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▶ ジョウシュウシ レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-12
(45)【発行日】2024-07-23
(54)【発明の名称】テレセントリックレンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/22 20060101AFI20240716BHJP
【ＦＩ】
G02B13/22
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2024005099
(22)【出願日】2024-01-17
【審査請求日】2024-01-17
(31)【優先権主張番号】202311236718.6
(32)【優先日】2023-09-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】520357958
【氏名又は名称】ジョウシュウシ エーエーシー レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100101890
【弁理士】
【氏名又は名称】押野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100098268
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 豊
(72)【発明者】
【氏名】寺西 孝亮
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１３９０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１２９９６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０１１０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－００５０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１２７４１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０４５５８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００３９３８６（ＫＲ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１４１１４６２２（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
テレセントリックレンズであって、物体側から像側へ順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ及び第９レンズによって構成され、
前記テレセントリックレンズの焦点距離をｆ、前記第２レンズの屈折率をｎ２、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径をＲ４、前記第８レンズの焦点距離をｆ８、前記テレセントリックレンズの作動距離をＷＤ、前記テレセントリックレンズの開口数をＮＡとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満たす、ことを特徴とするテレセントリックレンズ。
１．９８０≦ｎ２≦２．３００ （１）
―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０ （２）
０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００ （３）
０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０ （４）
【請求項2】
前記第３レンズのアッベ数をｖ３、前記第４レンズのアッベ数をｖ４としたときに、以下の条件式（５）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。５０．０００≦ｖ４―ｖ３≦８０．０００ （５）
【請求項3】
前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（６）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。２．０００≦ＴＴＬ／ｆ≦５．０００ （６）
【請求項4】
前記第１レンズは、正の屈折力を有し、前記第１レンズの像側面は、近軸において凸面であり、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（７）～（９）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
０．５４≦ｆ１／ｆ≦１．９５ （７）
―０．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１―Ｒ２）≦４．０１ （８）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．０６ （９）
【請求項5】
前記第２レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第２レンズの像側面は、近軸において凹面であり、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１０）と（１１）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
―１．９５≦ｆ２／ｆ≦１．７０ （１０）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０５ （１１）
【請求項6】
前記第３レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第３レンズの像側面は、近軸において凹面であり、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１２）～（１４）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
―０．４４≦ｆ３／ｆ≦３．２０ （１２）
１．４４≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５―Ｒ６）≦８９２８．０８ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
【請求項7】
前記第４レンズは、正の屈折力を有し、前記第４レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第４レンズの像側面は、近軸において凸面であり、前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第４レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側面の中心曲率半径をＲ８、前記第４レンズの軸上厚みをｄ７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１５）～（１７）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
０．１８≦ｆ４／ｆ≦０．３５ （１５）
―０．３５≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７―Ｒ８）≦―０．１０ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０５ （１７）
【請求項8】
前記第５レンズは、負の屈折力を有し、前記第５レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、前記第５レンズの像側面は、近軸において凹面であり、前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１０、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１８）～（２０）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
―０．２５≦ｆ５／ｆ≦―０．０９ （１８）
０．１２≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９―Ｒ１０）≦０．４５ （１９）
０．００≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．０３ （２０）
【請求項9】
前記第６レンズは、正の屈折力を有し、前記第６レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第６レンズの像側面は、近軸において凸面であり、前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２１）～（２３）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
０．１５≦ｆ６／ｆ≦０．２９ （２１）
―１．００≦（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１―Ｒ１２）≦―０．３３ （２２）
０．０１≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．０６ （２３）
【請求項10】
前記第７レンズは、正の屈折力を有し、前記第７レンズの焦点距離をｆ７、前記第７レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２４）～（２６）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
０．１０≦ｆ７／ｆ≦０．９５ （２４）
―２．８０≦（Ｒ１３＋Ｒ１４）／（Ｒ１３―Ｒ１４）≦２．１０ （２５）
０．００≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．０６ （２６）
【請求項11】
前記第８レンズは、負の屈折力を有し、前記第８レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、前記第８レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１５、前記第８レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１６、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２７）と（２８）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
―２．００≦（Ｒ１５＋Ｒ１６）／（Ｒ１５―Ｒ１６）≦０．１６ （２７）
０．００≦ｄ１５／ＴＴＬ≦０．０３ （２８）
【請求項12】
前記第９レンズは、正の屈折力を有し、前記第９レンズの焦点距離をｆ９、前記第９レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１７、前記第９レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１８、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２９）～（３１）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
０．６４≦ｆ９／ｆ≦２．９７ （２９）
―３２．０２≦（Ｒ１７＋Ｒ１８）／（Ｒ１７―Ｒ１８）≦２．００ （３０）
０．０１≦ｄ１７／ＴＴＬ≦０．０８ （３１）
【請求項13】
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、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズ、前記第８レンズ及び前記第９レンズは、いずれもガラス材質である、ことを特徴とする請求項１に記載のテレセントリックレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズの分野に関し、特に、産業用及びマシンビジョン検出に適用されるテレセントリックレンズに関する。
【背景技術】
【0002】
産業用自動化の発展とマシンビジョンの応用普及に伴い、産業用レンズは、欠陥検出、寸法測定、セキュリティ監視などの分野に広く応用されている。テレセントリックレンズは、物体の距離変化が画像の拡大率に影響を与えないという独特の技術的利点により、精密測定、非接触光学測定などの分野に広く応用されている。技術の発展及びユーザの多様化のニーズの増加に伴い、結像品質に対するシステムからの要求が高くなってきている場合には、９枚式のレンズ構造が徐々にレンズの設計に現れている。マシンビジョンシステムの精密な検出を満たすために、良好な光学性能と高い拡大倍率を有するテレセントリックレンズが要望されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記問題に対して、本発明は、良好な光学性能と高い拡大倍率を得ることができ、マシンビジョンシステムの精密な検出の要求を満たすテレセントリックレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記技術課題を解決するために、本発明の実施形態は、テレセントリックレンズを提供する。前記テレセントリックレンズは、物体側から像側へ順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ及び第９レンズによって構成され、
前記テレセントリックレンズの焦点距離をｆ、前記第２レンズの屈折率をｎ２、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径をＲ４、前記第８レンズの焦点距離をｆ８、前記テレセントリックレンズの作動距離をＷＤ、前記テレセントリックレンズの開口数をＮＡとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満たす。
１．９８０≦ｎ２≦２．３００ （１）
―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０ （２）
０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００ （３）
０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０ （４）
前記テレセントリックレンズの焦点距離をｆ、前記第２レンズの屈折率をｎ２、前記第２レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ３、前記第２レンズの像側面の中心曲率半径をＲ４、前記第８レンズの焦点距離をｆ８、前記テレセントリックレンズの作動距離をＷＤ、前記テレセントリックレンズの開口数をＮＡとしたときに、以下の条件式（１）～（４）を満たす。
１．９８０≦ｎ２≦２．３００ （１）
―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０ （２）
０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００ （３）
０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０ （４）
【0005】
好ましくは、前記第３レンズのアッベ数をｖ３、前記第４レンズのアッベ数をｖ４としたときに、以下の条件式（５）を満たす。
５０．０００≦ｖ４―ｖ３≦８０．０００ （５）
５０．０００≦ｖ４―ｖ３≦８０．０００ （５）
【0006】
好ましくは、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（６）を満たす。
２．０００≦ＴＴＬ／ｆ≦５．０００ （６）
２．０００≦ＴＴＬ／ｆ≦５．０００ （６）
【0007】
好ましくは、前記第１レンズは、正の屈折力を有し、前記第１レンズの像側面は、近軸において凸面であり、
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（７）～（９）を満たす。
０．５４≦ｆ１／ｆ≦１．９５ （７）
―０．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１―Ｒ２）≦４．０１ （８）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．０６ （９）
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の中心曲率半径をＲ２、前記第１レンズの軸上厚みをｄ１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（７）～（９）を満たす。
０．５４≦ｆ１／ｆ≦１．９５ （７）
―０．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１―Ｒ２）≦４．０１ （８）
０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．０６ （９）
【0008】
好ましくは、前記第２レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第２レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１０）と（１１）を満たす。
―１．９５≦ｆ２／ｆ≦１．７０ （１０）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０５ （１１）
前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第２レンズの軸上厚みをｄ３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１０）と（１１）を満たす。
―１．９５≦ｆ２／ｆ≦１．７０ （１０）
０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０５ （１１）
【0009】
好ましくは、前記第３レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第３レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１２）～（１４）を満たす。
―０．４４≦ｆ３／ｆ≦３．２０ （１２）
１．４４≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５―Ｒ６）≦８９２８．０８ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第３レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ５、前記第３レンズの像側面の中心曲率半径をＲ６、前記第３レンズの軸上厚みをｄ５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１２）～（１４）を満たす。
―０．４４≦ｆ３／ｆ≦３．２０ （１２）
１．４４≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５―Ｒ６）≦８９２８．０８ （１３）
０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２ （１４）
【0010】
好ましくは、前記第４レンズは、正の屈折力を有し、前記第４レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第４レンズの像側面は、近軸において凸面であり、
前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第４レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側面の中心曲率半径をＲ８、前記第４レンズの軸上厚みをｄ７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１５）～（１７）を満たす。
０．１８≦ｆ４／ｆ≦０．３５ （１５）
―０．３５≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７―Ｒ８）≦―０．１０ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０５ （１７）
前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第４レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ７、前記第４レンズの像側面の中心曲率半径をＲ８、前記第４レンズの軸上厚みをｄ７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１５）～（１７）を満たす。
０．１８≦ｆ４／ｆ≦０．３５ （１５）
―０．３５≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７―Ｒ８）≦―０．１０ （１６）
０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０５ （１７）
【0011】
好ましくは、前記第５レンズは、負の屈折力を有し、前記第５レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、前記第５レンズの像側面は、近軸において凹面であり、
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１０、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１８）～（２０）を満たす。
―０．２５≦ｆ５／ｆ≦―０．０９ （１８）
０．１２≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９―Ｒ１０）≦０．４５ （１９）
０．００≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．０３ （２０）
前記第５レンズの焦点距離をｆ５、前記第５レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ９、前記第５レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１０、前記第５レンズの軸上厚みをｄ９、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１８）～（２０）を満たす。
―０．２５≦ｆ５／ｆ≦―０．０９ （１８）
０．１２≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９―Ｒ１０）≦０．４５ （１９）
０．００≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．０３ （２０）
【0012】
好ましくは、前記第６レンズは、正の屈折力を有し、前記第６レンズの物体側面は、近軸において凸面であり、前記第６レンズの像側面は、近軸において凸面であり、
前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２１）～（２３）を満たす。
０．１５≦ｆ６／ｆ≦０．２９ （２１）
―１．００≦（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１―Ｒ１２）≦―０．３３ （２２）
０．０１≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．０６ （２３）
前記第６レンズの焦点距離をｆ６、前記第６レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１１、前記第６レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１２、前記第６レンズの軸上厚みをｄ１１、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２１）～（２３）を満たす。
０．１５≦ｆ６／ｆ≦０．２９ （２１）
―１．００≦（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１―Ｒ１２）≦―０．３３ （２２）
０．０１≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．０６ （２３）
【0013】
好ましくは、前記第７レンズは、正の屈折力を有し、
前記第７レンズの焦点距離をｆ７、前記第７レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２４）～（２６）を満たす。
０．１０≦ｆ７／ｆ≦０．９５ （２４）
―２．８０≦（Ｒ１３＋Ｒ１４）／（Ｒ１３―Ｒ１４）≦２．１０ （２５）
０．００≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．０６ （２６）
前記第７レンズの焦点距離をｆ７、前記第７レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１３、前記第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４、前記第７レンズの軸上厚みをｄ１３、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２４）～（２６）を満たす。
０．１０≦ｆ７／ｆ≦０．９５ （２４）
―２．８０≦（Ｒ１３＋Ｒ１４）／（Ｒ１３―Ｒ１４）≦２．１０ （２５）
０．００≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．０６ （２６）
【0014】
好ましくは、前記第８レンズは、負の屈折力を有し、前記第８レンズの物体側面は、近軸において凹面であり、
前記第８レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１５、前記第８レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１６、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２７）と（２８）を満たす。
―２．００≦（Ｒ１５＋Ｒ１６）／（Ｒ１５―Ｒ１６）≦０．１６ （２７）
０．００≦ｄ１５／ＴＴＬ≦０．０３ （２８）
前記第８レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１５、前記第８レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１６、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１５、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２７）と（２８）を満たす。
―２．００≦（Ｒ１５＋Ｒ１６）／（Ｒ１５―Ｒ１６）≦０．１６ （２７）
０．００≦ｄ１５／ＴＴＬ≦０．０３ （２８）
【0015】
好ましくは、前記第９レンズは、正の屈折力を有し、
前記第９レンズの焦点距離をｆ９、前記第９レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１７、前記第９レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１８、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２９）～（３１）を満たす。
０．６４≦ｆ９／ｆ≦２．９７ （２９）
―３２．０２≦（Ｒ１７＋Ｒ１８）／（Ｒ１７―Ｒ１８）≦２．００ （３０）
０．０１≦ｄ１７／ＴＴＬ≦０．０８ （３１）
前記第９レンズの焦点距離をｆ９、前記第９レンズの物体側面の中心曲率半径をＲ１７、前記第９レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１８、前記第８レンズの軸上厚みをｄ１７、前記テレセントリックレンズの光学長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（２９）～（３１）を満たす。
０．６４≦ｆ９／ｆ≦２．９７ （２９）
―３２．０２≦（Ｒ１７＋Ｒ１８）／（Ｒ１７―Ｒ１８）≦２．００ （３０）
０．０１≦ｄ１７／ＴＴＬ≦０．０８ （３１）
【0016】
好ましくは、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、前記第５レンズ、前記第６レンズ、前記第７レンズ、前記第８レンズ及び前記第９レンズは、いずれもガラス材質である。
【発明の効果】
【0017】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。本発明に係るテレセントリックレンズは、良好な光学性能及び高い拡大倍率を有し、マシンビジョンシステムの精密な検出ニーズを満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第１実施形態に係るテレセントリックレンズの構造を示す模式図である。
【図5】本発明の第２実施形態に係るテレセントリックレンズの構造を示す模式図である。
【図9】本発明の第３実施形態に係るテレセントリックレンズの構成を示す模式図である。
【図13】本発明の第４実施形態に係るテレセントリックレンズの構造を示す模式図である。
【図17】本発明の第５実施形態に係るテレセントリックレンズの構成を示す模式図である。
【図21】本発明の第６実施形態に係るテレセントリックレンズの構成を示す模式図である。
【図25】本発明の第７実施形態に係るテレセントリックレンズの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の目的、解決手段およびメリットがより明瞭になるように、以下では、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の各実施形態において、本発明が良く理解されるように多くの技術的詳細が与えられているが、それらの技術的詳細および以下の各実施形態に基づく各種の変化及び修正が存在しなくとも、本発明の保護しようとするものを実現可能であることは、当業者に理解されるべきである。
【0020】
（第１実施形態）
図面を参照すると、本発明は、テレセントリックレンズ１０を提供する。図１は、本発明の第１実施形態に係るテレセントリックレンズ１０を示し、当該テレセントリックレンズ１０は、９つのレンズを備える。具体的には、前記テレセントリックレンズ１０は、物体側から像側へ順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、ダイクロイックプリズムＢＳ、絞りＳ１、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９を備える。第９レンズＬ９と像面Ｓｉとの間には、光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）等の光学素子が設けられてもよい。
図面を参照すると、本発明は、テレセントリックレンズ１０を提供する。図１は、本発明の第１実施形態に係るテレセントリックレンズ１０を示し、当該テレセントリックレンズ１０は、９つのレンズを備える。具体的には、前記テレセントリックレンズ１０は、物体側から像側へ順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、ダイクロイックプリズムＢＳ、絞りＳ１、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９を備える。第９レンズＬ９と像面Ｓｉとの間には、光学フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）等の光学素子が設けられてもよい。
【0021】
本実施形態では、光線が左側から入射し、光線入射方向が左から右になるように物体面ＯＢＪと像面Ｓｉが設けられている。他の選択可能な実施形態において、光線は右側から入射してもよく、即ち、光線入射方向が右から左になるように物体面ＯＢＪと像面Ｓｉが設けられている。
【0022】
第２レンズＬ２の屈折率をｎ２として定義すると、条件式１．９８０≦ｎ２≦２．３００を満たし、第２レンズＬ２の屈折率の値の範囲を規定し、高屈折率材料を採用し、先端口径を効果的に制御することができる。
【0023】
テレセントリックレンズ１０の焦点距離をｆ、第８レンズＬ８の焦点距離をｆ８として定義すると、条件式―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０を満たし、第８レンズＬ８とテレセントリックレンズ１０の焦点距離ｆとの比を規定し、テレセントリックレンズ１０の光焦点距離を適切に割り当てることにより、テレセントリックレンズ１０が優れる結像品質及び低い感度を有する。
【0024】
第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径をＲ３、第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径をＲ４として定義すると、条件式０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００を満たし、第２レンズＬ２の形状を規定し、条件式の範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、テレセントリックレンズ１０の非点収差及び歪曲収差の補正に有利であり、歪曲収差｜Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ｜≦０．０４％となり、マシンビジョンシステムの高精密な検出要求を満たす。
【0025】
テレセントリックレンズの作動距離（即ち、物体面から第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離）をＷＤ、テレセントリックレンズの開口数をＮＡとして定義すると、条件式０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０を満たし、テレセントリックレンズ１０の開口数及び解像度の満たす条件を規定し、条件式の範囲内において、テレセントリックレンズ１０は、相対的により大きい開口数及びより強い解像度を有する。
【0026】
本発明の前記テレセントリックレンズ１０の第１レンズＬ１の物体側面から被観測物体までの距離、光学長、開口数、焦点距離、関連するレンズの物体側面の中心曲率半径及び像側面の中心曲率半径が上記関係式を満たす場合、テレセントリックレンズ１０に良好な光学性能及び高い拡大倍率を持たせることができ、マシンビジョンシステムの精密検出を満たすことができ、その中、拡大倍率が３倍に達することができる。
【0027】
本発明の前記テレセントリックレンズ１０は、物体側テレセントリック設計を採用し、前群に２組の接合色消しレンズを配置することにより、一次色収差が効果的に補正され、各光学レンズの屈折力、材料に対して合理的な組み合わせと組成を行うことにより、孔径絞りを光学系の像側焦点平面に配置し、入射が光学系の無限遠に位置することにより、テレセントリックレンズ１０が被写界深度範囲内において、物体距離が変化しても同様の光学倍率を有することが保証でき、これは、テレセントリックレンズ１０の物体側テレセントリック機能を実現し、高解像度、低歪み、色収差解消の設計要求を満たすために、物体像の比例関係を正確にキャリブレーションして計算する必要がある視覚応用に対して最も正確な原理保証を提供する。
【0028】
第３レンズＬ３のアッベ数をｖ３、第４レンズＬ４のアッベ数をｖ４として定義すると、条件式５０．０００≦ｖ４―ｖ３≦８０．０００を満たし、第４レンズＬ４のアッベ数と第３レンズＬ３のアッベ数との差を規定し、条件式の範囲内では、色収差｜ＬＣ｜≦２μｍとなるようにシステムの色収差を効果的に補正することができる。
【0029】
前記テレセントリックレンズ１０の光学長をＴＴＬとして定義すると、条件式２．０００≦ＴＴＬ／ｆ≦５．０００を満たし、条件式の範囲内において、レンズの全長を効果的に制御することができる。
【0030】
本実施形態において、第１レンズＬ１は、ガラス材質であり、第２レンズＬ２は、ガラス材質であり、第３レンズＬ３は、ガラス材質であり、第４レンズＬ４は、ガラス材質であり、第５レンズＬ５は、ガラス材質であり、第６レンズＬ６は、ガラス材質であり、第７レンズＬ７は、ガラス材質であり、第８レンズＬ８は、ガラス材質であり、第９レンズＬ９は、ガラス材質である。
【0031】
本実施形態では、第１レンズＬ１は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凸面であり、第１レンズＬ１は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第１レンズＬ１の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第１レンズＬ１は、負の屈折力を有してもよい。
【0032】
第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１として定義すると、条件式０．５４≦ｆ１／ｆ≦１．９５を満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。
【0033】
第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径をＲ１、第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径をＲ２として定義すると、条件式―０．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１―Ｒ２）≦４．０１を満たし、第１レンズＬ１の形状を合理的に制御することにより、第１レンズがシステム球面収差を効果的に補正することができる。
【0034】
第１レンズＬ１の軸上厚みをｄ１として定義すると、条件式０．０４≦ｄ１／ＴＴＬ≦０．０６を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0035】
本実施形態において、第２レンズＬ２は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凹面であり、第２レンズＬ２は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第２レンズＬ２の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有してもよい。
【0036】
第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２として定義すると、条件式―１．９５≦ｆ２／ｆ≦１．７０を満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。
【0037】
第２レンズＬ２の軸上厚みをｄ２として定義すると、条件式０．０１≦ｄ３／ＴＴＬ≦０．０５を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0038】
本実施形態において、第３レンズＬ３は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凹面であり、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第３レンズＬ３の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有してもよい。
【0039】
第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３として定義すると、条件式―０．４４≦ｆ３／ｆ≦３．２０を満たし、屈折力の合理的な配分により、システムが優れた結像品質及び低い感度を有する。
【0040】
第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径をＲ５、第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径をＲ６として定義すると、条件式１．４４≦（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５―Ｒ６）≦８９２８．０８を満たし、第３レンズＬ３の形状を規定し、条件式の規定範囲内では、光線がレンズを通る屈折度合いを緩和し、収差を効果的に小さくすることができる。
【0041】
第３レンズＬ３の軸上厚みをｄ５として定義すると、条件式０．００≦ｄ５／ＴＴＬ≦０．０２を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0042】
本実施形態において、第４レンズＬ４は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凸面であり、第４レンズＬ４は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第４レンズＬ４の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第４レンズＬ４は、負の屈折力を有してもよい。
【0043】
第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４として定義すると、条件式０．１８≦ｆ４／ｆ≦０．３５を満たし、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４とシステム焦点距離ｆとの比を規定し、条件式の範囲内では光学システムの性能向上に有利である。
【0044】
第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径をＲ７、第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径をＲ８として定義すると、条件式―０．３５≦（Ｒ７＋Ｒ８）／（Ｒ７―Ｒ８）≦―０．１０を満たし、第４レンズＬ４の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0045】
第４レンズＬ４の軸上厚みをｄ７として定義すると、条件式０．０１≦ｄ７／ＴＴＬ≦０．０５を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0046】
本実施形態において、第５レンズＬ５は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凹面であり、第５レンズＬ５は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第５レンズＬ５の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第５レンズＬ５は、正の屈折力を有してもよい。
【0047】
第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５として定義すると、条件式―０．２５≦ｆ５／ｆ≦―０．０９を満たし、第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５とシステムの焦点距離ｆとの比を規定し、光学システムの性能向上に有利である。
【0048】
第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径をＲ９、第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径をＲ１０として定義すると、条件式０．１２≦（Ｒ９＋Ｒ１０）／（Ｒ９―Ｒ１０）≦０．４５を満たし、第５レンズＬ５の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0049】
第５レンズＬ５の軸上厚みをｄ９として定義すると、条件式０．００≦ｄ９／ＴＴＬ≦０．０３を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0050】
本実施形態において、第６レンズＬ６は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凸面であり、第６レンズＬ６は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第６レンズＬ６の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第６レンズＬ６は、負の屈折力を有してもよい。
【0051】
第６レンズＬ６の焦点距離をｆ６として定義すると、条件式０．１５≦ｆ６／ｆ≦０．２９を満たし、第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６とシステムの焦点距離ｆとの比を規定し、条件式の範囲内では光学システムの性能向上に有利である。
【0052】
第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径をＲ１１、第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径をＲ１２として定義すると、条件式―１．００≦（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１―Ｒ１２）≦―０．３３を満たし、第６レンズＬ６の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合いを緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0053】
第６レンズＬ６の軸上厚みをｄ１１として定義すると、条件式０．０１≦ｄ１１／ＴＴＬ≦０．０６を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0054】
本実施形態において、第７レンズＬ７は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凸面であり、第７レンズＬ７は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第７レンズＬ７の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第７レンズＬ７は、負の屈折力を有してもよい。
【0055】
第７レンズＬ７の焦点距離をｆ７として定義すると、条件式０．１０≦ｆ７／ｆ≦０．９５を満たし、第７レンズＬ７の焦点距離ｆ７とシステムの焦点距離ｆとの比を規定し、条件式の範囲内では光学システムの性能向上に有利である。
【0056】
第７レンズＬ７の物体側面の中心曲率半径をＲ１３、第７レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１４として定義すると、条件式―２．８０≦（Ｒ１３＋Ｒ１４）／（Ｒ１３―Ｒ１４）≦２．１０を満たす。この条件式は、第７レンズＬ７の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合を緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0057】
第７レンズＬ７の軸上厚みをｄ１３として定義すると、条件式０．００≦ｄ１３／ＴＴＬ≦０．０６を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0058】
本実施形態において、第８レンズＬ８は、物体側面が近軸において凹面であり、像側面が近軸において凹面であり、第８レンズＬ８は、負の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第８レンズＬ８の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第８レンズＬ８は、正の屈折力を有してもよい。
【0059】
第８レンズＬ８の物体側面の中心曲率半径をＲ１５、第８レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１６として定義すると、条件式―２．００≦（Ｒ１５＋Ｒ１６）／（Ｒ１５―Ｒ１６）≦０．１６を満たす。この条件式は、第８レンズＬ８の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合を緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0060】
第８レンズＬ８の軸上厚みをｄ１５として定義すると、条件式０．００≦ｄ１５／ＴＴＬ≦０．０３を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0061】
本実施形態において、第９レンズＬ９は、物体側面が近軸において凸面であり、像側面が近軸において凸面であり、第９レンズＬ９は、正の屈折力を有する。他の選択可能な実施形態では、第９レンズＬ９の物体側面及び像側面は、他の凹・凸分布状況に設置されてもよく、第９レンズＬ９は、負の屈折力を有してもよい。
【0062】
第９レンズＬ９の焦点距離をｆ９として定義すると、条件式０．６４≦ｆ９／ｆ≦２．９７を満たし、第９レンズＬ９の焦点距離ｆ９とシステムの焦点距離ｆとの比を規定し、条件式の範囲内では光学システムの性能向上に有利である。
【0063】
第９レンズＬ９の物体側面の中心曲率半径をＲ１７、第９レンズの像側面の中心曲率半径をＲ１８として定義すると、条件式―３２．０２≦（Ｒ１７＋Ｒ１８）／（Ｒ１７―Ｒ１８）≦２．００を満たす。この条件式は、第９レンズＬ９の形状を規定し、条件式で規定される範囲内において、光線がレンズを通る偏向度合を緩和可能であり、収差を効果的に低減することができる。
【0064】
第９レンズＬ９の軸上厚みをｄ１７として定義すると、条件式０．０１≦ｄ１７／ＴＴＬ≦０．０８を満たし、レンズ厚さとレンズ全長の制御に有利である。
【0065】
以下、本発明のテレセントリックレンズ１０について、実施例を用いて説明する。各実施例に記載された符号は以下のことを示す。焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、軸上厚みの単位は、ｍｍである。
【0066】
ＴＴＬ：光学長（第１レンズＬ１の物体側面から結像面までの軸上距離）であり、単位がｍｍである。
【0067】
好ましくは、高品質の結像需要を満たすように、前記レンズの物体側面及び／又は像側面に変曲点及び／又は停留点が更に設置されてもよく、具体的な実施形態を以下に示す。
【0068】
表１は、本発明の第１実施形態に係るテレセントリックレンズ１０の設計データを示す。
【0069】
【表1】
【0070】
但し、各符号の意味は、以下の通りである。
Ｓ１：絞り
ＯＢＪ：物体面
ＢＳ：ダイクロイックプリズム
Ｇｎ：第ｎレンズ
Ｒ：光学面の中心曲率半径
Ｒ１：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径
Ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１２：第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径
Ｒ１３：第７レンズＬ７の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１４：第７レンズＬ７の像側面の中心曲率半径
Ｒ１５：第８レンズＬ８の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１６：第８レンズＬ８の像側面の中心曲率半径
Ｒ１７：第９レンズＬ９の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１８：第９レンズＬ９の像側面の中心曲率半径
ｄ：レンズの軸上厚み、又は、レンズ間の軸上距離
ｄＯＢＪ（ＷＤ）：物体面ＯＢＪから第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１：第１レンズＬ１の軸上厚み
ｄ２：第１レンズＬ１の像側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３：第２レンズＬ２の軸上厚み
ｄ４：第２レンズＬ２の像側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の軸上厚み
ｄ６：第３レンズＬ３の像側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の軸上厚み
ｄ８：第４レンズＬ４の像側面から第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の軸上厚み
ｄ１０：第５レンズＬ５の像側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１：第６レンズＬ６の軸上厚み
ｄ１１―ＢＳ：第６レンズＬ６の像側面からダイクロイックプリズムＢＳの物体側面までの軸上距離
ｄＢＳ：ダイクロイックプリズムＢＳの軸上厚み
ｄＢＳ―Ｓ１：ダイクロイックプリズムＢＳの像側面から絞りＳ１までの軸上距離
ｄＳ１―１３：絞りＳ１から第７レンズＬ７像側面までの軸上距離
ｄ１３：第７レンズＬ７の軸上厚み
ｄ１４：第７レンズＬ７の像側面から第８レンズＬ８の物体側面までの軸上距離
ｄ１５：第８レンズＬ８の軸上厚み
ｄ１６：第８レンズＬ８の像側面から第９レンズＬ９の物体側面までの軸上距離
ｄ１７：第９レンズＬ９の軸上厚み
ｄ１８：第９レンズＬ９の像側面から像面Ｓｉまでの軸上距離
ｎｄ：ｄ線の屈折率
ｎｄ１：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎｄ２：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎｄ３：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎｄ４：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎｄ５：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｎｄ６：第６レンズＬ６のｄ線の屈折率
ｎｄ７：第７レンズＬ７のｄ線の屈折率
ｎｄ８：第８レンズＬ８のｄ線の屈折率
ｎｄ９：第９レンズＬ９のｄ線の屈折率
ｖｄ：アッベ数
ｖ１：第１レンズＬ１のアッベ数
ｖ２：第２レンズＬ２のアッベ数
ｖ３：第３レンズＬ３のアッベ数
ｖ４：第４レンズＬ４のアッベ数
ｖ５：第５レンズＬ５のアッベ数
ｖ６：第６レンズＬ６のアッベ数
ｖ７：第７レンズＬ７のアッベ数
ｖ８：第８レンズＬ８のアッベ数
ｖ９：第９レンズＬ９のアッベ数
Ｓ１：絞り
ＯＢＪ：物体面
ＢＳ：ダイクロイックプリズム
Ｇｎ：第ｎレンズ
Ｒ：光学面の中心曲率半径
Ｒ１：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ２：第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径
Ｒ３：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ４：第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径
Ｒ５：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ６：第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径
Ｒ７：第４レンズＬ４の物体側面の中心曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の像側面の中心曲率半径
Ｒ９：第５レンズＬ５の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１０：第５レンズＬ５の像側面の中心曲率半径
Ｒ１１：第６レンズＬ６の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１２：第６レンズＬ６の像側面の中心曲率半径
Ｒ１３：第７レンズＬ７の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１４：第７レンズＬ７の像側面の中心曲率半径
Ｒ１５：第８レンズＬ８の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１６：第８レンズＬ８の像側面の中心曲率半径
Ｒ１７：第９レンズＬ９の物体側面の中心曲率半径
Ｒ１８：第９レンズＬ９の像側面の中心曲率半径
ｄ：レンズの軸上厚み、又は、レンズ間の軸上距離
ｄＯＢＪ（ＷＤ）：物体面ＯＢＪから第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１：第１レンズＬ１の軸上厚み
ｄ２：第１レンズＬ１の像側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３：第２レンズＬ２の軸上厚み
ｄ４：第２レンズＬ２の像側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５：第３レンズＬ３の軸上厚み
ｄ６：第３レンズＬ３の像側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７：第４レンズＬ４の軸上厚み
ｄ８：第４レンズＬ４の像側面から第５レンズＬ５の物体側面までの軸上距離
ｄ９：第５レンズＬ５の軸上厚み
ｄ１０：第５レンズＬ５の像側面から第６レンズＬ６の物体側面までの軸上距離
ｄ１１：第６レンズＬ６の軸上厚み
ｄ１１―ＢＳ：第６レンズＬ６の像側面からダイクロイックプリズムＢＳの物体側面までの軸上距離
ｄＢＳ：ダイクロイックプリズムＢＳの軸上厚み
ｄＢＳ―Ｓ１：ダイクロイックプリズムＢＳの像側面から絞りＳ１までの軸上距離
ｄＳ１―１３：絞りＳ１から第７レンズＬ７像側面までの軸上距離
ｄ１３：第７レンズＬ７の軸上厚み
ｄ１４：第７レンズＬ７の像側面から第８レンズＬ８の物体側面までの軸上距離
ｄ１５：第８レンズＬ８の軸上厚み
ｄ１６：第８レンズＬ８の像側面から第９レンズＬ９の物体側面までの軸上距離
ｄ１７：第９レンズＬ９の軸上厚み
ｄ１８：第９レンズＬ９の像側面から像面Ｓｉまでの軸上距離
ｎｄ：ｄ線の屈折率
ｎｄ１：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎｄ２：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎｄ３：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎｄ４：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎｄ５：第５レンズＬ５のｄ線の屈折率
ｎｄ６：第６レンズＬ６のｄ線の屈折率
ｎｄ７：第７レンズＬ７のｄ線の屈折率
ｎｄ８：第８レンズＬ８のｄ線の屈折率
ｎｄ９：第９レンズＬ９のｄ線の屈折率
ｖｄ：アッベ数
ｖ１：第１レンズＬ１のアッベ数
ｖ２：第２レンズＬ２のアッベ数
ｖ３：第３レンズＬ３のアッベ数
ｖ４：第４レンズＬ４のアッベ数
ｖ５：第５レンズＬ５のアッベ数
ｖ６：第６レンズＬ６のアッベ数
ｖ７：第７レンズＬ７のアッベ数
ｖ８：第８レンズＬ８のアッベ数
ｖ９：第９レンズＬ９のアッベ数
【0071】
図２、図３は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第１実施形態に係るテレセントリックレンズ１０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図４は、波長５４６ｎｍの光が第１実施形態に係るテレセントリックレンズ１０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0072】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0073】
表８に示すように、第１実施形態は、各条件式を満たす。
【0074】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径が４６３３．６２８ｍｍであり、全視野の像高が１８．５ｍｍであり、開口数が０．１３であり、良好な光学性能及び高い拡大倍率を有し、マシンビジョンシステムの精密な検出を満たすことができる。
【0075】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
第２実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0076】
表２は、本発明の第２実施形態に係るテレセントリックレンズ２０の設計データを示す。
【0077】
【表2】
【0078】
図６、図７は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第２実施形態に係るテレセントリックレンズ２０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図８は、波長５４６ｎｍの光が第２実施形態に係るテレセントリックレンズ２０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図８の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0079】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0080】
表８に示すように、第２実施形態は、各条件式を満足する。
【0081】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、５０００．２４８ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．０１°であり、良好な光学性能を有する。
【0082】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
第３実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0083】
本実施形態において、第７レンズＬ７は、物体側面が近軸において凸面であり、第９レンズＬ９は、像側面が近軸において凹面である。
【0084】
表３は、本発明の第３実施形態に係るテレセントリックレンズ３０の設計データを示す。
【0085】
【表3】
【0086】
図１０、図１１は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第３実施形態に係るテレセントリックレンズ３０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図１２は、波長５４６ｎｍの光が第３実施形態に係るテレセントリックレンズ３０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図１２の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0087】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0088】
表８に示すように、第３実施形態は、各条件式を満たす。
【0089】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、３５９２．５０４ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．０３°であり、良好な光学性能を有する。
【0090】
（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
第４実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0091】
本実施形態において、第７レンズＬ７は、物体側面が近軸において凸面である。
【0092】
表４は、本発明の第４実施形態に係るテレセントリックレンズ４０の設計データを示す。
【0093】
【表4】
【0094】
図１４、図１５は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第４実施形態に係るテレセントリックレンズ４０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図１６は、波長５４６ｎｍの光が第４実施形態に係るテレセントリックレンズ４０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図１６の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0095】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0096】
表８に示すように、第４実施形態は、各条件式を満たす。
【0097】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、３８２０．７００ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．０２°であり、良好な光学性能を有する。
【0098】
（第５実施形態）
第５実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
第５実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0099】
本実施形態において、第７レンズＬ７は、物体側面が近軸において凸面であり、第７レンズＬ７は、像側面が近軸において凹面であり、第９レンズＬ９は、物体側面が近軸において凹面である。
【0100】
表５は、本発明の第５実施形態に係るテレセントリックレンズ５０の設計データを示す。
【0101】
【表5】
【0102】
図１８、図１９は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第５実施形態に係るテレセントリックレンズ５０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図２０は、波長５４６ｎｍの光が第５実施形態に係るテレセントリックレンズ５０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図２０の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0103】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0104】
表８に示すように、第５実施形態は、各条件式を満たす。
【0105】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、２５９７１．３８１ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．００°であり、良好な光学性能を有する。
【0106】
（第６実施形態）
第６実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
第６実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0107】
本実施形態において、第１レンズＬ１は、物体側面が近軸において凹面であり、第８レンズＬ８は、像側面が近軸において凸面であり、第９レンズＬ９は、物体側面が近軸において凹面であり、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有する。
【0108】
表６は、本発明の第６実施形態に係るテレセントリックレンズ６０の設計データを示す。
【0109】
【表6】
【0110】
図２２、図２３は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第６実施形態に係るテレセントリックレンズ３０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図２４は、波長５４６ｎｍの光が第６実施形態に係るテレセントリックレンズ２０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図２４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0111】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0112】
表８に示すように、第６実施形態は、各条件式を満たす。
【0113】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、２６２４．７０４ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．０３°であり、良好な光学性能を有する。
【0114】
（第７実施形態）
【0115】
第７実施形態は、第１実施形態と基本的に同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、相違点のみを以下に示す。
【0116】
表７は、本発明の第７実施形態に係るテレセントリックレンズ７０の設計データを示す。
【0117】
【表7】
【0118】
図２６、図２７は、それぞれ波長６６０ｎｍ、５４６ｎｍ及び４６０ｎｍの光が第７実施形態に係るテレセントリックレンズ７０を通った後の軸上色収差及び倍率色収差を示す模式図である。図２８は、波長５４６ｎｍの光が第７実施形態に係るテレセントリックレンズ７０を通った後の像面湾曲および歪曲収差を示す模式図であり、図２８の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、タンジェンシャル方向の像面湾曲である。
【0119】
後の表８は、各実施形態１、２、３、４、５、６、７における各種の数値及び条件式で規定されたパラメータに対応する値を示す。
【0120】
表８に示すように、第７実施形態は、各条件式を満たす。
【0121】
本実施形態において、前記テレセントリックレンズの入射瞳径は、４５１６．３３４ｍｍであり、全視野の像高は、１８．５ｍｍであり、対角線方向の画角は、０．０２°であり、良好な光学性能を有する。
【0122】
【表8】
【0123】
以上は本発明の実施形態に過ぎず、当業者であれば本発明の思想を逸脱することなく改良を加えることができるが、これらは全て本発明の保護範囲に属する。
【要約】
【課題】本発明は、光学レンズの分野に関し、テレセントリックレンズを提供する。
【解決手段】当該テレセントリックレンズは、物体側から像側にかけて順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、及び第９レンズによって構成され、且つ条件式１．９８０≦ｎ２≦２．３００、―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０、０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００、０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０を満たす。本発明のテレセントリックレンズは、良好な光学性能及び高い拡大倍率を有し、マシンビジョンシステムの精密な検出ニーズを満たすことができる。
【選択図】図１
【解決手段】当該テレセントリックレンズは、物体側から像側にかけて順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、及び第９レンズによって構成され、且つ条件式１．９８０≦ｎ２≦２．３００、―０．６００≦ｆ８／ｆ≦―０．０５０、０．６００≦Ｒ４／Ｒ３≦４．０００、０．１４５≦ＮＡ＊ｆ／ＷＤ≦０．２２０を満たす。本発明のテレセントリックレンズは、良好な光学性能及び高い拡大倍率を有し、マシンビジョンシステムの精密な検出ニーズを満たすことができる。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
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【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
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【図13】
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【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
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【図26】
【図27】
【図28】