(57)【要約】  【課題】像歪みの極めて少ない撮像光学系及びそれを用いた欠陥検出装置を提供する。  【解決手段】被検面に対して垂直な光軸に対してシフトして配置された、撮像レンズと撮像素子を有し、前記撮像レンズが、正の屈折力を持つ２つの群Ｇ１，Ｇ２と、前記２つの群Ｇ１，Ｇ２の間に配置された絞りＳとを有し、該撮像レンズにおける最も物体側のレンズＬ１１が、負の屈折力を持つ物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、最も物体側のレンズの焦点距離をｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(1)      −５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．１                        …(1)を満足し、該撮像レンズにおける最も像側のレンズＬ２５が、正の屈折力を持ち、最も像側のレンズの焦点距離をｆＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(2)      ０．２  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３                            …(2)を満足する。【選択図】  図４
2005107171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検面に対して垂直な光軸に対してシフトして配置された、撮像レンズと撮像素子を有し、
前記撮像レンズが、正の屈折力を持つ２つの群と、前記２つの群の間に配置された絞りを有し、
該撮像レンズにおける最も物体側のレンズが、負の屈折力を持つ物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、最も物体側のレンズの焦点距離をｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
−５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．１
を満足し、
該撮像レンズにおける最も像側のレンズが、正の屈折力を持ち、最も像側のレンズの焦点距離をｆＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．２  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３
を満足することを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
前記撮像レンズを構成するレンズのうち、少なくとも１つのレンズのシフト量が、他のレンズのシフト量と異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
被検査物に照明光を照射する暗視野照明装置と、
請求項１又は２に記載の撮像光学系を有する欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面が平滑な試料の欠陥ならびに異物を検出するための撮像光学系及びそれを用いた欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映画フィルム、フォトマスクブランク、ガラス基板、ＣＣＤカラーフィルター、ＮＤフィルター、偏向板、波長板等は、平滑な表面を有している。
従来、このような表面が平滑な試料における欠陥ならびに異物を検出する手段として暗視野照明による斜撮影方式が知られている。
斜撮影方式は、被検物表面の欠陥部分で生じる散乱光を検出することで、被検物の欠陥部を強調した像を得るという方式である。斜撮影方式を利用した装置は、例えば次の特許文献１で提案されている。
【特許文献１】特開２０００−０２６６６９０号公報
【０００３】
特許文献１に記載の装置は、図１１に示すように、撮像レンズ５１、５３、及び撮像素子５２、５４を備えている。撮像レンズ５１及び撮像素子５２は撮影用であり、光源５１の光軸上に設けられている。また、撮像レンズ５１及び撮像素子５２は欠陥検出用であり、光源５５の光軸に対して傾斜して配置されている。また、披検物５６を照明するために、光源５５が設けられている。光源５５からの光で披検物５６を照明すると、披検物５６からは様々な方向に進む透過光が生じる。そこで、被検物５６の通常の撮影においては、図１１(a)に示すように、被検物５６を光軸方向に透過する光を、撮像レンズ５１及び撮像素子５２を介して撮像する。他方、被検物５６の欠陥を検出する場合には、図１１(b)に示すように、被検物５６表面の欠陥部分によって散乱されて透過する光を、撮像レンズ５３及び撮像素子５４を介して撮像するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置のように、欠陥検出用の撮像レンズ５３及び撮像素子５４を、光源５５の光軸に対して傾斜して配置したのでは（図１２(a)参照）、被検物５６との距離が撮像レンズ５３及び撮像素子５４の部位によって異なる。すなわち、撮像領域によって撮像倍率が異なるため、例えば、図１２(b)に示すように、撮像すべき像が歪んでしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、像歪みの極めて少ない撮像光学系及びそれを用いた欠陥検出装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による撮像光学系は、被検面に対して垂直な光軸に対してシフトして配置された、撮像レンズと撮像素子を有し、前記撮像レンズが、正の屈折力を持つ２つの群と、前記２つの群の間に配置された絞りとを有し、該撮像レンズにおける最も物体側のレンズが、負の屈折力を持つ物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、最も物体側のレンズの焦点距離をｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(1)
−５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．１                        …(1)
を満足し、該撮像レンズにおける最も像側のレンズが、正の屈折力を持ち、最も像側のレンズの焦点距離をｆＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(2)
０．２  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３                            …(2)
を満足することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明による撮像光学系においては、前記撮像レンズを構成するレンズのうち、少なくとも１つのレンズの前記シフト量を、他のレンズの前記シフト量と異ならせるのが好ましい。
【０００８】
また、本発明による欠陥検出装置は、被検査物に照明光を照射する暗視野照明装置と、上記本発明の撮像光学系を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像光学系及びそれを用いた欠陥検出装置によれば歪みの無い像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
図１は透過型の欠陥検出装置であって、本発明の一実施形態にかかる撮像光学系の配置を示す説明図である。図２は反射型の欠陥検出装置であって、本発明の他の実施形態にかかる撮像光学系の配置を示す説明図である。
本発明の撮像光学系１は、図１、図２に示すように、撮像レンズ２と撮像素子３が、被検面（試料）４に対して垂直な光軸Ａ（光源５の光軸）に対してシフトした位置に配置されている。このとき、撮像レンズの中心軸は、光軸Ａと平行（あるいは略平行）になっている。同様に、撮像素子３の面の法線も、光軸Ａと平行（あるいは略平行）になっている。
このようにすれば、撮像レンズ２及び撮像素子３と被検物（試料）４との距離が一定に保たれ、所定の撮像領域において撮像倍率が一定に保たれる。そのため、像の歪みがなく、試料の検査領域全域にピントを合わせることができる。
【００１１】
図１、図２の装置では、図１(b)、図２(b)に示すように、光源５からの照射光が試料４の欠陥部で散乱し、撮像レンズ２及び撮像素子３に導かれる。撮像レンズ２は、その散乱光を撮像素子３に結像する。撮像素子３は、結像された欠陥部の像を撮像する。なお、撮像レンズ２、撮像素子３は、試料４に欠陥がないときの試料４からの光が入射しない位置に配置する。
【００１２】
また、本発明の撮像光学系における撮像レンズは、絞りを挟んで正、正の屈折力を持つレンズ群が配置されている。このように、屈折力が絞りに対して対称となるように光学配置すれば、広画角化によって発生するディストーションや倍率色収差を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の撮像光学系では、撮像レンズにおける最も物体側のレンズを、負の屈折力を持つ物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成している。
このように構成すれば、軸上から軸外の夫々の画角の光束に対して最小画角に近い構成をとることができ、収差の発生を防止できる。
【００１４】
また、本発明の撮像光学系では、撮像レンズにおける、最も物体側のレンズの焦点距離ｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(1)
−５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．１                      …(1)
を満足するように構成されている。
条件式(1)の下限値を下回って、最も物体側のレンズの負の屈折力が弱すぎると、絞り前後のパワー配置が崩れ、ディストーションが発生してしまう。
一方、条件式(1)の上限値を上回って、最も物体側のレンズの負の屈折力が強すぎると、ディストーションがおきないようにするために、２枚目以降のレンズの凸パワーを大きくしなければならなくなる。そのため、偏心による性能劣化が大きくなってしまう。
【００１５】
また、好ましくは、次の条件式(1')を満足するのが良い。
−２  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．２                    …(1')
更には、次の条件式(1")を満足するのがより一層好ましい。
−１．５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．３                …(1")
【００１６】
また、本発明の撮像光学系では、撮像レンズにおける、最も像側のレンズが正の屈折力を持ち、最も像側のレンズの焦点距離をｆＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(2)を満足するように構成されている。
０．２  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３                          …(2)
条件式(2)の下限値を下回って、最も像側のレンズの正の屈折力が弱すぎると、絞り前後の屈折力の配置が崩れ、ディストーションが発生してしまう。
一方、条件式(2)の上限値を上回って、最も像側のレンズの正の屈折力が強すぎると、ディストーションがおきないようにするために、それよりも物体側のレンズの凹パワーを大きくしなければならなくなる。そのため偏心による性能劣化が大きくなってしまう。
【００１７】
また、好ましくは、次の条件式(2')を満足するのが良い。
０．３  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜２                              …(2')
【００１８】
また、本発明の撮像光学系は、撮像レンズを構成するレンズのうち、少なくとも１つのレンズのシフト量が、他のレンズのシフト量と異なるようにするのが好ましい。
光線の通る領域のみレンズの性能を出せば足りるため、最終レンズを小さくしても構わない。そして、レンズを小さくできることで、コストの低減に寄与できる。
また、本発明の撮像光学系においては、撮像レンズを構成するレンズのうち、複数のレンズのシフト量が、他のレンズのシフト量と異なるようにするとなおよい。例えば、図３に示すように、撮像レンズの前群のシフト量と後群のシフト量とを異ならせるのが好ましい。更には、本発明の撮像光学系においては、撮像レンズを構成する全てのレンズのシフト量が異なるようにするとよい。
このように構成すれば、被検査体から斜めに入射する欠陥部位の像が通過できる各群の有効径を大きくとることができる。
【００１９】
また、本発明の撮像光学系においては、撮像レンズにおける、最も像側のレンズの光軸上の肉厚をｄＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式(3)を満足するのが好ましい。
０．０５  ＜  ｄＲ／ｆ  ＜  ０．８                      …(3)
条件式(3)の下限値を下回ると、縁肉確保が十分できず、加工が困難になる。一方、条件式(3)の上限値を上回ると、レンズ径が大きくなりすぎてしまう。
【００２０】
なお、好ましくは、次の条件式(3')を満足するのが良い。
０．１  ＜  ｄＲ／ｆ  ＜  ０．５                    …(3')
【００２１】
また、本発明の撮像光学系においては、撮像レンズの像側最終レンズ面から撮像光学系の射出瞳までの距離をＥｘ、撮像レンズの物像間距離をＬとしたとき、次の条件式(4)を満足するように構成されている。
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．２                              …(4)
条件式(4)を満足することで、絞りよりも後ろ側にある正の屈折力を持つ後群の焦点位置に絞りを配置した構成とし、絞りの像である射出瞳を無限遠方に投影している。
撮像レンズの像側には、ＣＣＤ等の撮像素子が配置される。仮に、射出瞳が像面に近い位置にあると、主光線が画素に斜めに入射する。そうすると、主に軸外の入射光がＣＣＤの構造物に遮られて光量が減少したり、欠陥がない部位からの光が入射するということが生じる。その結果、シェーディングがおきてしまう。
しかるに、本発明のように、条件式(4)を満足し、像側テレセントリックな構成にすればシェーディングを抑制することができる。
【００２２】
なお、好ましくは、次の条件式(4')を満足するのが良い。
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．４                            …(4')
更には、次の条件式(4")を満足するのがより一層好ましい。
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．５                            …(4")
【００２３】
また、本発明の撮像光学系においては、撮影レンズの物体側ＦナンバーをＦＮＯとしたとき、次の条件式(5)を満足するのが好ましい。
１．５  ＜  ＦＮＯ  ＜  １６                          …(5)
条件式(5)の上限値を上回ると、回折限界のスポット径（φ＝０．６１×λ×ＦＮＯ）が大きくなり、解像力が悪くなってしまう。
一方、条件式(5)の下限値を下回ると、焦点深度ならびに被写界深度が浅くなるため、傷検出用カメラと試料との調整が難しくなってしまう。
【００２４】
被検査物に照明光を照射する暗視野照明装置と、上記のように構成された撮像光学系を有して、図１，２に記載のような欠陥検出装置を構成すれば、広い画角によって発生するディストーション、倍率色収差を抑制できる。また、撮像レンズ、撮像素子が、被検面に対して垂直な光軸に対してシフトした配置となるため、像の歪みがなく、かつ、試料の検査領域全域にピントを合わせることができる。このように、本発明によれば、上記の効果を備えた、像歪みの極めて少ない欠陥検出装置が実現できる。
【００２５】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図４は撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。この撮像レンズは、本発明の実施例１にかかる撮像光学系に用いられる。
実施例１の撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力をもつ前群Ｇ１と開口絞りＳと、正の屈折力をもつ後群Ｇ２とを有して構成されている。なお、図中、Ｉは撮像面、Ｏは物体面である。
前群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とで構成されている。
後群Ｇ２は、物体側より順に、両凸レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と両凹レンズＬ２３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５とで構成されている。
【００２７】
次に、実施例１の撮像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
なお、実施例１の数値データにおいて、ｒ1、ｒ2、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ1、ｄ2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎe1、ｎe2、…は各レンズのｅ線での屈折率、νe1、νe2、…は各レンズのアッべ数、ＦＮＯは全系のＦナンバーを表している。これらの記号は以下の各実施例の数値データにおいて共通である。
【００２８】
数値データ１
ＦＮＯ：５．６
絞り径：７．７９２
倍率：０．３５
ｒ0＝∞（物体面）   ｄ0＝145.000
ｒ1＝229.3446       ｄ1＝4.000        ｎe1＝1.48915       νe1＝70.04
ｒ2＝25.3050        ｄ2＝17.686
ｒ3＝82.5841        ｄ3＝12.000       ｎe3＝1.80642       νe3＝34.72
ｒ4＝-307.3125      ｄ4＝3.183
ｒ5＝-41.6723       ｄ5＝12.000       ｎe5＝1.59143       νe5＝60.86
ｒ6＝-39.3393       ｄ6＝13.354
ｒ7＝∞（開口絞り） ｄ7＝1.000
ｒ8＝48.5416        ｄ8＝12.000       ｎe8＝1.62555       νe8＝57.89
ｒ9＝-72.3447       ｄ9＝1.000
ｒ10＝41.1505       ｄ10＝5.979        ｎe10＝1.51825      νe10＝63.93
ｒ11＝-37.3188      ｄ11＝12.000       ｎe11＝1.72310      νe11＝29.28
ｒ12＝26.0640       ｄ12＝19.894
ｒ13＝-19.2980      ｄ13＝5.000        ｎe13＝1.64419      νe13＝34.20
ｒ14＝-26.6950      ｄ14＝11.232
ｒ15＝109.7854      ｄ15＝14.206       ｎe15＝1.85504      νe15＝23.59
ｒ16＝-135.1275     ｄ16＝19.526
ｒ17＝∞（撮像面）  ｄ17＝0
【実施例２】
【００２９】
図５も撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。この撮像レンズは、本発明の実施例２にかかる撮像光学系に用いられる。
実施例２の撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力をもつ前群Ｇ１と開口絞りＳと、正の屈折力をもつ後群Ｇ２とを有して構成されている。なお、図中、Ｉは撮像面、Ｏは物体面である。
前群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２’と、両凸レンズＬ１３’と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とで構成されている。
後群Ｇ２は、物体側より順に、両凸レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と両凹レンズＬ２３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸レンズＬ２５とで構成されている。
【００３０】
次に、実施例２の撮像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ２
ＦＮＯ：５．６
絞り径：６．９６４
倍率：０．３
ｒ0＝∞（物体面）   ｄ0＝135.000
ｒ1＝56.4670        ｄ1＝2.000         ｎe1＝1.77621       νe1＝49.36
ｒ2＝23.5920        ｄ2＝13.599
ｒ3＝-60.9505       ｄ3＝12.000        ｎe3＝1.85504       νe3＝23.59
ｒ4＝-71.3262       ｄ4＝1.000
ｒ5＝267.5065       ｄ5＝12.000        ｎe5＝1.73740       νe5＝51.24
ｒ6＝-67.5051       ｄ6＝3.704
ｒ7＝-38.4550       ｄ7＝8.104         ｎe7＝1.48915       νe7＝70.04
ｒ8＝-35.0047       ｄ8＝11.468
ｒ9＝∞（開口絞り） ｄ9＝19.261
ｒ10＝127.7222      ｄ10＝12.000        ｎe10＝1.77621      νe10＝49.36
ｒ11＝-112.3404     ｄ11＝1.000
ｒ12＝41.1575       ｄ12＝10.440        ｎe12＝1.77621      νe12＝49.36
ｒ13＝-66.1241      ｄ13＝2.000         ｎe13＝1.76859      νe13＝26.30
ｒ14＝27.6405       ｄ14＝25.624
ｒ15＝-26.0812      ｄ15＝4.000         ｎe15＝1.76859      νe15＝26.30
ｒ16＝-36.9972      ｄ16＝2.089
ｒ17＝102.6720      ｄ17＝18.890        ｎe17＝1.85504      νe17＝23.59
ｒ18＝-154.0886     ｄ18＝19.526
ｒ19＝∞（撮像面）  ｄ19＝0
【実施例３】
【００３１】
図６も撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。この撮影レンズは、本発明の実施例３にかかる撮像光学系に用いられる。
実施例３の撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力をもつ前群Ｇ１と開口絞りＳと、正の屈折力をもつ後群Ｇ２とを有して構成されている。なお、図中、Ｉは撮像面、Ｏは物体面である。
前群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２’と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３”と、両凸レンズＬ１４’とで構成されている。
後群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１’と、物体側に凸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、両凸レンズＬ２４’とで構成されている。
【００３２】
次に、実施例３の撮像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ３
ＦＮＯ：５．６
絞り径：７．０４４
倍率：０．３
ｒ0＝∞（物体面）   ｄ0＝135.000
ｒ1＝83.0758        ｄ1＝2.000          ｎe1＝1.69401       νe1＝54.59
ｒ2＝24.5810        ｄ2＝15.897
ｒ3＝-39.9828       ｄ3＝12.000         ｎe3＝1.77621       νe3＝49.36
ｒ4＝-41.0345       ｄ4＝17.240
ｒ5＝32.6640        ｄ5＝12.000         ｎe5＝1.85504       νe5＝23.59
ｒ6＝22.2213        ｄ6＝2.137
ｒ7＝33.6320        ｄ7＝12.000         ｎe7＝1.69979       νe7＝55.31
ｒ8＝-37.3498       ｄ8＝1.000
ｒ9＝∞（開口絞り） ｄ9＝1.911
ｒ10＝-29.7379      ｄ10＝12.000         ｎe10＝1.68082      νe10＝55.08
ｒ11＝-34.7275      ｄ11＝1.000
ｒ12＝76.7208       ｄ12＝10.093         ｎe12＝1.85504      νe12＝23.59
ｒ13＝29.0067       ｄ13＝1.043
ｒ14＝31.0925       ｄ14＝12.000         ｎe14＝1.48915      νe14＝70.04
ｒ15＝35.4816       ｄ15＝33.062
ｒ16＝96.9201       ｄ16＝19.616         ｎe16＝1.77621      νe16＝49.36
ｒ17＝-153.7076     ｄ17＝19.526
ｒ18＝∞（撮像面）  ｄ18＝0
【実施例４】
【００３３】
図７撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。この撮影レンズは、本発明の実施例４にかかる撮像光学系に用いられる。
実施例４の撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力をもつ前群Ｇ１と開口絞りＳと、正の屈折力をもつ後群Ｇ２とを有して構成されている。なお、図中、Ｉは撮像面、Ｏは物体面である。
前群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３’”と、両凹レンズＬ１４”とで構成されている。
後群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１”と、両凸レンズＬ２２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３”と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２４”と、両凸レンズＬ２５とで構成されている。
両凸レンズＬ２５は、撮像レンズの光軸に対して垂直方向にシフトしている。
【００３４】
次に、実施例４の撮像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。なお、光学部材のシフト量は絞りを基準としたシフト量で示してある。
数値データ４
ＦＮＯ：５．６
絞り径：７．３３６
倍率：０．４０
ｒ0＝∞（物体面）    ｄ0＝120.000
ｒ1＝200.0000        ｄ1＝4.000        ｎe1＝1.77621       νe1＝49.36
ｒ2＝28.3947         ｄ2＝30.177
ｒ3＝66.5462         ｄ3＝12.000       ｎe3＝1.69979       νe3＝55.31
ｒ4＝-67.8218        ｄ4＝1.000
ｒ5＝31.7816         ｄ5＝5.111        ｎe5＝1.79012       νe5＝43.95
ｒ6＝87.4846         ｄ6＝2.910
ｒ7＝-246.1951       ｄ7＝2.000        ｎe7＝1.70442       νe7＝29.89
ｒ8＝30.8453         ｄ8＝3.427
ｒ9＝∞（開口絞り）  ｄ9＝0.818
ｒ10＝-94.9753       ｄ10＝12.000       ｎe10＝1.73740      νe10＝51.24
ｒ11＝-43.8591       ｄ11＝17.823
ｒ12＝90.7861        ｄ12＝8.071        ｎe12＝1.48915      νe12＝70.04
ｒ13＝-66.3547       ｄ13＝5.752
ｒ14＝-29.2324       ｄ14＝12.000       ｎe14＝1.72310      νe14＝29.28
ｒ15＝-482.9711      ｄ15＝10.427
ｒ16＝-121.6673      ｄ16＝12.000       ｎe16＝1.69979      νe16＝55.31
ｒ17＝-50.1301       ｄ17＝27.706
ｒ18＝442.4097       ｄ18＝12.777       ｎe18＝1.62555      νe18＝57.89
シフト量＝14.584
ｒ19＝-66.6810       ｄ19＝19.775
ｒ20＝∞（撮像面）   ｄ20＝0
【実施例５】
【００３５】
図８も撮影レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。この撮影レンズは、本発明の実施例５にかかる撮像光学系に用いられる。
実施例５の撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力をもつ前群Ｇ１と開口絞りＳと、正の屈折力をもつ後群Ｇ２とを有して構成されている。なお、図中、Ｉは撮像面、Ｏは物体面である。
前群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３’”と、両凹レンズＬ１４”とで構成されている。
後群Ｇ２は、物体側より順に、両凸レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２”と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２３’”と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４’”とで構成されている。
各レンズは、いずれも撮像レンズの光軸に対して垂直方向に異なるシフト量でシフトしている。
【００３６】
次に、実施例５の撮像レンズを構成する光学部材の数値データを示す。なお、各光学部材のシフト量は絞りを基準としたシフト量で示してある。
数値データ５
ＦＮＯ：５．６
絞り径：６．６９１
倍率：０．３７
ｒ0＝∞（物体面）   ｄ0＝120.000
ｒ1＝200.0000       ｄ1＝2.000        ｎe1＝1.77621      νe1＝49.36
シフト量＝-14.950
ｒ2＝34.7000        ｄ2＝38.154
ｒ3＝68.3738        ｄ3＝8.022        ｎe3＝1.80642      νe3＝34.72
シフト量＝-11.533
ｒ4＝-250.2091      ｄ4＝16.348
ｒ5＝32.5005        ｄ5＝8.051        ｎe5＝1.74678      νe5＝49.10
シフト量＝-3.000
ｒ6＝385.1389      ｄ6＝1.336
ｒ7＝-479.0870      ｄ7＝2.000        ｎe7＝1.85504      νe7＝23.59
シフト量＝-7.510
ｒ8＝32.9305        ｄ8＝3.436
ｒ9＝∞（開口絞り） ｄ9＝0.818
シフト量＝0.000
ｒ10＝155.2740       ｄ10＝3.953       ｎe10＝1.69401      νe10＝54.59
シフト量＝1.000
ｒ11＝-87.0555       ｄ11＝20.314
ｒ12＝-24.5398       ｄ12＝7.312       ｎe12＝1.85504      νe12＝23.59
シフト量＝2.000
ｒ13＝-31.7618       ｄ13＝34.150
ｒ14＝-706.5422      ｄ14＝15.561      ｎe14＝1.77621      νe14＝49.36
シフト量＝4.000
ｒ15＝-96.6404       ｄ15＝3.000
ｒ16＝117.0292       ｄ16＝15.546      ｎe16＝1.77621      νe16＝49.36
シフト量＝5.000
ｒ17＝2846.3609      ｄ17＝22.156
ｒ18＝∞（撮像面）   ｄ18＝0
次に、各実施例における条件式パラメータの値を表１に示す。
表１
2005107171.tif 000003
【００３７】
さて、以上の実施例で説明した本発明の撮像光学系を用いた欠陥検出装置は、映画フィルムスキャナー（テレシネ装置）などの光学装置に用いることが出来る。以下に、その実施形態を例示する。
テレシネ装置とは、映画フィルムをデジタライズする装置である。このテレシネ装置は、例えば、図１０に示すように、照明光学系でフィルムを照明し、撮像レンズを経由し、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像しデジタル化する構成になっている。
ところで、上記のようなテレシネ装置は、映画フィルム表面にあるスクラッチ等微細な欠陥や、フィルムに付着した塵、埃、汚れ、指紋という異物も画像化してしまう。テレシネ装置では、これらの異物やキズの影響を取り除く事が必要である。
【００３８】
図９は本発明の欠陥検出装置を搭載したテレシネ装置の一例を示す概略構成図である。
本例のテレシネ装置は、光源５、撮像レンズ６及び撮像素子７とを有する。また、被検物４である映写フィルムを照明するために、照明光学系が設けられている。よって、光源５は、照明光学系の照明用光源である。また、撮像レンズ６と撮像素子７は、被検面に対し垂直な光軸上に配置されている。更に、この基本構成に加えて、本発明の撮像光学系１として、撮像レンズ２と撮像素子３を有する。この撮像レンズ２と撮像素子３は、欠陥検出用に用いられる。そして、撮像レンズ２の中心軸と撮像素子３の面の法線は、被検面に対し垂直な光軸上略平行（あるいは略平行）となるように配置されている。撮像素子３，７には、それぞれ映像処理部８，９が接続されている。映像処理部８，９には、欠陥補正部１０が接続されている。欠陥補正部１０には、映像記録部１１が接続されている。そして、図９の例では、撮像光学系１と映像処理部８とで欠陥検出装置が構成されている。
【００３９】
このように構成されたテレシネ装置では、光源５で映写フィルム等の被検物４を照明する。被検物４を透過した光は、撮像レンズ６を経て撮像素子５で撮像され、映像処理部９を介してデジタル化され、欠陥補正部１０へと送られる。このとき、被検物４に欠陥（異物やキズなど）がある場合には、デジタル化された画像データにはその欠陥がそのまま存在することになる。そこで、被検物４の欠陥部分で散乱した光を撮像レンズ２を経て撮像素子３で撮像し、映像処理部８でデジタル化する。この映像処理部８でデジタル化した欠陥部の画像データは、欠陥補正部１０へと送られる。欠陥補正部１０は、映像処理部９でデジタル化された画像データに対し、映像処理部８でデジタル化された欠陥部に相当する位置の画像データを補正する。欠陥補正部１０で補正された画像は、映像記録部１１に記録される。
従って、本例のテレシネ装置によれば、欠陥検出装置を介して、テレシネ装置で得られた画像データの欠陥部を特定して、欠陥部を補正する画像処理を行うことにより、フィルムの異物やキズの影響を取り除くことができる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の撮像光学系及びそれを用いた欠陥検出装置は、特許請求に記載された発明の他に以下に示す特徴を備えている。
【００４１】
（１）前記撮像レンズにおける、最も物体側のレンズの焦点距離をｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
−２  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．２
を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【００４２】
（２）前記撮像レンズにおける、最も物体側のレンズの焦点距離をｆｌ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
−１．５  ＜  ｆｌ／ｆ  ＜  −０．３
を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【００４３】
（３）前記撮像レンズにおける、最も像側のレンズの焦点距離をｆＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．３  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ２
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）、（２）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４４】
（４）前記撮像レンズにおける、最も像側のレンズの光軸上の肉厚をｄＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．０５  ＜  ｄＲ／ｆ  ＜  ０．８
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４５】
（５）前記撮像レンズにおける、最も像側のレンズの光軸上の肉厚をｄＲ、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．１  ＜  ｄＲ／ｆ  ＜  ０．５
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４６】
（６）前記撮像レンズの像側最終レンズ面から該撮像レンズの射出瞳までの距離をＥｘ、該撮像レンズの物像間距離をＬとしたとき、
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．２
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４７】
（７）前記撮像レンズの像側最終レンズ面から該撮像レンズの射出瞳までの距離をＥｘ、該撮像レンズの物像間距離をＬとしたとき、
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．４
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４８】
（８）前記撮像レンズの像側最終レンズ面から該撮像レンズの射出瞳までの距離をＥｘ、該撮像レンズの物像間距離をＬとしたとき、
｜Ｅｘ｜／Ｌ  ＞  ０．５
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００４９】
（９）前記撮像レンズにおける物体側ＦナンバーをＦＮＯとしたとき、
１．５  ＜  ＦＮＯ  ＜  １６
を満足することを特徴とする請求項１、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００５０】
（１０）前記撮像レンズを構成するレンズのうち、複数のレンズのシフト量が、他のレンズのシフト量と異なることを特徴とする請求項１、２、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００５１】
（１１）前記撮像レンズを構成する全てのレンズのシフト量が異なることを特徴とする請求項１、２、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００５２】
（１２）前記撮像レンズを構成するレンズ群のシフト量がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１、２、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の撮像光学系。
【００５３】
（１３）被検査物に照明光を照射する暗視野照明装置と、上記（１）~（１２）に記載の撮像光学系を有する欠陥検出装置。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撮像光学系の透過型欠陥検出装置に対する配置を示す説明図であり、(a)は欠陥部がないときの透過光の状態、(b)は欠陥部があるときの透過光の状態を示している。
【図２】本発明の一実施形態にかかる撮像光学系の反射型欠陥検出装置に対する配置を示す説明図であり、(a)は欠陥部がないときの照明光の状態、(b)は欠陥部があるときの反射光の状態を示している。
【図３】本発明の撮像光学系を用いた欠陥検出装置のさらに他の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる撮像光学系における撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】本発明の実施例２にかかる撮像光学系における撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施例３にかかる撮像光学系における撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図７】本発明の実施例４にかかる撮像光学系における撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】本発明の実施例５にかかる撮像光学系における撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図９】本発明の欠陥検出装置を搭載したテレシネ装置の一例を示す概略構成図である。
【図１０】テレシネ装置の概念図である。
【図１１】従来の欠陥検出装置の一例を示す概略構成図であり、(a)は通常撮影状態、(b)は欠陥部撮影状態を示している。
【図１２】(a)は従来の欠陥検出装置における撮像光学系の配置を示す説明図、(b)はこの撮像光学系で撮影したときの画像の歪みを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１            撮像光学系
２            （欠陥部検出用）撮像レンズ
３            （欠陥部検出用）撮像素子
４            被検物（試料）
５            光源
６            （通常撮影用）撮像レンズ
７            （通常撮影用）撮像素子
８，９        映像処理部
１０          欠陥補正部
１１          映像記録部
５１          （通常撮影用）撮像レンズ
５２          （通常撮影用）撮像素子
５３          （欠陥部検出用）撮影レンズ
５４          （欠陥部検出用）撮像素子
５５          光源
５６          被検物（試料）
Ｇ１          前群
Ｇ２          後群
Ｌ１１        物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ１２        両凸レンズ
Ｌ１２’      物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ１３        物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１３’      両凸レンズ
Ｌ１３”      物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ１３’”    物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１４        物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１４’      両凸レンズ
Ｌ１４”      両凹レンズ
Ｌ２１        両凸レンズ
Ｌ２１’      物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２１”      物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２２        両凸レンズ
Ｌ２２’      物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２２”      物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２３        両凹レンズ
Ｌ２３’      物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２３”      物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２３’”    物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２４        物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２４’      両凸レンズ
Ｌ２４”      物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２４’”    物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２５        両凸レンズ
Ｉ            撮像面
Ｏ            物体面
【図１】
2005107171.tif 000004
【図２】
2005107171.tif 000005
【図３】
2005107171.tif 000006
【図４】
2005107171.tif 000007
【図５】
2005107171.tif 000008
【図６】
2005107171.tif 000009
【図７】
2005107171.tif 000010
【図８】
2005107171.tif 000011
【図９】
2005107171.tif 000012
【図１０】
2005107171.tif 000013
【図１１】
2005107171.tif 000014
【図１２】
2005107171.tif 000015