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公開番号2025051566
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2024005099
出願日2024-01-17
発明の名称テレセントリックレンズ
出願人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
代理人個人,個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20250327BHJP(光学)
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
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）
続きを表示（約 2,400 文字）【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】以降は省略されています）
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。
続きを表示（約 2,200 文字）【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）
【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）
【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）
【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）
【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）
【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）
【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）
（【００１１】以降は省略されています）

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