にあり、特に強い負レ
ンズを配置しても球面収差への影響が少ない。このため
強い負レンズとして像面湾曲を補正する。また第１レン
ズ群が持つ負の歪曲収差を補正する効果も持つ。
【００１６】第１レンズ群の最も前側の面、すなわち平
行光束が入射する面を凹面にすると、負の歪曲収差は残
りやすいが、該凹面（発散面）での球面収差、コマ収差
の発生を小さくできる。また第３レンズ群の負レンズで
発生する収差によって打ち消され補正された後に残存す
る高次収差を抑えることができるので、明るいレンズと
することができる。
行光束が入射する面を凹面にすると、負の歪曲収差は残
りやすいが、該凹面（発散面）での球面収差、コマ収差
の発生を小さくできる。また第３レンズ群の負レンズで
発生する収差によって打ち消され補正された後に残存す
る高次収差を抑えることができるので、明るいレンズと
することができる。
【００１７】第２レンズ群は、発散光を収束光化させる
集光作用を担う群であり、複数の正レンズを、条件式
（１）のように、シェーピングファクターが単調に減少
するように配置することによって、マージナル光線の各
面への入射角が大きくなり過ぎないようにし、集光作用
を正レンズのすべての面へ分散させることができる。こ
のようにすると、球面収差及びコマ収差の発生が少なく
なり、残存高次収差を抑えられる。
集光作用を担う群であり、複数の正レンズを、条件式
（１）のように、シェーピングファクターが単調に減少
するように配置することによって、マージナル光線の各
面への入射角が大きくなり過ぎないようにし、集光作用
を正レンズのすべての面へ分散させることができる。こ
のようにすると、球面収差及びコマ収差の発生が少なく
なり、残存高次収差を抑えられる。
【００１８】第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は、条
件式（２）で規定される間隔を満足することによって、
像面湾曲の適切な補正と、ワーキングディスタンス（平
行光を結像させる使用態様でレンズ最終面から結像点ま
での距離）の確保が行える。またこの条件式は、前側主
点を前側に出し、結像レンズの瞳との結合を容易にする
ための条件でもある。
件式（２）で規定される間隔を満足することによって、
像面湾曲の適切な補正と、ワーキングディスタンス（平
行光を結像させる使用態様でレンズ最終面から結像点ま
での距離）の確保が行える。またこの条件式は、前側主
点を前側に出し、結像レンズの瞳との結合を容易にする
ための条件でもある。
【００１９】ステッパーの用途ではレンズの結像倍率の
安定性が必要であり、レンズのフォーカシングによる倍
率の変化が起きないように、テレセントリックな光学系
が用いられる。
安定性が必要であり、レンズのフォーカシングによる倍
率の変化が起きないように、テレセントリックな光学系
が用いられる。
【００２０】本発明の紫外線用コリメートレンズにおい
ては、レンズの前側焦点位置に絞りを配置できれば、テ
レセントリック光学系になるが、このとき組み合わされ
る結像レンズもテレセントリックになるためには、結像
レンズの前側焦点とコリメートレンズの前側焦点を一致
させなければならない。しかし前述の様に、結像レンズ
は高開口数のため、レンズ構成に自由度が少なく前側焦
点位置の自由度も低い。また、結像レンズの巨大化を避
けるためには該レンズの中に前側焦点が位置するレンズ
タイプが好ましい。従って、コリメートレンズは前側焦
点がレンズの前方に出ていることが好ましい。
ては、レンズの前側焦点位置に絞りを配置できれば、テ
レセントリック光学系になるが、このとき組み合わされ
る結像レンズもテレセントリックになるためには、結像
レンズの前側焦点とコリメートレンズの前側焦点を一致
させなければならない。しかし前述の様に、結像レンズ
は高開口数のため、レンズ構成に自由度が少なく前側焦
点位置の自由度も低い。また、結像レンズの巨大化を避
けるためには該レンズの中に前側焦点が位置するレンズ
タイプが好ましい。従って、コリメートレンズは前側焦
点がレンズの前方に出ていることが好ましい。
【００２１】間隔が条件式（２）の下限を下回る場合
は、第２レンズ群へのマージナル光線の入射高さと、第
３レンズ群への同入射高さとの差を大きくとれないた
め、第３レンズの像面湾曲の補正の負担が小さくなり、
第１レンズ群の負担が大きくなり、その結果、第１レン
ズ群と第２レンズ群の間隔を広げることになる。このよ
うにすると、前側主点がレンズ群の奥に位置してしま
い、結像レンズとの瞳の結合がうまくできないため、テ
レセントリック性をあきらめざるを得なくなる。間隔が
上限を上回る場合は、レンズが大型化する。
は、第２レンズ群へのマージナル光線の入射高さと、第
３レンズ群への同入射高さとの差を大きくとれないた
め、第３レンズの像面湾曲の補正の負担が小さくなり、
第１レンズ群の負担が大きくなり、その結果、第１レン
ズ群と第２レンズ群の間隔を広げることになる。このよ
うにすると、前側主点がレンズ群の奥に位置してしま
い、結像レンズとの瞳の結合がうまくできないため、テ
レセントリック性をあきらめざるを得なくなる。間隔が
上限を上回る場合は、レンズが大型化する。
【００２２】また、第３レンズ群を、単レンズの代わり
に、前側に凹面を向けたメニスカス負レンズと、前側に
凸面を向けたパワーの弱いメニスカスレンズとの２枚構
成とすると、中間画角での非点隔差を容易に補正でき
る。すべてのレンズを石英で作製することは必要な透過
性を保ち、高精度な研磨面を作るために必要である。
に、前側に凹面を向けたメニスカス負レンズと、前側に
凸面を向けたパワーの弱いメニスカスレンズとの２枚構
成とすると、中間画角での非点隔差を容易に補正でき
る。すべてのレンズを石英で作製することは必要な透過
性を保ち、高精度な研磨面を作るために必要である。
【００２３】次に、具体的な数値実施例について本発明
を説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の紫外線用コリメートレン
ズの第１の実施例のレンズ構成図であり、図２に結像レ
ンズ２０と組み合わせた場合のレンズ構成図を示す。こ
のコリメートレンズ系（結像レンズを除く）は、第１レ
ンズ群１１が前側面が凹面の単一の負レンズ、第２レン
ズ群１２が３枚の正レンズ１２−１、１２−２、１２−
３、第３レンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス負
レンズ１３−１と前側に凸面を向けたメニスカス正レン
ズ１３−２とからなっている。Ｓは絞である。絞Ｓは、
ほぼコリメートレンズ系の前側焦点に位置している。こ
の実施例の具体的数値データを表１に示し、諸収差を図
３に示す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条
件、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
を説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の紫外線用コリメートレン
ズの第１の実施例のレンズ構成図であり、図２に結像レ
ンズ２０と組み合わせた場合のレンズ構成図を示す。こ
のコリメートレンズ系（結像レンズを除く）は、第１レ
ンズ群１１が前側面が凹面の単一の負レンズ、第２レン
ズ群１２が３枚の正レンズ１２−１、１２−２、１２−
３、第３レンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス負
レンズ１３−１と前側に凸面を向けたメニスカス正レン
ズ１３−２とからなっている。Ｓは絞である。絞Ｓは、
ほぼコリメートレンズ系の前側焦点に位置している。こ
の実施例の具体的数値データを表１に示し、諸収差を図
３に示す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条
件、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
【００２４】表および図面中、FNO はF ナンバー、f は
焦点距離、NAは開口数、W は半画角、fBはバックフォー
カス、Ｒはレンズ各面の曲率半径、Ｄはレンズ厚もしく
はレンズ間隔、Ｎ(248nm) は２４８ｎｍの屈折率、Ｎ(2
66nm) は２６６ｎｍの屈折率を示す。
焦点距離、NAは開口数、W は半画角、fBはバックフォー
カス、Ｒはレンズ各面の曲率半径、Ｄはレンズ厚もしく
はレンズ間隔、Ｎ(248nm) は２４８ｎｍの屈折率、Ｎ(2
66nm) は２６６ｎｍの屈折率を示す。
【００２５】
【表１】FNO=1:4.5 f=100.00 NA=0.11 W =5.8゜ ｆB =19.16 ｅ23：115.43 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ(248nm) 絞 74.72（絞から第１面迄の距離） 1 -51.007 11.95 1.50841 2 1216.166 22.36 - 3 -248.446 10.00 1.50841 4 -77.568 0.20 - 5 285.699 10.00 1.50841 6 -175.711 0.20 - 7 93.837 10.00 1.50841 8 -1280.083 85.24 - 9 -65.554 7.00 1.50841 10 -140.372 0.20 - 11 84.024 25.71 1.50841 12 77.702 - -
【００２６】［実施例２］図４は、本発明の第２の実施
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実施
例と同様に、第１レンズ群が前側面が凹面の単一の負レ
ンズ１１、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３レ
ンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス負レンズと前
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表２に示し、諸
収差を図５に示す。
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実施
例と同様に、第１レンズ群が前側面が凹面の単一の負レ
ンズ１１、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３レ
ンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス負レンズと前
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表２に示し、諸
収差を図５に示す。
【００２７】
【表２】FNO=1:5.0 f=100.00 NA=0.10 W =5.8゜ ｆB =15.33 ｅ23：117.29 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ(248nm) 絞 73.11（絞から第１面迄の距離） 1 -52.720 12.48 1.50841 2 859.688 14.35 - 3 -287.794 10.00 1.50841 4 -75.177 20.76 - 5 282.964 10.00 1.50841 6 -167.780 0.50 - 7 89.060 10.00 1.50841 8 81893.400 83.56 - 9 -65.269 7.00 1.50841 10 -175.095 2.00 - 11 90.192 25.71 1.50841 12 84.712 - -
【００２８】［実施例３］図６は、本発明の第３の実施
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１レンズ
群１１が前側面が凹面の単一の負レンズ、第２レンズ群
１２が３枚の正レンズ、第３レンズ群１３が前側の面が
凹面のメニスカス単レンズからなっている。このレンズ
系の具体的数値データを表３に示し、諸収差を図７に示
す。
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１レンズ
群１１が前側面が凹面の単一の負レンズ、第２レンズ群
１２が３枚の正レンズ、第３レンズ群１３が前側の面が
凹面のメニスカス単レンズからなっている。このレンズ
系の具体的数値データを表３に示し、諸収差を図７に示
す。
【００２９】
【表３】FNO=1:5.0 f=100.00 NA=0.10 W =5.7゜ ｆB =15.70 e23：132.63 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ(266nm) 絞 74.27（絞から第１面迄の距離） 1 -52.906 27.51 1.49967 2 523.011 4.29 - 3 -465.104 10.00 1.49967 4 -72.959 0.30 - 5 201.477 10.00 1.49967 6 -170.433 69.05 - 7 61.771 10.00 1.49967 8 1005.504 62.21 - 9 -45.822 7.00 1.49967 10 -199.976 - -
【００３０】［実施例４］図８は、本発明の第４の実施
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実施
例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一の
負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３レ
ンズ群１３が前側の面が凹面とメニスカス負レンズと前
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表４に示し、諸
収差を図９に示す。
例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実施
例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一の
負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３レ
ンズ群１３が前側の面が凹面とメニスカス負レンズと前
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表４に示し、諸
収差を図９に示す。
【００３１】
【表４】FNO=1:5.0 f=100.00 NA=0.10 W =5.7゜ ｆB =15.52 ｅ23：90.33 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ（２６６ｎｍ） 絞 ７７．６６（絞から第１面迄の距離） 1 -56.758 9.80 1.49967 2 236.623 19.40 - 3 -297.145 10.00 1.49967 4 -71.710 0.20 - 5 166.536 10.00 1.49967 6 -212.139 0.20 - 7 66.986 13.80 1.49967 8 292.766 85.10 - 9 -37.806 7.00 1.49967 10 -132.881 0.20 - 11 114.091 7.14 1.49967 12 2284.853 - -
【００３２】［実施例５］図１０は、本発明の第５の実
施例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第２の実
施例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一
の負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３
レンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス単レンズか
らなっている。このレンズ系の具体的数値データを表５
に示し、諸収差を図１１に示す。
施例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第２の実
施例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一
の負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３
レンズ群１３が前側の面が凹面のメニスカス単レンズか
らなっている。このレンズ系の具体的数値データを表５
に示し、諸収差を図１１に示す。
【００３３】
【表５】FNO=1:5.0 f=100.00 NA=0.10 W =5.7゜ ｆB =14.27 ｅ23：99.39 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ（２４８ｎｍ） 絞 ７９．４０（絞から第１面迄の距離） 1 -48.830 15.00 1.50841 2 615.365 11.22 - 3 -235.983 10.00 1.50841 4 -67.603 0.20 - 5 292.980 15.00 1.50841 6 -150.050 0.20 - 7 79.443 15.00 1.50841 8 8226.959 92.11 - 9 -40.157 7.00 1.50841 10 -71.593 - -
【００３４】［実施例６］図１２は、本発明の第６の実
施例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実
施例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一
の負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３
レンズ群１３が前側の面が凹面とメニスカス負レンズと
前側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表６に示し、諸
収差を図１３に示す。
施例のレンズ構成図を示す。このレンズ系は、第１の実
施例と同様に、第１レンズ群１１が前側面が凹面の単一
の負レンズ、第２レンズ群１２が３枚の正レンズ、第３
レンズ群１３が前側の面が凹面とメニスカス負レンズと
前側に凸面を向けたメニスカス正レンズとからなってい
る。このレンズ系の具体的数値データを表６に示し、諸
収差を図１３に示す。
【００３５】
【表６】FNO=1:5.0 f=100.00 NA=0.10 W =8.6゜ ｆB =13.87 ｅ23：83.92 面 No. Ｒ Ｄ Ｎ(266nm) 絞 60.50（絞から第１面迄の距離） 1 -59.911 9.45 1.49967 2 186.917 25.38 - 3 -576.684 10.00 1.49967 4 -81.427 0.20 - 5 183.205 11.12 1.49967 6 -170.766 0.20 - 7 67.463 15.00 1.49967 8 201.078 85.75 - 9 -41.978 13.70 1.49967 10 -528.939 0.20 - 11 66.443 6.00 1.49967 12 424.698 - -
【００３６】次に、実施例１ないし６の各条件式に対応
する値を表７に示す。
する値を表７に示す。
【表７】 Ｓ2-1 Ｓ2-2 Ｓ2-3 ｅ23／ｆ 実施例１ 1.908 0.238 -0.863 1.154 実施例２ 1.707 0.256 -1.022 1.173 実施例３ 1.372 0.083 -1.131 1.326 実施例４ 1.636 -0.120 -1.593 0.903 実施例５ 1.808 0.323 -1.020 0.994 実施例６ 0.753 0.035 -2.010 0.839
【００３７】表７から明かなように、実施例１ないし実
施例６の数は、いずれも条件式（１）及び（２）を満足
している。また、本発明の紫外線用コリメートレンズ
は、結像レンズと組み合わせて使用することを予定して
いるため、その収差図においては、結像レンズの収差を
打ち消すように、歪曲収差はアンダーとなるように補正
されている。
施例６の数は、いずれも条件式（１）及び（２）を満足
している。また、本発明の紫外線用コリメートレンズ
は、結像レンズと組み合わせて使用することを予定して
いるため、その収差図においては、結像レンズの収差を
打ち消すように、歪曲収差はアンダーとなるように補正
されている。
【００３８】
【発明の効果】本発明の紫外線用コリメートレンズによ
れば、低い屈折率の材料を用いても、像面湾曲が少な
く、回折限界の性能を持つエリアが広く、かつ残存収差
量の測定を行いやすいレンズが得られる。
れば、低い屈折率の材料を用いても、像面湾曲が少な
く、回折限界の性能を持つエリアが広く、かつ残存収差
量の測定を行いやすいレンズが得られる。
【図１】本発明による紫外線用レンズの第１の実施例を
示すレンズ構成図である。
示すレンズ構成図である。
【図２】本発明による紫外線用レンズの第１の実施例を
結像レンズと組み合わせる場合のレンズ構成図である。
結像レンズと組み合わせる場合のレンズ構成図である。
【図３】図１のレンズ系の諸収差図である。
【図４】本発明による紫外線用レンズの第２の実施例を
示すレンズ構成図である。
示すレンズ構成図である。
【図５】図４のレンズ系の諸収差図である。
【図６】本発明による紫外線用レンズの第３の実施例を
示すレンズ構成図である。
示すレンズ構成図である。
【図７】図６のレンズ系の諸収差図である。
【図８】本発明による紫外線用レンズの第４の実施例を
示すレンズ構成図である。
示すレンズ構成図である。
【図９】図８のレンズ系の諸収差図である。
【図１０】本発明による紫外線用レンズの第５の実施例
を示すレンズ構成図である。
を示すレンズ構成図である。
【図１１】図１０のレンズ系の諸収差図である。
【図１２】本発明による紫外線用レンズの第６の実施例
を示すレンズ構成図である。
を示すレンズ構成図である。
【図１３】図１２のレンズ系の諸収差図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 平行光束を結像させる使用態様におい
て、光束が入射する前側から、負の第１レンズ群、正の
第２レンズ群、及び負の第３レンズ群より構成され、 第１レンズ群は、最も前側のレンズ面が凹面であり、 第２レンズ群は、２枚以上の正レンズからなり、 第３レンズ群は、最も前側のレンズ面が凹面であり、か
つ、 第２レンズ群は、該第２レンズ群中の前側から数えて第
ｎ番目の第２−ｎ正レンズのシェーピングファクターを
Ｓ2-n としたとき、次の条件式（１）を満足することを
特徴とする紫外線用コリメートレンズ。 （１）Ｓ2-n ＞Ｓ2-(n+1) （ｎ＝１〜（第２レンズ群の正レンズの枚数−１）） 但し、 Ｓ2-n ：＝（ｒａ2-n ＋ｒｂ2-n ）／（ｒａ2-n −ｒｂ
2-n ） ｒａ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの前側の面の曲率半
径、 ｒｂ2-n ：上記第２−ｎ正レンズの後側の面の曲率半
径。 - 【請求項２】 請求項１において、下記の条件式（２）
を満足する紫外線用コリメートレンズ。 （２）０．７０＜ｅ23／ｆ 但し、 ｆ：全系の焦点距離、 ｅ23：第２レンズ群の後側主点と第３レンズ群の前側主
点の間隔。 - 【請求項３】 請求項２において、さらに下記の条件式
（３）を満足する紫外線用コリメートレンズ。 （３）ｅ23／ｆ＜１．５０ - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、第３レンズ群が前側に凹面を向けたメニスカスレン
ズを含んでいる紫外線用コリメートレンズ。 - 【請求項５】 請求項４において、第３レンズ群が、前
側に凹面を向けたメニスカス負レンズと、前側に凸面を
向けたメニスカスレンズとからなる紫外線用コリメート
レンズ。 - 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、全てのレンズ材料が石英であることを特徴とする紫
外線用コリメートレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103194A JPH08179199A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用コリメートレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103194A JPH08179199A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用コリメートレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179199A true JPH08179199A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18128032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32103194A Pending JPH08179199A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 紫外線用コリメートレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179199A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104749750A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | Kolen株式会社 | 光学镜头系统 |
| CN106610518A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 大立光电股份有限公司 | 影像撷取透镜组、取像装置及电子装置 |
| CN108663771A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-16 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 光学镜头 |
| CN112305726A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-02-02 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 校正沿着光束传播方向的光学聚焦点分布状态的物镜 |
| CN113433661A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-24 | 天津欧菲光电有限公司 | 光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32103194A patent/JPH08179199A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104749750A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | Kolen株式会社 | 光学镜头系统 |
| CN106610518A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 大立光电股份有限公司 | 影像撷取透镜组、取像装置及电子装置 |
| CN108663771A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-16 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 光学镜头 |
| CN108663771B (zh) * | 2017-03-30 | 2020-12-11 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 光学镜头 |
| CN112305726A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-02-02 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 校正沿着光束传播方向的光学聚焦点分布状态的物镜 |
| CN113433661A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-24 | 天津欧菲光电有限公司 | 光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车 |
| CN113433661B (zh) * | 2021-06-29 | 2023-03-24 | 天津欧菲光电有限公司 | 光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车 |
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