(57)【要約】【課題】物体側から像側へ、正の屈折力の第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力の第２レンズ群を配してなり、第１レンズ群の移動によりフォーカシングを行う新規な結像レンズを実現する。【解決手段】結像レンズは、物体側から像側へ向かって順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、正または負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を配してなり、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から像側へ向かって順次、第１の正レンズＬ１、第１の負レンズＬ２、第２の正レンズＬ３、第２の負レンズＬ４、第３の正レンズＬ５を配して構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際に、第１レンズ群が物体側に変位することにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群の、第１の正レンズＬ１と第１の負レンズＬ２との空気間隔：Ｄａ、第１レンズ群Ｇ１の厚さ：Ｄ１が、以下の条件式  （１）０．１５＜Ｄａ／Ｄ１＜０．６  を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配してなり、  
前記第１レンズ群が、物体側から像側へ向かって順次、第１の正レンズ、第１の負レンズ、第２の正レンズ、第２の負レンズ、第３の正レンズを配して構成され、  
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際に、第１レンズ群が物体側に変位することにより、該第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、  
前記第１レンズ群の、前記第１の正レンズと前記第１の負レンズとの空気間隔：Ｄａ、前記第１レンズ群の厚さ：Ｄ１が、以下の条件式  
（１）０．１５＜Ｄａ／Ｄ１＜０．６  
を満足する結像レンズ。
【請求項２】
請求項１記載の結像レンズであって、  
前記第２の正レンズの像側面の曲率半径：Ｒ３２、前記第２の負レンズの物体側面の曲率半径：Ｒ４１が、以下の条件式  
（２）０．１５＜（Ｒ３２−Ｒ４１）／（Ｒ３２＋Ｒ４１）＜０．４
を満足する結像レンズ。
【請求項３】
請求項１または２記載の結像レンズであって、
前記第２の負レンズの物体側面の曲率半径：Ｒ４１、前記第３の正レンズの像側面の曲率半径：Ｒ５２が、以下の条件式  
（３）−０．１５＜（Ｒ４１−Ｒ５２）／（Ｒ４１＋Ｒ５２）＜０．０
を満足する結像レンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の結像レンズであって、
前記第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆが、条件式  
（４）０．５＜ｆ１／ｆ＜０．８  
を満足する結像レンズ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の結像レンズであって、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群が像面に対して固定である結像レンズ。
【請求項６】
請求項５記載の結像レンズであって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記絞りが像面に対して固定である結像レンズ。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載の結像レンズであって、
レンズ材料の、ｄ線に対する屈折率：ｎｄ、およびアッベ数：νｄ、および、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ，ｎＦ，ｎＣにより、次式  
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）  
で定義される部分分散比：Ｐｇ，Ｆが、以下の条件式  
（５）１．４５＜ｎｄ＜１．６５  
（６）６０．０＜νｄ＜９５．０  
（７）０．０１０＜Ｐｇ，Ｆ−(−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
を満足する前記レンズ材料により、前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの少なくとも１枚が形成されている結像レンズ。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１項に記載の結像レンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって、第３の負レンズ、第４の負レンズ、第４の正レンズで構成されている結像レンズ。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか１項に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有するカメラ。
【請求項１０】
請求項１ないし８の何れか１項に記載の結像レンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有する検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、結像レンズおよびカメラおよび検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、製品検査を行う検査装置等の所謂「産業用カメラ」が広く実用化されるに伴い、対象物体の像を結像させる結像レンズの用途も、多岐に亘るようになってきている。  
カメラや検査装置への適用も視野にいれた結像レンズで、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配してなり、第１レンズ群の移動によりフォーカシングを行うものが知られている（特許文献１、２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配してなり、第１レンズ群の移動によりフォーカシングを行う新規な結像レンズの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の結像レンズは、物体側から像側へ向かって順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配してなり、前記第１レンズ群が、物体側から像側へ向かって順次、第１の正レンズ、第１の負レンズ、第２の正レンズ、第２の負レンズ、第３の正レンズを配して構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際に、第１レンズ群が物体側に変位することにより、該第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群の、前記第１の正レンズと前記第１の負レンズとの空気間隔：Ｄａ、前記第１レンズ群の厚さ：Ｄ１が、以下の条件式  
（１）０．１５＜Ｄａ／Ｄ１＜０．６  
を満足する。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配してなり、第１レンズ群の移動によりフォーカシングを行う新規な結像レンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】結像レンズの数値実施例１を示す光学配置図である。
【図２】結像レンズの数値実施例２を示す光学配置図である。
【図３】結像レンズの数値実施例３を示す光学配置図である。
【図４】結像レンズの数値実施例４を示す光学配置図である。
【図５】数値実施例１の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図６】数値実施例１の結像レンズが、倍率−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図７】数値実施例１の結像レンズが、倍率−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図８】数値実施例２の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図９】数値実施例２の結像レンズが、倍率−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１０】数値実施例２の結像レンズが、倍率−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１１】数値実施例３の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１２】数値実施例３の結像レンズが、倍率−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１３】数値実施例３の結像レンズが、倍率−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１４】数値実施例４の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１５】数値実施例４の結像レンズが、倍率−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１６】数値実施例４の結像レンズが、倍率−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図である。
【図１７】カメラの実施の１形態を説明するための図である。
【図１８】カメラのシステムを説明するための図である。
【図１９】検査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一般に、焦点距離が比較的長く且つ口径の大きい結像レンズは、球面収差やコマ収差、軸上色収差を補正することが困難となりがちである。また、フォーカシングを「全体繰り出し」で行うと、物体距離の変化により各種収差が発生しやすい。  
この発明の結像レンズは、前述のごとき構成を採ることにより、これら収差補正上の課題を解決できるとの新規な知見に基づくものである。  
即ち、物体側から像側へ向かって順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正または負の屈折力を有する第２レンズ群を配する。  
第１レンズ群を、物体側から像側へ向かって順次、第１の正レンズ、第１の負レンズ、第２の正レンズ、第２の負レンズ、第３の正レンズの５枚のレンズを配して構成する。
【０００８】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際に、第１レンズ群が物体側に変位することにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群の、第１の正レンズと第１の負レンズとの空気間隔：Ｄａ、第１レンズ群の厚さ：Ｄ１が、以下の条件式  
（１）０．１５＜Ｄａ／Ｄ１＜０．６  
を満足する。
【０００９】
なお、「第１の正レンズと第１の負レンズとの空気間隔：Ｄａ」は、光軸上の空気間隔であり、「第１レンズ群の厚さ：Ｄ１」は、第１の正レンズの物体側面から第３の正レンズの像側面までの光軸上の距離」である。
【００１０】
第１レンズ群を上記の如き構成にすることにより、球面収差やコマ収差や軸上色収差を十分に補正することが可能となる。  
第１の正レンズと第１の負レンズの空気間隔：Ｄａが条件（１）を満足するように設定することにより、第１の正レンズの物体側面で発生する球面収差やコマ収差を、第１の負レンズの像側面で補正する。
【００１１】
条件式（１）のパラメータ：Ｄａ／Ｄ１が上限値を超えると、第１レンズ群の厚さに対して、第１の正レンズと第１の負レンズの空気間隔が過大となって「第１レンズ群内における他の構成要素の厚さ・間隔が過少」となり、第１レンズ群内での収差補正が困難となる。また、上記パラメータが条件式（１）の下限値を超えると、第１の正レンズの物体側面で発生する収差を、第１の負レンズの像側面により補正することが困難になり、第１レンズ群内での収差補正が困難となる。
【００１２】
なお、条件式（１）のパラメータ：Ｄａ／Ｄ１は、より好ましくは、条件式  
（１Ａ）０．２＜Ｄａ／Ｄ１＜０．５  
を満足するのがよい。
【００１３】
フォーカシングについては、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズ群を物体側に移動させて、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させることにより、無限遠から近距離まで収差補正が可能となり高性能化を実現できる。
【００１４】
結像レンズは、上記条件式（１）、より好ましくは条件式（１Ａ）とともに、以下の条件式の任意の１以上を満足することが好ましい。  
（２）０．１５＜（Ｒ３２−Ｒ４１）／（Ｒ３２＋Ｒ４１）＜０．４
（３）−０．１５＜（Ｒ４１−Ｒ５２）／（Ｒ４１＋Ｒ５２）＜０．０
（４）０．５＜ｆ１／ｆ＜０．８                        
これら条件式（２）ないし（４）の各パラメータ中の記号の意味は以下の通りである。
【００１５】
「Ｒ３２」は、第２の正レンズの像側面の曲率半径である。  
「Ｒ４１」は、第２の負レンズの物体側面の曲率半径である。  
「Ｒ５２」は、第３の正レンズの像側面の曲率半径である。  
「ｆ１」は、第１レンズ群の焦点距離である。    
「ｆ」は、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離である。  
第２の正レンズと第２の負レンズとは、第２の正レンズの像側面で発生する球面収差やコマ収差を、第２の負レンズの物体側面で補正するようにできる。条件式（２）は、第２の正レンズと第２の負レンズのこのような関係を良好に機能させ易い条件式である。  
条件式（２）のパラメータ：（Ｒ３２−Ｒ４１）／（Ｒ３２＋Ｒ４１）が上限値を超えると、第２の負レンズの物体側面による補正が過剰になりがちである。また、上記パラメータが条件式（２）の下限値を超えると、第２の正レンズの像側面で発生する収差が大きくなり易く、第２の負レンズの物体側面での補正が不十分となりがちである。
【００１６】
第２の負レンズと第３の正レンズとは、第２の負レンズの物体側面で発生する球面収差やコマ収差を、第３の正レンズの像側面で補正するようにできる。条件式（３）は、第２の負レンズと第３の正レンズのこのような関係を良好に機能させ易い条件式である。  
条件式（３）のパラメータ：（Ｒ４１−Ｒ５２）／（Ｒ４１＋Ｒ５２）が、条件式（３）の上限値を超えると、第３の正レンズの像側面での補正が過剰になりがちである。また、上記パラメータが条件式（３）の下限値を超えると、第２の負レンズの物体側面で発生する収差が大きくなり易く、第３の正レンズの像側面での補正が不十分となりがちである。
【００１７】
第１レンズ群の焦点距離：ｆ１（＞０）を短くすることにより、フォーカシングの際の第１レンズ群の移動量を小さくすることが可能であり、このようにすることにより、結像レンズを小型化しつつ、高倍率になる近距離物体までフォーカシングが可能になる。  
しかし、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が短くなりすぎると、第１レンズ群で発生する収差が第２レンズ群により拡大され、全系の収差補正が困難になり易い。
【００１８】
条件式（４）は、結像レンズを小型化しつつ、高倍率になる近距離物体までフォーカシングを可能にするのに好ましい条件式である。  
条件式（４）のパラメータ：ｆ１／ｆが、条件式（４）の上限値を超えると、結像レンズの小型化と「高倍率までのフォーカシング」との実現が困難になり易い。上記パラメータが条件式（４）の下限値を超えると、第１レンズ群で発生する収差が第２レンズ群により拡大されて、全系の収差補正が困難になり易い。  
なお、条件式（１）のパラメータ：ｆ１／ｆは、より好ましくは、以下の条件式  
（４Ａ）０．５＜ｆ１／ｆ＜０．７  
を満足するのがよい。
【００１９】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群は「像面に対して固定」であるのが良い。  
第２レンズ群をフォーカシングに際して独立に移動させるようにして「設計の自由度」を増やし、結像レンズのさらに高性能化することも可能である。しかし、この発明の結像レンズでは、第２レンズ群をフォーカシングに際して「像面に対して固定」としても十分な高性能化が可能であり、第２レンズ群を固定とすることにより「フォーカシングのメカ機構」を簡易化でき、結像レンズの小型化と、高倍率までフォーカシングを実現できる。
【００２０】
また、第１レンズ群に含まれる３枚の正レンズのうち、少なくとも１枚は、以下の条件式を満足するレンズ材料で形成するのが良い。  
（５）１．４５＜ｎｄ＜１．６５  
（６）６０．０＜νｄ＜９５．０  
（７）０．０１０＜Ｐｇ，Ｆ−(−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
条件式（５）、（６）における「ｎｄおよびνｄ」は、レンズ材料のｄ線に対する屈折率およびアッベ数である。  
また、条件式（７）における「Ｐｇ，Ｆ」は部分分散比で、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ，ｎＦ，ｎＣにより、以下の式により定義される。  
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）                        
第１レンズ群は「軸上マージナル光線が高い位置を通る」ため、軸上色収差の補正が重要である。条件式（５）〜（７）を満足するような異常分散性がある硝種で正レンズを形成することにより、軸上色収差の十分な補正が可能になる。
【００２１】
第２レンズ群は、物体側から「負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズ」を配置して構成するのが好ましい。  
第２レンズ群をこのような「負・負・正」の３枚のレンズで構成にすることにより「像面への入射角」を小さくしつつ各種収差を十分に補正することが可能になる。  
このように、第２レンズ群を「負・負・正の３枚のレンズ」で構成する場合、物体側から、第３の負レンズ、第４の負レンズ、第４の正レンズと呼ぶことにする。  
第３の負レンズの焦点距離：ｆ＿６（＜０）、第４の負レンズの焦点距離：ｆ＿７（＜０）は、条件式  
（８）０．３＜ｆ＿６/ｆ＿７＜１．５
を満足することが好ましい。  
第３の負レンズと第４の負レンズとは「分担して収差補正」を行うのが良い。  
条件式（８）を満足することにより、これら第３、第４の負レンズによる収差補正の良好な分担が可能であり、結像レンズ全系として良好な収差補正が可能となる。  
なお、結像レンズの低コスト化には、結像レンズを球面レンズのみで構成するのが良いが、上記の如き構成により、非球面レンズを用いなくても十分な収差補正が可能である。
【００２２】
図１ないし図４に、結像レンズの実施の形態を４例示す。これら実施の形態は、この順序に、後述する具体的な数値実施例１ないし４に対応する。  
図１ないし図４において、図の左方が「物体側」、図の右方が「像側」である。  
これら図１ないし図４は、結像レンズが「無限遠に合焦した状態」でのレンズ構成図である。繁雑を避けるため、図１ないし図４において符号を共通化する。  
これらの図において、符号Ｇ１は「第１レンズ群」、符号Ｇ２は「第２レンズ群」、符号Ｓは「絞り」を、それぞれ示す。また、符号Ｉｍは「像面」を示す。  
これらの実施の形態の各結像レンズは「結像させた像を撮像素子で撮像」する場合を想定され、図１〜図４において符号ＣＧは「撮像素子のカバーガラス」を示している。  
カバーガラスＣＧは「平行平板状」で、撮像素子の受光面は像面Ｉｍに合致している。
【００２３】
カバーガラスＣＧは、撮像素子の受光面をシールドして保護する機能を持つが、赤外線カットフィルタ等の各種フィルタ機能を併せ持つことができる。  
第１レンズ群Ｇ１は「正の屈折力」を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「正または負の屈折力」を持つ。從って、図１〜図４に実施の形態を示す結像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、正または負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を配して構成されている。  
「無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング」に際しては、第１レンズ群Ｇ１が一体的に物体側へ移動され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化する。  
図１ないし図４に実施の形態を示す結像レンズでは、フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｇ２が像面Ｉｍに対して固定されることにより「第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉｍとの位置関係」が不変に保たれる。また、絞りＳもフォーカシングに際して固定される。  
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１の正レンズＬ１、第１の負レンズＬ２、第２の正レンズＬ３、第２の負レンズＬ４、第３の正レンズＬ５を配してなる。  
絞りＳの像側に配置される第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ６、レンズＬ７、レンズＬ８の３枚のレンズを配してなる。説明中の実施の形態において、レンズＬ６とレンズＬ７は「負レンズ」、レンズＬ８は「正レンズ」であり、これらは上述の、第３の負レンズ、第４の負レンズ、第４の正レンズである。
【００２４】
具体的な実施例の記載に先立ち、この発明の結像レンズを用いる「カメラ」と「検査装置」を説明する。  
図１７に示すカメラのシステム構成は、図１８に示すように、撮像用光学系としての撮影レンズ１と「固体撮像素子」である受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって撮像するように構成されている。  
受光素子１３からの出力は、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４により処理されてデジタル情報に変換される。  
デジタル情報に変換された画像は、液晶モニタ７に表示され、半導体メモリ１５に記憶され、あるいは通信カード１６により外部への通信に供される。「カメラ」のより簡素な構成としては「通信機能を除いた部分」で構成したものを挙げることができる。  
撮影レンズ１としては、請求項１ないし８の何れか１項に記載の結像レンズが用いられ、具体的には後述する実施例１ないし４の「結像レンズ」を用いることができる。
【００２５】
液晶モニタ７には「撮影中の画像」を表示することもできるし、半導体メモリ１５に記録されている画像を表示することもできる。
【００２６】
結像レンズは「フォーカシング機能」を有し、シャッタボタン４の「半押し」によりフォーカシングを行う。  
シャッタボタン４をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の処理がなされる。
【００２７】
半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示したり、通信カード１６等を用いて外部へ送信したりする際は、操作ボタン８の操作により行う。半導体メモリ１５および通信カード１６等は、それぞれ専用または汎用のスロット９に挿入して使用される。  
撮影レンズ１は、カメラの携帯時には図１７（Ａ）に示すように「沈胴状態」にあり、電源スイッチ６（同図（Ｂ））の操作により電源が入ると筐体５から鏡胴が繰り出される。鏡胴が繰り出された状態では撮影レンズ１は「無限遠物体に合焦した」状態である。
【００２８】
撮影レンズ１が「沈胴状態」にあるとき、結像レンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第２レンズ群が、光軸上から退避して「第１レンズ群と並列に収納される」如き機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現できる。
【００２９】
実施例１〜４の結像レンズでは、第１レンズ群Ｇ１の方が第２レンズ群Ｇ２よりも「群厚」が大きいので、第１レンズ群Ｇ１を光軸から退避させるほうが「沈胴状態の薄型化」に、より大きく資することができる。
【００３０】
また、図１７、図１８に示す撮像装置は、撮影用光学系である結像レンズ（撮影レンズ１）による像を撮像する固体撮像素子（受光素子１３）を有する。  
このカメラは、上記の如く「通信機能」を有しているので、所謂［携帯情報端末装置］としての機能も有している。
【００３１】
以下に、図１９を参照して「検査装置」の実施の１形態を説明する。  
以下に説明する検査装置は、所謂「製品検査」を行うための検査装置である。  
製品検査には種々の検査や検査項目があり得るが、簡単のために多数個が製造される製品の「傷の有無」を検査する場合を例にとって説明する。  
図１９（ａ）において、符号２０は「撮像部」、符号２３は「検査プロセス実行部」を示し、符号２４は「表示部」を示す。また、符号Ｗは「製品」、符号２６は「製品搬送ベルト（以下においては単に「搬送ベルト２６」と言う。）」を示している。  
撮像部２０は、検査装置におけるカメラ機能部であり、撮影用光学系２１と画像処理部２２とを有する。  
検査対象としての製品Ｗは、搬送ベルト２６上に等間隔に置かれ、搬送ベルト２６により矢印方向（図の右方）へ等速的に搬送される。  
撮影用光学系２１は、検査対象である製品Ｗの像を結像するものであり、請求項１〜８の何れか１項に記載の結像レンズ、具体的には後述の実施例１ないし４の何れかの結像レンズを用いることができる。従って、以下において撮影用光学系２１を結像レンズ２１と呼ぶ。
【００３２】
製品検査は、図１９（ｂ）に示す「準備工程」、「検査工程」、「結果表示工程」の各工程に從って行われる。これらの工程のうち、「検査工程と結果表示工程」が「検査プロセス」である。
【００３３】
「準備工程」では、検査条件を設定する。  
即ち、搬送ベルト２６により搬送される製品Ｗの大きさや形状、傷の有無を検査する部位等に応じて、結像レンズ２１の撮影位置、撮影態位（結像レンズの向きや撮影対象との距離、即ち、物体距離）を定める。  
そして、有無を検出すべき「傷」の位置や大きさに応じて、結像レンズ２１をフォーカシングする。実施例１ないし４の結像レンズは「フォーカシング機能」を持つので、検査項目（説明中の例では傷の有無）に応じて、適切に設定された物体距離に合わせてフォーカシングを行うことができる。
【００３４】
一方において「傷のないことが確認されているモデル製品」を搬送ベルト２６上の検査位置に置いて、これを結像レンズ２１により撮影する。  
撮影は、画像処理部２２に配置された固体撮像素子による撮像で行われ、固体撮像素子により撮像された画像は「画像情報」とされデジタルデータ化する画像処理が行われる。
【００３５】
画像処理されたデジタルデータは、検査プロセス実行部２３に送られ、検査プロセス実行部２３は、前記デジタルデータを「モデルデータ」として記憶する。  
「検査工程」では、製品Ｗが搬送ベルト２６上に「モデル製品と同一態位」に置かれ、搬送ベルト２６により順次搬送される。搬送される個々の製品Ｗが「検査位置」を通過する際に結像レンズ２１による撮影が行われ、画像処理部２２でデジタルデータ化されて、検査プロセス実行部２３に送られる。  
検査プロセス実行部２３は「コンピュータやＣＰＵ」として構成され、画像処理部２２を制御し、また、画像処理部２２を介して結像レンズ２１の「撮影やフォーカシング」を制御する。
【００３６】
検査プロセス実行部２３は、画像処理部２２でデジタルデータ化された「製品Ｗの画像データ」を受けると、この画像データと、前記記憶したモデルデータのマッチングを行う。  
撮影された製品Ｗに「傷」がある場合は、画像データとモデルデータとが合致しないので、この場合には、当該製品は「不良品」と判定する。  
また、製品Ｗに傷が無い場合は、該製品の画像データとモデルデータが合致するので、この場合は、当該製品が「良品」であると判定する。  
「結果表示工程」は、検査プロセス実行部２３による個々の製品の「良品、不良品」の判定結果を、表示部２４に表示する工程である。  
なお、装置の構成上は、検査プロセス実行部２３と表示部２４とが「検査プロセス実行手段」を構成する。
【００３７】
「結像レンズの数値実施例」
以下、結像レンズの具体的な数値実施例を４例挙げる。  
全ての数値実施例において「最大像高は５．５ｍｍ」である。
【００３８】
実施例１ないし４は、この順序で、図１ないし図４に描かれた結像レンズに対応し、結像レンズによる物体の像は、固体撮像素子により撮像される。  
前述の如く、固体撮像素子の受光面に合致される像面Ｉｍの物体側の符号ＣＧは、固体撮像素子のカバーガラスや各種フィルタ（光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等）を、これらに等価な透明平行平板として示している。以下の各数値実施例において、この透明平行平板を「フィルタ等」として表示する。
【００３９】
数値実施例における記号の意味は以下の通りである．
ｆ：無限遠物体にフォーカシングした状態における全系の焦点距離  
Ｆ：Ｆナンバ  
ω：半画角（度）  
Ｒ：曲率半径  
Ｄ：面間隔  
Ｎ：ｄ線に対する屈折率  （上の説明における「ｎｄ」）
ν：ｄ線に対するアッベ数  （上の説明における「νｄ」）  
φ：有効光線径    
Ａ：第１レンズ群の最も像側の面と絞りとの距離            
なお、「長さの次元を持つ量」の単位は、特に断らない限り「ｍｍ」である。  
実施例１ないし４に示す結像レンズ系は何れも「第１レンズ群を一体として光軸方向に変位」させてフォーカシングを行う。即ち、無限遠物体に合焦している状態から近距離物体にフォーカシングする場合は、第１レンズ群を一体として物体側へ変位させ「第１レンズ群と絞りとの間隔Ａ」を増大させる。
【００４０】
「数値実施例１」
数値実施例１は、図１に示した結像レンズの具体的な数値例である。  
焦点距離：ｆ  ５０．０ｍｍ    Ｆナンバ：Ｆ２．８３    画角：２ω  １２．５度
数値実施例１のデータを表１に示す。表１の最も左の欄は、物体側から数えた面の番号（面番）であり「絞りの面」を含む。以下の他の数値実施例においても同様である。
【００４１】
【表１】
2017227667.tif 000003
【００４２】
「可変間隔：Ａ」
「可変間隔：Ａ」は、第１レンズ群と絞りとの面間隔で、フォーカシングに伴い変化する。数値実施例１において可変間隔：Ａは面番８と面番９の間隔：Ｄ８である。
【００４３】
数値実施例１の可変間隔：Ａを表２に示す。  
表２の上の行における「Ｉｎｆ」は、無限遠物体に合焦した状態、「×０．２」は結像倍率：−０．２倍の物体に合焦した状態、「×０．５０」は結像倍率：−０．５０倍の物体に合焦した状態である。以下の実施例においても同様である。
【００４４】
【表２】
2017227667.tif 000004
【００４５】
「条件式のパラメータの値」
上に説明した条件式（１）ないし（８）にかかる各パラメータの値を表３に示す。
【００４６】
【表３】
2017227667.tif 000005
【００４７】
「数値実施例２」
数値実施例２は、図２に示した結像レンズの具体的な数値例である。
【００４８】
焦点距離：ｆ  ５０．０ｍｍ    Ｆナンバ：Ｆ２．８２    画角：２ω  １２．５度
数値実施例２のデータを表４に示す。
【００４９】
【表４】
2017227667.tif 000006
【００５０】
「可変間隔：Ａ」
「可変間隔：Ａ」は、面番８と面番９の間隔：Ｄ８である。
【００５１】
数値実施例２の可変間隔：Ａを表５に示す。  
【００５２】
【表５】
2017227667.tif 000007
【００５３】
「条件式のパラメータの値」
条件式（１）ないし（８）にかかる各パラメータの値を表６に示す。
【００５４】
【表６】
2017227667.tif 000008
【００５５】
「数値実施例３」
数値実施例３は、図３に示した結像レンズの具体的な数値例である。
【００５６】
焦点距離：ｆ  ５０．０ｍｍ    Ｆナンバ：Ｆ２．８２    画角：２ω  １２．５度
数値実施例３のデータを表７に示す。
【００５７】
【表７】
2017227667.tif 000009
【００５８】
「可変間隔：Ａ」
「可変間隔：Ａ」は、面番８と面番９の間隔：Ｄ８である。
【００５９】
数値実施例３の可変間隔：Ａを表８に示す。  
【００６０】
【表８】
2017227667.tif 000010
【００６１】
「条件式のパラメータの値」
条件式（１）ないし（８）にかかる各パラメータの値を表９に示す。
【００６２】
【表９】
2017227667.tif 000011
【００６３】
「数値実施例４」
数値実施例４は、図４に示した結像レンズの具体的な数値例である。
【００６４】
焦点距離：ｆ  ５０．０ｍｍ    Ｆナンバ：Ｆ２．８３    画角：２ω  １２．５度
数値実施例４のデータを表１０に示す。
【００６５】
【表１０】
2017227667.tif 000012
【００６６】
「可変間隔：Ａ」
「可変間隔：Ａ」は、面番８と面番９の間隔：Ｄ８である。
【００６７】
数値実施例４の可変間隔：Ａを表１１に示す。  
【００６８】
【表１１】
2017227667.tif 000013
【００６９】
「条件式のパラメータの値」
条件式（１）ないし（８）にかかる各パラメータの値を表１２に示す。
【００７０】
【表１２】
2017227667.tif 000014
【００７１】
数値実施例１の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図を図５に、倍率：−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図６に、倍率：−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図７に示す。
【００７２】
数値実施例２の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図を図８に、倍率：−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図９に、倍率：−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図１０に示す。
【００７３】
数値実施例３の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図を図１１に、倍率：−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図１２に、倍率：−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図１３に示す。
【００７４】
数値実施例４の結像レンズが、無限遠にある物体に合焦している状態における収差曲線図を図１４に、倍率：−０．２倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図１５に、倍率：−０．５倍となる物体に合焦している状態における収差曲線図を図１６に示す。
【００７５】
これらの収差曲線図のうち、球面収差における破線は「正弦条件」を表し、非点収差の図中の実線は「サジタル」、破線は「メリディオナル」を表す。「細線はd線」、「太線はｇ線」に対する収差曲線図である。  
図５ないし図１６に示す収差曲線図から明らかなように、各数値実施例の収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられており、歪曲収差も絶対値で０．５％程度となっている。  
即ち、これらの数値実施例に示す結像レンズは、半画角：２ωが１２度程度で、Ｆナンバが２．８程度と大口径でありながら小型であり、球面収差やコマ収差、軸上色収差、コマ収差の色差等が十分に低減され、５００万〜１０００万画素の固体撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から高コントラストで「画角の周辺部まで点像の崩れがなく、直線を直線として歪みなく描写可能」でありながら、無限遠物体から倍率：０．５倍以上となる近距離物体まで高性能である。  
従って、このような結像レンズを用いることにより、小型で高性能のカメラや、検査性能に優れた検査装置を実現することができる。
【００７６】
以上に説明したように、この発明によれば、以下の如き結像光学系とカメラ、検査装置を実現できる。  
［１］
物体側から像側へ向かって順次、正の屈折力を有する第１レンズ群（Ｇ１）、絞り（Ｓ）、正または負の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ２）を配してなり、前記第１レンズ群（Ｇ１）が、物体側から像側へ向かって順次、第１の正レンズ（Ｌ１）、第１の負レンズ（Ｌ２）、第２の正レンズ（Ｌ３）、第２の負レンズ（Ｌ４）、第３の正レンズ（Ｌ５）を配して構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際に、第１レンズ群（Ｇ１）が物体側に変位することにより、該第１レンズ群（Ｇ１）と前記第２レンズ群（Ｇ２）との間隔が変化し、前記第１レンズ群（Ｇ１）の、前記第１の正レンズ（Ｌ１）と前記第１の負レンズ（Ｌ２）との空気間隔：Ｄａ、前記第１レンズ群の厚さ：Ｄ１が、以下の条件式  
（１）０．１５＜Ｄａ／Ｄ１＜０．６  
を満足する結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００７７】
［２］
［１］記載の結像レンズであって、前記第２の正レンズ（Ｌ３）の像側面の曲率半径：Ｒ３２、前記第２の負レンズ（Ｌ４）の物体側面の曲率半径：Ｒ４１が、以下の条件式  
（２）０．１５＜（Ｒ３２−Ｒ４１）／（Ｒ３２＋Ｒ４１）＜０．４
を満足する結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００７８】
［３］
［１］または［２］記載の結像レンズであって、前記第２の負レンズ（Ｌ４）の物体側面の曲率半径：Ｒ４１、前記第３の正レンズ（Ｌ５）の像側面の曲率半径：Ｒ５２が、以下の条件式  
（３）−０．１５＜（Ｒ４１−Ｒ５２）／（Ｒ４１＋Ｒ５２）＜０．０
を満足する結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００７９】
［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の結像レンズであって、前記第１レンズ群（Ｇ１）の焦点距離：ｆ１、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆが、条件式  
（４）０．５＜ｆ１／ｆ＜０．８  
を満足する結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００８０】
［５］
［１］ないし［４］の何れか１に記載の結像レンズであって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群（Ｇ２）が像面（Ｉｍ）に対して固定である結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００８１】
［６］
［５］記載の結像レンズであって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記絞り（Ｓ）が像面（Ｉｍ）に対して固定である結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００８２】
［７］
［１］ないし［６］の何れか１に記載の結像レンズであって、レンズ材料の、ｄ線に対する屈折率：ｎｄ、およびアッベ数：νｄ、および、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ，ｎＦ，ｎＣにより、次式  
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）  
で定義される部分分散比：Ｐｇ，Ｆが、以下の条件式  
（５）１．４５＜ｎｄ＜１．６５  
（６）６０．０＜νｄ＜９５．０  
（７）０．０１０＜Ｐｇ，Ｆ−(−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
を満足する前記レンズ材料により、前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの少なくとも１枚が形成されている結像レンズ（数値実施例１〜４）。
【００８３】
［８］
［１］ないし［７］の何れか１に記載の結像レンズであって、前記第２レンズ群（Ｇ２）は、物体側から像側へ向かって、第３の負レンズ（Ｌ６）、第４の負レンズ（Ｌ７）、第４の正レンズ（Ｌ８）で構成されている結像レンズ（数値実施例１〜４）。  
［９］
［１］ないし［８］の何れか１に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有するカメラ（図１７、図１８）。
【００８４】
［９］
［１］ないし［８］の何れか１に記載の結像レンズを、カメラ機能部（２０）の撮影用光学系（２１）として有する検査装置（図１９）。
【００８５】
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。  
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
【００８６】
この発明の結像レンズはまた、車載カメラ用の結像レンズとしても使用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
Ｇ１        第１レンズ群  
Ｓ          絞り  
Ｇ２        第２レンズ群  
Ｌ１        第１の正レンズ  
Ｌ２        第１の負レンズ  
Ｌ３        第２の正レンズ  
Ｌ４        第２の負レンズ  
Ｌ５        第３の正レンズ  
Ｌ６        第３の負レンズ  
Ｌ７        第４の負レンズ  
Ｌ８        第４の正レンズ  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開２０１６−０６１９２６号公報
【特許文献２】特開２０１６−０６１９０２号公報
【図１】
2017227667.tif 000015
【図２】
2017227667.tif 000016
【図３】
2017227667.tif 000017
【図４】
2017227667.tif 000018
【図５】
2017227667.tif 000019
【図６】
2017227667.tif 000020
【図７】
2017227667.tif 000021
【図８】
2017227667.tif 000022
【図９】
2017227667.tif 000023
【図１０】
2017227667.tif 000024
【図１１】
2017227667.tif 000025
【図１２】
2017227667.tif 000026
【図１３】
2017227667.tif 000027
【図１４】
2017227667.tif 000028
【図１５】
2017227667.tif 000029
【図１６】
2017227667.tif 000030
【図１７】
2017227667.tif 000031
【図１８】
2017227667.tif 000032
【図１９】
2017227667.tif 000033