JP5867270B2 - Anti-vibration infrared optical system and infrared imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、防振赤外光学系及び赤外線撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration-proof infrared optical system and an infrared imaging device.
近年、防振機能を備えた様々な光学系や撮像装置が開示されている。例えば、特許文献1に記載の防振機能を備えたフロントテレコンバーターでは、1.9倍以上のアフォーカル倍率を確保しながら、良好に諸収差を抑えつつ、コンバーターレンズの凹レンズ群に3枚貼り合わせ、もしくは2枚貼り合わせレンズと1枚の単レンズからなるレンズ群を採用し、この貼り合わせの凹レンズ群を防振レンズ群として光軸に対して垂直に移動させることにより、防振機能を実現している。
In recent years, various optical systems and image pickup apparatuses having an image stabilization function have been disclosed. For example, in a front teleconverter having an anti-vibration function described in
しかしながら、特許文献1の光学系では、コンバーターレンズの挿脱によって変倍を行うため、コンバーターレンズが装着されていない短焦点距離の状態においては、防振機能を持つことができない。また、防振レンズ群は、光軸に対して垂直方向にシフトさせるときに、製造誤差に伴うチルトが生じる可能性があり、防振時に画像が劣化するおそれがある。さらに、防振レンズ群の最大移動量によって決まる、補正可能な像の移動量が0.16mm程度(光軸補正角度換算で0.13°程度(実施例1を参照))と小さく、比較的振幅の大きい振動に対応できない可能性がある。
However, since the optical system of
上記の問題点に加え、特許文献1の光学系は、一般的な可視光学系についてのみ述べられたものであり、暗闇などにおいて肉眼では見えない被写体を撮像する赤外線撮像装置に搭載される赤外光学系には適用することができない。
In addition to the above problems, the optical system of
ところで、赤外線撮像装置は、赤外線検出器にて被写体以外から放射される不要な赤外線(例えば、鏡筒の自己放射)の影響を取り除くため、赤外光学系と赤外線検出器との間に、赤外光学系によって集光された赤外線を通過させる開口部を備えたコールドシールドを配置し、検出面の周囲(側方や斜方)からの不要光を遮断するとともに、このコールドシールドと赤外線検出器を低温(ほぼ液体窒素温度)に冷却して、これら自体から放射する赤外線を極力除去する構成となっている。 By the way, the infrared imaging device removes the influence of unnecessary infrared rays (for example, self-radiation of the lens barrel) emitted from other than the subject by the infrared detector, and therefore, between the infrared optical system and the infrared detector, A cold shield with an aperture that allows the infrared light collected by the external optical system to pass through is placed to block unnecessary light from the surroundings (side and oblique) of the detection surface, and this cold shield and infrared detector Is cooled to a low temperature (almost liquid nitrogen temperature) to remove as much infrared rays as possible.
コールドシールドが備える開口部は、赤外光学系の射出瞳の位置と大きさ(射出瞳の径)が一致するように設計されており、このような状態は一般に「開口整合の取れた状態」と呼ばれている。この「開口整合の取れた状態」を満足することは、赤外線検出器において、赤外光学系の被写体以外の不要な赤外光を効率良く抑えて、被写体の赤外光のみを取り入れることができるため、必要条件となっている。 The aperture of the cold shield is designed so that the position and size (exit pupil diameter) of the exit pupil of the infrared optical system coincide with each other. is called. Satisfying this "aperture-matched state" is that the infrared detector can efficiently suppress unnecessary infrared light other than the subject of the infrared optical system, and can take in only the infrared light of the subject. Therefore, it is a necessary condition.
本発明を例示する第一の態様に従えば、物体側から順に並んだ、コンバーターレンズと、赤外線撮像光学系とを備える防振赤外光学系であって、前記コンバーターレンズは、光軸に沿って並んだ、2組の正の屈折力を有する正レンズ群からなり、これら2組の正レンズ群の間には中間像が形成される構成であり、光軸と直交する回転中心軸を中心にコンバーターレンズ全体を回転させて逆向きに配置させることにより、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替えることが可能であるとともに、前記回転中心軸を中心に前記コンバーターレンズを揺動させることにより、画像ブレ補正を行うことが可能である防振赤外光学系が提供される。 According to a first aspect illustrating the present invention, an anti-vibration infrared optical system comprising a converter lens and an infrared imaging optical system arranged in order from the object side, the converter lens being along the optical axis. It is composed of two sets of positive lens groups having positive refractive power, and an intermediate image is formed between these two sets of positive lens groups, with a rotation center axis orthogonal to the optical axis as the center. It is possible to switch the function as a teleconverter and the function as a wide converter by rotating the entire converter lens in the reverse direction, and swinging the converter lens around the rotation center axis Thus, a vibration-proof infrared optical system capable of performing image blur correction is provided.
本発明を例示する第二の態様に従えば、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の前記防振赤外光学系と、前記防振赤外光学系を介して結像された被写体像を撮像する赤外線検出器とを備えることを特徴とする赤外線撮像装置が提供される。
According to a second aspect exemplifying the present invention, an image is formed through the image stabilization infrared optical system according to any one of
本発明を例示する第三の態様に従えば、請求項5又は請求項6に記載の前記防振赤外光学系と、前記防振赤外光学系を介して結像された被写体像を撮像する赤外線検出器と、前記揺動軸を中心に前記俯仰ミラーを揺動させる俯仰ミラー回転駆動部と、視軸の俯仰角度を変更する際に操作される俯仰角度操作部と、前記俯仰角度操作部の操作内容に応じて、前記俯仰ミラー回転駆動部の駆動制御を行う俯仰角度制御部とを備えることを特徴とする赤外線撮像装置が提供される。
According to a third aspect exemplifying the present invention, the image stabilization infrared optical system according to
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形態に係る防振赤外光学系は、図1および図2に示すように、物体側から順に並んだ、コンバーターレンズCLと、赤外線撮像光学系LGとを備え、コンバーターレンズCLは、光軸に沿って並んだ、2組の正の屈折力を有する正レンズ群GF,GR(図1、図2ではGF1,GR1が相当)からなり、これら2組の正レンズ群GF,GRの間には中間像が形成される構成であり、光軸と直交する回転中心軸Oを中心にコンバーターレンズCL全体を180°回転させて逆向きに配置させることにより、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替えることが可能であるとともに、回転中心軸Oを中心にコンバーターレンズCLを揺動(微小角度Δθで回転)させることにより、画像ブレ補正を行うことが可能な構成となっている。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration-proof infrared optical system according to the present embodiment includes a converter lens CL and an infrared imaging optical system LG arranged in order from the object side. Two sets of positive lens groups GF and GR having positive refractive power (in FIG. 1 and FIG. 2, corresponding to GF1 and GR1) are arranged along the axis, and between these two sets of positive lens groups GF and GR. In this configuration, an intermediate image is formed, and the entire converter lens CL is rotated 180 ° around the rotation center axis O orthogonal to the optical axis and arranged in the opposite direction, thereby functioning as a teleconverter and a wide converter. The image blur correction can be performed by swinging the converter lens CL about the rotation center axis O (rotating at a minute angle Δθ). And it has a capacity configuration.
本実施形態では、コンバーターレンズCLを、テレコンバーターとして機能させる場合
には、物体側から前群GF、後群GRの順で並ぶように(図1の上段の光路図参照)、ワイドコンバーターとして機能させる場合には、物体側から後群GR、前群GFの順で並ぶように(図1の下段の光路図参照)、レンズ系全体を回転させて、レンズ配置を切り替えることができるようになっている。
In this embodiment, when the converter lens CL is to function as a teleconverter, it is made to function as a wide converter so that the front group GF and the rear group GR are arranged in this order from the object side (see the optical path diagram in the upper stage of FIG. 1). In this case, the lens arrangement can be switched by rotating the entire lens system so that the rear group GR and the front group GF are arranged in this order from the object side (see the optical path diagram in the lower part of FIG. 1). Yes.
図1の状態は防振補正を行っていない基準状態(コンバーターレンズCLの回転角度Δθ=0°)であり、図2の状態は回転角度Δθ=1°で防振補正を行っている状態である。このとき、コンバーターレンズCLが、テレコンバーターとしての機能している場合(以下、「テレ状態」ともいう)と、ワイドコンバーターとしての機能している場合(以下、「ワイド状態」ともいう)とでは、同じ回転角度Δθであっても、実際に補正される角度Δωはそれぞれ異なる。テレ状態での補正角度をΔωTとし、ワイド状態での補正角度をΔωWとすると、これらはコンバーターレンズCLを構成する前群GFの焦点距離をfFとし、後群GRの焦点距離をfRとし、揺動させる回転角度をΔθとを用いて、次式(A),(B)で表わすことができる。 The state of FIG. 1 is a reference state where the image stabilization correction is not performed (the rotation angle Δθ = 0 ° of the converter lens CL), and the state of FIG. 2 is the state where the image stabilization correction is performed at the rotation angle Δθ = 1 °. is there. At this time, when the converter lens CL functions as a teleconverter (hereinafter also referred to as “tele state”) and when it functions as a wide converter (hereinafter also referred to as “wide state”), Even if the rotation angle Δθ is the same, the actually corrected angle Δω is different. Assuming that the correction angle in the tele state is Δω T and the correction angle in the wide state is Δω W , these are the focal length of the front group GF constituting the converter lens CL is f F, and the focal length of the rear group GR is f R can be expressed by the following equations (A) and (B) using Δθ and the rotation angle to be oscillated.
また、像面上での補正量Δyは、光学系全体の焦点距離をfとしたとき、次式(C)で表わすことができる。 The correction amount Δy on the image plane can be expressed by the following equation (C), where f is the focal length of the entire optical system.
このような本実施形態に係る防振赤外光学系では、次の条件式(1)を満足することが好ましい。 In such a vibration-proof infrared optical system according to this embodiment, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied.
但し、fF:テレコンバーター状態において物体側に位置する、前群GFの焦点距離、
fR:テレコンバーター状態において像側に位置する、後群GRの焦点距離。
Where f F is the focal length of the front group GF located on the object side in the teleconverter state,
f R : focal length of the rear group GR located on the image side in the teleconverter state.
条件式(1)の上限値を上回る場合、コンバーターレンズCLのアフォーカル倍率(=fF/fR)が大きくなりすぎ、コンバーターレンズCLの光軸上の長さが長くなりすぎる、レンズ径が大きくなりすぎる、レンズの収差補正が困難になる、といった問題が発生する。 When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the afocal magnification (= f F / f R ) of the converter lens CL becomes too large, the length on the optical axis of the converter lens CL becomes too long, and the lens diameter is too large. Problems arise such that the lens becomes too large and it becomes difficult to correct aberrations of the lens.
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を3.5とすることが好ましい。その結果、アフォーカル倍率、コンバーターレンズCLの全長、防振補正時に発生する収差、これら3つのバランスをより良好に保つことができる。 In order to ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit of conditional expression (1) to 3.5. As a result, the afocal magnification, the total length of the converter lens CL, the aberration generated during the image stabilization correction, and the balance of these three can be kept better.
本実施形態に係る防振赤外光学系において、コンバーターレンズCLを構成する2組の
正レンズ群、すなわち前群GFおよび後群GRはそれぞれ、正レンズと負レンズとを少なくとも1枚ずつ有し、これら正レンズと負レンズは互いに異なる分散の光学材料で構成されていることが好ましい。この構成により、コンバーターレンズCLは、色収差を含む諸収差が良好に補正されたレンズ系となっている。
In the image stabilization infrared optical system according to the present embodiment, the two positive lens groups constituting the converter lens CL, that is, the front group GF and the rear group GR each have at least one positive lens and one negative lens. The positive lens and the negative lens are preferably made of optical materials having different dispersions. With this configuration, the converter lens CL is a lens system in which various aberrations including chromatic aberration are well corrected.
本実施形態に係る防振赤外光学系において、図13に示すように、コンバーターレンズCLは、光軸方向から見て互いに90度をなす2つの回転中心軸X,Yを中心に、それぞれ独立してレンズ系全体を回転させることができるように構成してもよい。図13では、後述の第1〜第3実施例のいずれかの防振赤外光学系に係るコンバーターレンズCL(CL1〜CL3)および赤外線撮像光学系LG(LG1〜LG3)に対し、像面に配置された前記防振赤外光学系を介して赤外線撮像光学系LGにより結像された被写体像を撮像する赤外線検出器Sを備え、コンバーターレンズCLを保持しながら該レンズをX,Yの2軸で回転することが可能な、2軸ジンバル機構Gbを備えた赤外線撮像装置1を例示している。
In the vibration-proof infrared optical system according to the present embodiment, as shown in FIG. 13, the converter lens CL is independent of each other about two rotation center axes X and Y that form 90 degrees with respect to each other when viewed from the optical axis direction. Thus, the entire lens system may be rotated. In FIG. 13, with respect to the converter lens CL (CL1 to CL3) and the infrared imaging optical system LG (LG1 to LG3) according to any one of the first to third embodiments described later, the image plane An infrared detector S that captures a subject image formed by the infrared imaging optical system LG through the arranged anti-vibration infrared optical system is provided, and the lens is held by X and Y 2 while holding the converter lens CL. The
このように2軸回転可能なコンバーターレンズCLにおいては、回転中心軸X,Yを中心とした揺動による画像ブレの補正方向が、互いに90度をなすことになる。従って、図13に示すような構成の防振赤外光学系によれば、コンバーターレンズCLの回転中心軸X,Yの微小角度回転量をそれぞれ独立して決めることで、任意の2次元の画像ブレ補正を行うことが可能となる。なお、変倍するために、コンバーターレンズCL全体を180°回転させる場合は、X軸を中心に回転させても、Y軸を中心に回転させても、どちらでも構わない。 In this way, in the converter lens CL that can rotate biaxially, the correction directions of the image blur due to the swinging around the rotation center axes X and Y are 90 degrees. Therefore, according to the anti-vibration infrared optical system configured as shown in FIG. 13, an arbitrary two-dimensional image can be obtained by independently determining the minute angular rotation amounts of the rotation center axes X and Y of the converter lens CL. Blur correction can be performed. Note that when the entire converter lens CL is rotated by 180 ° for zooming, it may be rotated about the X axis or about the Y axis.
以下、本実施形態に係る各実施例を、図面と表に基づいて説明する。 Hereinafter, each example according to the present embodiment will be described with reference to the drawings and tables.
表1に、各実施例において、本防振赤外光学系を構成するレンズの光学材料として用いた、ゲルマニウム、シリコンおよび硫化亜鉛の屈折率を示す。なお、表1では、波長3〜5μm(第1実施例、第2実施例に対応)および波長8〜12μm(第3実施例に対応)の赤外光に対する屈折率を示している。 Table 1 shows the refractive indexes of germanium, silicon, and zinc sulfide used as optical materials for lenses constituting the vibration-proof infrared optical system in each example. In Table 1, the refractive index for infrared light having a wavelength of 3 to 5 μm (corresponding to the first and second embodiments) and a wavelength of 8 to 12 μm (corresponding to the third embodiment) is shown.
(表1)
<光学材料の屈折率>
赤外線波長
3μm 4μm 5μm 8μm 10μm 12μm
シリコン 3.432338 3.425406 3.422272
ゲルマニウム 4.044976 4.024610 4.015388 4.005260 4.003073 4.002073
硫化亜鉛 − − − 2.222809 2.200164 2.170071
(Table 1)
<Refractive index of optical material>
Infrared wavelength
3μm 4μm 5μm 8μm 10μm 12μm
Silicon 3.432338 3.425406 3.422272
Germanium 4.044976 4.024610 4.015388 4.005260 4.003073 4.002073
Zinc sulfide − − − 2.222809 2.200164 2.170071
以下に、表2〜表7および表8を示すが、これらは第1実施例〜第3実施例および第5実施例に係るレンズデータを示すものである。これらの表中において、fは光学系全系の焦点距離を、fFはコンバーターレンズCLの前群GFの焦点距離を、fRはコンバーターレンズCLの後群GRの焦点距離を、fLは赤外線撮像光学系LGの焦点距離を、2yはイメージサークル径を、φは入射瞳径を、LCLはコンバーターレンズCLの全長を示す。また、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を、R,rは各光学面の曲率半径を、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔を示す。曲率半径R,rの欄の「∞」は平面又は開口を、(絞りAS)は開口絞りASを示す。 Tables 2 to 7 and Table 8 below show lens data according to the first to third examples and the fifth example. In these tables, f is the focal length of the entire optical system, f F is the focal length of the front group GF of the converter lens CL, f R is the focal length of the rear group GR of the converter lens CL, and f L is The focal length of the infrared imaging optical system LG, 2y represents the image circle diameter, φ represents the entrance pupil diameter, and L CL represents the total length of the converter lens CL. Further, the surface number is the order of the optical surfaces from the object side along the direction in which the light beam travels, R and r are the radii of curvature of each optical surface, and D is the next optical surface (or image surface) from each optical surface. The surface interval which is the distance on the optical axis is shown. “∞” in the fields of the curvature radii R and r indicates a plane or an aperture, and (aperture AS) indicates an aperture stop AS.
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離f,fF,fR,fL、曲率半径
R,r、面間隔D、その他の長さ等には、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
Hereinafter, in all the specification values, the listed focal lengths f, f F , f R , f L , the radius of curvature R, r, the surface interval D, and other lengths are generally “ “mm” is used, but the optical system is not limited to this because the same optical performance can be obtained even if the optical system is proportionally enlarged or reduced. Further, the unit is not limited to “mm”, and other appropriate units can be used.
ここまでの表の説明は、全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。 The explanation of the table so far is common to all the embodiments, and the explanation below is omitted.
(第1実施例)
第1実施例について、図1〜図4および表2、表3を用いて説明する。第1実施例に係る防振赤外光学系は、図1に示すように、赤外線撮像光学系LG(LG1)の物体側に配置された、コンバーターレンズCL(CL1)を有する。コンバーターレンズCL1は、テレ状態において、光軸に沿って順に並んだ、正の屈折力を有する前群GF1と、正の屈折力を有する後群GR1とを有する。
(First embodiment)
1st Example is described using FIGS. 1-4, Table 2, and Table 3. FIG. The anti-vibration infrared optical system according to the first example has a converter lens CL (CL1) disposed on the object side of the infrared imaging optical system LG (LG1) as shown in FIG. Converter lens CL1 includes a front group GF1 having a positive refractive power and a rear group GR1 having a positive refractive power, which are arranged in order along the optical axis in the tele state.
前群GF1は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズLF11と、両凹レンズLF12とを有する。後群GR1は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、両凹レンズLR11と、両凸レンズLR12とを有する。 The front group GF1 includes a positive meniscus lens LF11 and a biconcave lens LF12 arranged in order along the optical axis from the object side in the tele state. The rear group GR1 includes a biconcave lens LR11 and a biconvex lens LR12 that are arranged in order along the optical axis from the object side in the tele state.
本実施例では色収差を良好に補正するため、コンバーターレンズCL1を構成する光学材料として、赤外線を通す分散の異なる2種類の材料を用いて設計している。具体的には、前群GF1の正メニスカスレンズLF11にシリコンを、両凹レンズLF12にゲルマニウムを、後群GR1の両凹レンズLR11にゲルマニウムを、両凸レンズLR12にシリコンを、それぞれ光学材料として採用した(各屈折率については、表1参照)。 In this embodiment, in order to satisfactorily correct chromatic aberration, the optical material constituting the converter lens CL1 is designed by using two kinds of materials having different dispersions that transmit infrared rays. Specifically, silicon was adopted as the optical material for each of the positive meniscus lens LF11 of the front group GF1, germanium for the biconcave lens LF12, germanium for the biconcave lens LR11 of the rear group GR1, and silicon for the biconvex lens LR12. See Table 1 for refractive index).
赤外線撮像光学系LG1は、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズL11と、負メニスカスレンズL12と、両凸レンズL13とを有する。本実施例では、赤外線撮像光学系LG1を構成するレンズの光学材料として、正メニスカスレンズL11にシリコンを、負メニスカスレンズL12にゲルマニウムを、両凸レンズL13にシリコンを採用している。 The infrared imaging optical system LG1 includes a positive meniscus lens L11, a negative meniscus lens L12, and a biconvex lens L13 that are arranged in order from the object side along the optical axis. In the present embodiment, silicon is used for the positive meniscus lens L11, germanium is used for the negative meniscus lens L12, and silicon is used for the biconvex lens L13 as optical materials for the lenses constituting the infrared imaging optical system LG1.
赤外線撮像光学系LG1と像面Iとの間には、開口絞りAS(ゲルマニウム製)が設けられている。像面Iには、コンバーターレンズCL1を介して赤外線撮像光学系LG1により結像された被写体像を撮像する赤外線検出器(不図示)が設けられている。図1および図2のいずれの場合も、光学系の射出瞳の位置と開口絞りASの位置とが一致した、開口整合が取れた状態となっている。 An aperture stop AS (made of germanium) is provided between the infrared imaging optical system LG1 and the image plane I. The image plane I is provided with an infrared detector (not shown) that captures a subject image formed by the infrared imaging optical system LG1 via the converter lens CL1. In both cases of FIG. 1 and FIG. 2, the position of the exit pupil of the optical system and the position of the aperture stop AS coincide with each other, and the aperture is aligned.
上記構成の第1実施例の防振赤外光学系では、光軸と直交する回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL1全体を回転させて逆向きに配置させ、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替え可能な構成となっている。例えば、テレコンバーターとして機能させる場合には、物体側から前群GF1、後群GR1の順で並ぶように(図1の上段の光路図参照)、ワイドコンバーターとして機能させる場合には、物体側から後群GR1、前群GF1の順で並ぶように(図1の下段の光路図参照)、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL1全体を回転させてレンズ配置を切り替える。 In the anti-vibration infrared optical system of the first embodiment having the above-described configuration, the entire converter lens CL1 is rotated and disposed in the opposite direction around the rotation center axis O orthogonal to the optical axis, and functions as a teleconverter and a wide converter. The function can be switched. For example, when functioning as a teleconverter, the front group GF1 and the rear group GR1 are arranged in this order from the object side (see the optical path diagram in the upper part of FIG. 1). The lens arrangement is switched by rotating the entire converter lens CL1 around the rotation center axis O so that the groups GR1 and the front group GF1 are arranged in this order (see the optical path diagram in the lower part of FIG. 1).
また、第1実施例の防振赤外光学系では、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL1全体を揺動させ、画像ブレ補正を行うことが可能な構成となっている。具体的には、第1実施例においては、図2に示すように、回転角度Δθ=1°でコンバーターレンズCL1全体を揺動させ、防振補正を行っている。 Further, the image stabilizing infrared optical system of the first embodiment is configured to be able to perform image blur correction by swinging the entire converter lens CL1 around the rotation center axis O. Specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the entire converter lens CL1 is swung at a rotation angle Δθ = 1 ° to perform image stabilization correction.
表2に第1実施例の防振赤外光学系がテレ状態にある場合のレンズデータを、表3に第1実施例の防振赤外光学系がワイド状態にある場合のレンズデータを示す。但し、赤外線撮像光学系LG1以降の構成については、テレ状態であっても、ワイド状態であっても変わらないため、表3において赤外線撮像光学系LG1以降のレンズデータの記載を省略している。なお、表2における面番号1〜17が、図1の上段の光路図に示す曲率半径R1〜R17の各光学面に対応している。表3における面番号1〜9が、図1の下段の光路図に示す曲率半径r1〜r9の各光学面に対応している。
Table 2 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the first example is in the tele state, and Table 3 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the first example is in the wide state. . However, since the configuration after the infrared imaging optical system LG1 does not change in the tele state or the wide state, the lens data after the infrared imaging optical system LG1 is not shown in Table 3. The
(表2)
第1実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(テレ状態)
使用波長:波長3〜5mm(基準波長4mm)
f=120,fF=125.0,fR=62.5,fL=60
2y=16,φ=30,LCL=167
面番号 R D 光学材料
(前群GF1) 1 79.8726 8.000 シリコン
2 227.0599 15.500
3 -3118.8633 3.500 ゲルマニウム
4 151.9918 55.000
(回転中心軸O) 5 ∞ 65.000
(後群GR1) 6 -395.3668 4.000 ゲルマニウム
7 190.3014 4.000
8 1377.8380 12.000 シリコン
9 -75.7284 20.000
(赤外線撮像光学系LG1) 10 30.4347 6.000 シリコン
11 48.6179 9.000
12 118.2056 2.000 ゲルマニウム
13 26.4846 11.000
14 311.8124 3.000 シリコン
15 -73.3875 5.000
(開口絞りAS) 16 ∞ 1.000 ゲルマニウム
17 ∞ 30.000
(Table 2)
Lens data of anti-vibration infrared optical system of the first embodiment (telephoto state)
Use wavelength: Wavelength 3-5mm (reference wavelength 4mm)
f = 120, f F = 125.0, f R = 62.5, f L = 60
2y = 16, φ = 30, L CL = 167
Surface number R D Optical material
(Front group GF1) 1 79.8726 8.000 Silicon
2 227.0599 15.500
3 -3118.8633 3.500 Germanium
4 151.9918 55.000
(Rotation center axis O) 5 ∞ 65.000
(Rear group GR1) 6 -395.3668 4.000 Germanium
7 190.3014 4.000
8 1377.8380 12.000 Silicon
9 -75.7284 20.000
(Infrared imaging optical system LG1) 10 30.4347 6.000 Silicon
11 48.6179 9.000
12 118.2056 2.000 Germanium
13 26.4846 11.000
14 311.8124 3.000 Silicon
15 -73.3875 5.000
(Aperture stop AS) 16 ∞ 1.000 Germanium
17 ∞ 30.000
(表3)
第1実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(ワイド状態)
使用波長:波長3〜5mm(基準波長4mm)
f=30,fF=125.0,fR=62.5
2y=16,φ=7.5,LCL=167
面番号 r D 光学材料
(後群GR1) 1 75.7284 12.000 シリコン
2 -1377.8380 4.000
3 -190.3014 4.000 ゲルマニウム
4 395.3668 65.000
(回転中心軸O) 5 ∞ 55.000
(前群GF1) 6 -151.9918 3.500 ゲルマニウム
7 3118.8633 15.500
8 -227.0599 8.000 シリコン
9 -79.8726 20.000
(Table 3)
Lens data of the vibration-proof infrared optical system of the first embodiment (wide state)
Use wavelength: Wavelength 3-5mm (reference wavelength 4mm)
f = 30, f F = 125.0, f R = 62.5
2y = 16, φ = 7.5, L CL = 167
Surface number r D Optical material
(Rear group GR1) 1 75.7284 12.000 Silicon
2 -1377.8380 4.000
3 -190.3014 4.000 Germanium
4 395.3668 65.000
(Rotation center axis O) 5 ∞ 55.000
(Front group GF1) 6 -151.9918 3.500 Germanium
7 3118.8633 15.500
8 -227.0599 8.000 Silicon
9 -79.8726 20.000
表2および表3のデータから、第1実施例の防振赤外光学系では、fF/fR=2<5が成立し、条件式(1)を満たすことが分かる。従って、第1実施例に係る防振赤外光学系では、コンバーターレンズCL1が、アフォーカルコンバーターレンズとして十分に機能するとともに、アフォーカル倍率、光軸上の長さ、レンズ径の大きさ等が適切に設定されていることが分かる。 From the data in Table 2 and Table 3, it can be seen that f F / f R = 2 <5 is satisfied in the image stabilizing infrared optical system of the first example, and the conditional expression (1) is satisfied. Therefore, in the vibration-proof infrared optical system according to the first example, the converter lens CL1 functions sufficiently as an afocal converter lens, and has an afocal magnification, a length on the optical axis, a lens diameter, and the like. It turns out that it is set appropriately.
表2および表3のデータ、(A)式、(B)式から、第1実施例において、テレ状態での補正角度はΔωT=1.5°となり、ワイド状態での補正角度はΔωW=3.0°となる。また、(C)式から、テレ状態での像面上の補正量はΔyT=3.14mmとなり、ワイド状態での像面上の補正量はΔyW=1.57mmとなる。 From the data in Tables 2 and 3, the equations (A) and (B), in the first embodiment, the correction angle in the tele state is Δω T = 1.5 °, and the correction angle in the wide state is Δω W = 3.0. °. From the equation (C), the correction amount on the image surface in the tele state is Δy T = 3.14 mm, and the correction amount on the image surface in the wide state is Δy W = 1.57 mm.
図3は、第1実施例に係る防振赤外光学系の防振補正を行っていない基準状態(コンバーターレンズCL1の回転角度Δθ=0°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図4は、第1実施例に係る防振赤外光学系の防振補正時(コンバーターレンズCL1の回転角度Δθ=1°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図3および図4から分かるように、第1実施例に係る防振赤外光学系は、防振補正を行っていない状態(図3)と、防振補正を行った状態(図4)とを比較しても、収差の変化が極めて少ない光学系となっている。このことにより、回転角度Δθ=1°というコンバーターレンズCL1の比較的大きな角度偏芯に対しても、劣化のほとんどない画像を提供することが可能であり、回転変倍と防振を同一の駆動機構で実現することを可能としている。 FIG. 3 is a lateral aberration diagram in a reference state (rotation angle Δθ = 0 ° of the converter lens CL1) in which the image stabilization correction of the image stabilization infrared optical system according to the first example is not performed. The tele state is shown on the right and the wide state is shown. FIG. 4 is a lateral aberration diagram of the image stabilization infrared optical system according to the first example during image stabilization correction (rotation angle Δθ = 1 ° of the converter lens CL1). Shows the wide state. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the anti-vibration infrared optical system according to the first example is in a state where no anti-vibration correction is performed (FIG. 3) and a state where the anti-vibration correction is performed (FIG. 4). Even if these are compared, the optical system has very little change in aberration. As a result, it is possible to provide an image with almost no deterioration even with a relatively large angular eccentricity of the converter lens CL1 with a rotation angle Δθ = 1 °. It can be realized by the mechanism.
(第2実施例)
第2実施例について、図5〜図8および表4、表5を用いて説明する。第2実施例の全体構成は、第1実施例とほぼ同様である。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8 and Tables 4 and 5. FIG. The overall configuration of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.
第2実施例に係る防振赤外光学系は、図5に示すように、赤外線撮像光学系LG(LG2)の物体側に配置された、コンバーターレンズCL(CL2)を有する。コンバーターレンズCL2は、テレ状態において、光軸に沿って順に並んだ、正の屈折力を有する前群GF2と、正の屈折力を有する後群GR2とを有する。 The anti-vibration infrared optical system according to the second example has a converter lens CL (CL2) disposed on the object side of the infrared imaging optical system LG (LG2) as shown in FIG. Converter lens CL2 has a front group GF2 having a positive refractive power and a rear group GR2 having a positive refractive power, which are arranged in order along the optical axis in the tele state.
前群GF2は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズLF21と、負メニスカスレンズLF22とを有する。後群GR2は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、負メニスカスレンズLR21と、両凸レンズLR22とを有する。 The front group GF2 includes a positive meniscus lens LF21 and a negative meniscus lens LF22 arranged in order along the optical axis from the object side in the tele state. The rear group GR2 includes a negative meniscus lens LR21 and a biconvex lens LR22 arranged in order along the optical axis from the object side in the tele state.
本実施例では色収差を良好に補正するため、コンバーターレンズCL2を構成する光学材料として、赤外線を通す分散の異なる2種類の材料を用いて設計している。具体的には、前群GF2の正メニスカスレンズLF21にシリコンを、負メニスカスレンズLF22にゲルマニウムを、後群GR2の負メニスカスレンズLR21にゲルマニウムを、両凸レンズLR22にシリコンを、それぞれ光学材料として採用した(各屈折率については、表1参照)。 In this embodiment, in order to satisfactorily correct chromatic aberration, the optical material constituting the converter lens CL2 is designed by using two kinds of materials having different dispersions that transmit infrared rays. Specifically, silicon was used as the optical material for the positive meniscus lens LF21 of the front group GF2, germanium for the negative meniscus lens LF22, germanium for the negative meniscus lens LR21 of the rear group GR2, and silicon for the biconvex lens LR22. (See Table 1 for each refractive index).
赤外線撮像光学系LG2は、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズL21と、負メニスカスレンズL22と、両凸レンズL23とを有する。本実施例では、赤外線撮像光学系LG2を構成するレンズの光学材料として、正メニスカスレンズL21にシリコンを、負メニスカスレンズL22にゲルマニウムを、両凸レンズL23にシリコンを採用している。 The infrared imaging optical system LG2 includes a positive meniscus lens L21, a negative meniscus lens L22, and a biconvex lens L23 arranged in order from the object side along the optical axis. In this embodiment, silicon is used for the positive meniscus lens L21, germanium is used for the negative meniscus lens L22, and silicon is used for the biconvex lens L23 as optical materials for the lenses constituting the infrared imaging optical system LG2.
赤外線撮像光学系LG2と像面Iとの間には、開口絞りAS(ゲルマニウム製)が設けられている。像面Iには、コンバーターレンズCL2を介して赤外線撮像光学系LG2により結像された被写体像を撮像する赤外線検出器(不図示)が設けられている。図5および図6のいずれの場合も、光学系の射出瞳の位置と開口絞りASの位置とが一致した、開口整合が取れた状態となっている。 An aperture stop AS (made of germanium) is provided between the infrared imaging optical system LG2 and the image plane I. The image plane I is provided with an infrared detector (not shown) that captures a subject image formed by the infrared imaging optical system LG2 via the converter lens CL2. In both cases of FIG. 5 and FIG. 6, the position of the exit pupil of the optical system and the position of the aperture stop AS coincide with each other, and aperture matching is achieved.
上記構成の第2実施例の防振赤外光学系では、光軸と直交する回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL2全体を回転させて逆向きに配置させ、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替え可能な構成となっている。例えば、テレコンバーターとして機能させる場合には、物体側から前群GF2、後群GR2の順で並ぶように(図5の上段の光路図参照)、ワイドコンバーターとして機能させる場合には、物体側から後群GR2、前群GF2の順で並ぶように(図5の下段の光路図参照)、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL2全体を回転させてレンズ配置を切り替える。 In the anti-vibration infrared optical system of the second embodiment having the above-described configuration, the entire converter lens CL2 is rotated and arranged in the opposite direction around the rotation center axis O orthogonal to the optical axis, and functions as a teleconverter and a wide converter. The function can be switched. For example, when functioning as a teleconverter, the front group GF2 and the rear group GR2 are arranged in this order from the object side (see the optical path diagram in the upper part of FIG. 5). The lens arrangement is switched by rotating the entire converter lens CL2 around the rotation center axis O so that the groups GR2 and the front group GF2 are arranged in this order (see the optical path diagram in the lower part of FIG. 5).
また、第2実施例の防振赤外光学系では、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL2全体を揺動させ、画像ブレ補正を行うことが可能な構成となっている。具体的には、第2実施例においては、図6に示すように、回転角度Δθ=0.5°でコンバーターレンズCL2全体を揺動させ、防振補正を行っている。 In addition, the image stabilizing infrared optical system of the second embodiment is configured to be able to perform image blur correction by swinging the entire converter lens CL2 around the rotation center axis O. Specifically, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the entire converter lens CL2 is swung at the rotation angle Δθ = 0.5 ° to perform the image stabilization correction.
以下、表4に第2実施例の防振赤外光学系がテレ状態にある場合のレンズデータを、表5に第2実施例の防振赤外光学系がワイド状態にある場合のレンズデータを示す。但し、赤外線撮像光学系LG2以降の構成については、テレ状態であっても、ワイド状態であっても変わらないため、表5において赤外線撮像光学系LG2以降のレンズデータの記載を省略している。なお、表4における面番号1〜17が、図5の上段の光路図に示す曲率半径R1〜R17の各光学面に対応している。表5における面番号1〜9が、図5の下段の光路図に示す曲率半径r1〜r9の各光学面に対応している。
Table 4 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the second embodiment is in the tele state. Table 5 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the second embodiment is in the wide state. Indicates. However, since the configuration after the infrared imaging optical system LG2 is the same regardless of whether it is in the tele state or the wide state, the lens data after the infrared imaging optical system LG2 is not shown in Table 5. The
(表4)
第2実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(テレ状態)
使用波長:波長3〜5mm(基準波長4mm)
f=180,fF=175.2,fR=58.4,fL=60
2y=16,φ=45,LCL=217
面番号 R D 光学材料
(前群GF2) 1 146.0611 8.000 シリコン
2 447.7985 16.500
3 1609.5856 3.500 ゲルマニウム
4 322.6095 80.500
(回転中心軸O) 5 ∞ 99.500
(後群GR2) 6 979.4904 4.000 ゲルマニウム
7 136.5106 3.000
8 255.5940 13.000 シリコン
9 -100.9966 20.000
(赤外線撮像光学系LG2) 10 30.4347 6.000 シリコン
11 48.6179 9.000
12 118.2056 2.000 ゲルマニウム
13 26.4846 11.000
14 311.8124 3.000 シリコン
15 -73.3875 5.000
(開口絞りAS) 16 ∞ 1.000 ゲルマニウム
17 ∞ 30.000
(Table 4)
Lens data of anti-vibration infrared optical system of the second embodiment (telephoto state)
Use wavelength: Wavelength 3-5mm (reference wavelength 4mm)
f = 180, f F = 175.2, f R = 58.4, f L = 60
2y = 16, φ = 45, L CL = 217
Surface number R D Optical material
(Front group GF2) 1 146.0611 8.000 Silicon
2 447.7985 16.500
3 1609.5856 3.500 Germanium
4 322.6095 80.500
(Rotation center axis O) 5 ∞ 99.500
(Rear group GR2) 6 979.4904 4.000 Germanium
7 136.5106 3.000
8 255.5940 13.000 Silicon
9 -100.9966 20.000
(Infrared imaging optical system LG2) 10 30.4347 6.000 Silicon
11 48.6179 9.000
12 118.2056 2.000 Germanium
13 26.4846 11.000
14 311.8124 3.000 Silicon
15 -73.3875 5.000
(Aperture stop AS) 16 ∞ 1.000 Germanium
17 ∞ 30.000
(表5)
第2実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(ワイド状態)
使用波長:波長3〜5mm(基準波長4mm)
f=20,fF=175.2,fR=58.4
2y=16,φ=5.0,LCL=217
面番号 r D 光学材料
(後群GR2) 1 100.9966 13.000 シリコン
2 -255.5940 3.000
3 -136.5106 4.000 ゲルマニウム
4 -979.4904 99.500
(回転中心軸O) 5 ∞ 80.500
(前群GF2) 6 -322.6095 3.500 ゲルマニウム
7 -1609.5856 16.500
8 -447.7985 8.000 シリコン
9 -146.0611 -217.000
(Table 5)
Lens data of the anti-vibration infrared optical system of the second embodiment (wide state)
Use wavelength: Wavelength 3-5mm (reference wavelength 4mm)
f = 20, f F = 175.2, f R = 58.4
2y = 16, φ = 5.0, L CL = 217
Surface number r D Optical material
(Rear group GR2) 1 100.9966 13.000 Silicon
2 -255.5940 3.000
3 -136.5106 4.000 Germanium
4 -979.4904 99.500
(Rotation center axis O) 5 ∞ 80.500
(Front group GF2) 6 -322.6095 3.500 Germanium
7 -1609.5856 16.500
8 -447.7985 8.000 Silicon
9 -146.0611 -217.000
表4および表5のデータから、第2実施例の防振赤外光学系では、fF/fR=3<5が成立し、条件式(1)を満たすことが分かる。従って、第2実施例に係る防振赤外光学系では、コンバーターレンズCL2が、アフォーカルコンバーターレンズとして十分に機能するとともに、アフォーカル倍率、光軸上の長さ、レンズ径の大きさ等が適切に設定されていることが分かる。 From the data in Table 4 and Table 5, it can be seen that f F / f R = 3 <5 is satisfied in the anti-vibration infrared optical system of the second example, and the conditional expression (1) is satisfied. Therefore, in the vibration-proof infrared optical system according to the second example, the converter lens CL2 functions sufficiently as an afocal converter lens, and has an afocal magnification, a length on the optical axis, a lens diameter, and the like. It turns out that it is set appropriately.
表4および表5のデータ、(A)式、(B)式から、第2実施例において、テレ状態での補正角度はΔωT=0.67°となり、ワイド状態での補正角度はΔωW=2.0°となる。また、(C)式から、テレ状態での像面上の補正量はΔyT=2.10mmとなり、ワイド状態での像面上の補正量はΔyW=0.70mmとなる。 From the data in Tables 4 and 5, the equations (A) and (B), in the second embodiment, the correction angle in the tele state is Δω T = 0.67 °, and the correction angle in the wide state is Δω W = 2.0. °. From the equation (C), the correction amount on the image plane in the tele state is Δy T = 2.10 mm, and the correction amount on the image plane in the wide state is Δy W = 0.70 mm.
図7は、第2実施例に係る防振赤外光学系の防振補正を行っていない基準状態(コンバーターレンズCL2の回転角度Δθ=0°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図8は、第2実施例に係る防振赤外光学系の防振補正時(コンバーターレンズCL2の回転角度Δθ=0.5°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図7および図8から分かるように、第2実施例に係る防振赤外光学系は、防振補正を行っていない状態(図7)と、防振補正を行った状態(図8)とを比較しても、収差の変化が極めて少ない光学系となっている。このことにより、回転角度Δθ=0.5°というコンバーターレンズCL2の比較的大きな角度偏芯に対しても、劣化のほとんどない画像を提供することが可能であり、回転変倍と防振を同一の駆動機構で実現することを可能としている。 FIG. 7 is a lateral aberration diagram in a reference state (rotation angle Δθ = 0 ° of the converter lens CL2) in which the image stabilization correction of the image stabilization infrared optical system according to Example 2 is not performed. The tele state is shown on the right and the wide state is shown. FIG. 8 is a lateral aberration diagram at the time of image stabilization correction (rotation angle Δθ = 0.5 ° of the converter lens CL2) of the image stabilization infrared optical system according to the second example. Shows the wide state. As can be seen from FIGS. 7 and 8, in the image stabilization infrared optical system according to the second example, the state where the image stabilization correction is not performed (FIG. 7) and the state where the image stabilization correction is performed (FIG. 8). Even if these are compared, the optical system has very little change in aberration. As a result, it is possible to provide an image with almost no deterioration even with a relatively large angular eccentricity of the converter lens CL2 of the rotation angle Δθ = 0.5 °, and the same driving for the rotation zooming and the image stabilization. It can be realized by the mechanism.
ここまで説明した通り、第2実施例の全体構成は、第1実施例とほぼ同様であり、撮影レンズLG1とF値は完全に同一のものとなっている。しかしながら、第2実施例のコンバーターレンズCL2のアフォーカル倍率(=fF/fR)は3倍と、第1実施例のアフォーカル倍率(=2倍)と比較して大きくなっている。このため、回転変倍時の焦点距離の変化は9倍と大きなものになっているが、その分、コンバーターレンズCL2の光軸上の長さLCLが長くなり、防振補正時にコンバーターレンズCL2がチルトして生じる収差量も大きくなる。つまり、条件式(1)の上限値は、アフォーカル倍率、コンバーターレンズの全長、防振補正時に発生する収差量、これら3つのバランスを考慮しつつ、設定する
必要がある。本実施形態では、上述のように、条件式(1)のより好ましい上限値として、3.5未満を導出している。
As described so far, the overall configuration of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and the photographing lens LG1 and the F value are completely the same. However, the afocal magnification (= f F / f R ) of the converter lens CL2 of the second embodiment is 3 times larger than the afocal magnification (= 2 times) of the first embodiment. For this reason, the change of the focal length at the time of rotation zooming is as large as 9 times. However, the length L CL on the optical axis of the converter lens CL2 becomes longer, and the converter lens CL2 is corrected at the time of image stabilization. The amount of aberration caused by tilting increases. That is, the upper limit value of the conditional expression (1) needs to be set in consideration of the balance between the afocal magnification, the total length of the converter lens, the amount of aberration that occurs during image stabilization correction, and these three. In the present embodiment, as described above, less than 3.5 is derived as a more preferable upper limit value of conditional expression (1).
(第3実施例)
第3実施例について、図9〜図12および表6、表7を用いて説明する。第3実施例に係る防振赤外光学系は、図9に示すように、赤外線撮像光学系LG(LG3)の物体側に配置された、コンバーターレンズCL(CL3)を有する。コンバーターレンズCL3は、テレ状態において、光軸に沿って順に並んだ、正の屈折力を有する前群GF3と、正の屈折力を有する後群GR3とを有する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12 and Tables 6 and 7. FIG. As shown in FIG. 9, the image stabilization infrared optical system according to the third example includes a converter lens CL (CL3) disposed on the object side of the infrared imaging optical system LG (LG3). Converter lens CL3 has a front group GF3 having a positive refractive power and a rear group GR3 having a positive refractive power, which are arranged in order along the optical axis in the tele state.
前群GF3は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズLF31と、負メニスカスレンズLF32とを有する。後群GR3は、テレ状態において、物体側から光軸に沿って順に並んだ、負メニスカスレンズLR31と、正メニスカスレンズLR32とを有する。 The front group GF3 includes a positive meniscus lens LF31 and a negative meniscus lens LF32 arranged in order along the optical axis from the object side in the tele state. The rear group GR3 includes a negative meniscus lens LR31 and a positive meniscus lens LR32 arranged in order from the object side along the optical axis in the tele state.
本実施例では色収差を良好に補正するため、コンバーターレンズCL3を構成する光学材料として赤外線を通す分散の異なる2種類の材料を用いて設計している。具体的には、前群GF3の正メニスカスレンズLF31にゲルマニウムを、負メニスカスレンズLF32に硫化亜鉛を、後群GR3の負メニスカスレンズLR31に硫化亜鉛を、正メニスカスレンズLR32にゲルマニウムを、それぞれ光学材料として採用した(各屈折率については、表1参照)。 In this embodiment, in order to satisfactorily correct the chromatic aberration, the optical material constituting the converter lens CL3 is designed using two kinds of materials having different dispersions that transmit infrared rays. Specifically, germanium is used for the positive meniscus lens LF31 of the front group GF3, zinc sulfide is used for the negative meniscus lens LF32, zinc sulfide is used for the negative meniscus lens LR31 of the rear group GR3, and germanium is used for the positive meniscus lens LR32. (Refer to Table 1 for each refractive index).
赤外線撮像光学系LG3は、物体側から光軸に沿って順に並んだ、正メニスカスレンズL31、両凹レンズL32と、正メニスカスレンズL33とを有する。本実施例では、赤外線撮像光学系LG3を構成するレンズの光学材料として、正メニスカスレンズL31にゲルマニウムを、両凹レンズL32にゲルマニウムを、正メニスカスレンズL33にゲルマニウムを採用している。 The infrared imaging optical system LG3 includes a positive meniscus lens L31, a biconcave lens L32, and a positive meniscus lens L33, which are arranged in order from the object side along the optical axis. In this embodiment, germanium is used for the positive meniscus lens L31, germanium is used for the biconcave lens L32, and germanium is used for the positive meniscus lens L33 as the optical material of the lens constituting the infrared imaging optical system LG3.
赤外線撮像光学系LG3と像面Iとの間には、開口絞りAS(ゲルマニウム製)が設けられている。像面Iには、コンバーターレンズCL3を介して赤外線撮像光学系LG3により結像された被写体像を撮像する赤外線検出器(不図示)が設けられている。図9および図10のいずれの場合も、光学系の射出瞳の位置と開口絞りASの位置とが一致した、開口整合が取れた状態となっている。 An aperture stop AS (made of germanium) is provided between the infrared imaging optical system LG3 and the image plane I. The image plane I is provided with an infrared detector (not shown) that captures a subject image formed by the infrared imaging optical system LG3 via the converter lens CL3. In both cases of FIGS. 9 and 10, the position of the exit pupil of the optical system and the position of the aperture stop AS coincide with each other, and the aperture alignment is achieved.
上記構成の第3実施例の防振赤外光学系では、光軸と直交する回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL3全体を回転させて逆向きに配置させ、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替え可能な構成となっている。例えば、テレコンバーターとして機能させる場合には、物体側から前群GF3、後群GR3の順で並ぶように(図9の上段の光路図参照)、ワイドコンバーターとして機能させる場合には、物体側から後群GR3、前群GF3の順で並ぶように(図9の下段の光路図参照)、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL3全体を回転させてレンズ配置を切り替える。 In the anti-vibration infrared optical system of the third embodiment having the above-described configuration, the entire converter lens CL3 is rotated and arranged in the opposite direction around the rotation center axis O orthogonal to the optical axis, and functions as a teleconverter and a wide converter. The function can be switched. For example, when functioning as a teleconverter, the front group GF3 and rear group GR3 are arranged in this order from the object side (see the optical path diagram in the upper part of FIG. 9). The lens arrangement is switched by rotating the entire converter lens CL3 about the rotation center axis O so that the group GR3 and the front group GF3 are arranged in this order (see the optical path diagram in the lower part of FIG. 9).
また、第3実施例の防振赤外光学系では、回転中心軸Oを中心に、コンバーターレンズCL3全体を揺動させ、画像ブレ補正を行うことが可能な構成となっている。具体的には、第3実施例においては、図10に示すように、回転角度Δθ=1°でコンバーターレンズCL3全体を揺動させ、防振補正を行っている。 In addition, the vibration-proof infrared optical system of the third embodiment is configured such that image blur correction can be performed by swinging the entire converter lens CL3 about the rotation center axis O. Specifically, in the third embodiment, as shown in FIG. 10, the entire converter lens CL3 is swung at a rotation angle Δθ = 1 ° to perform image stabilization correction.
ここまで説明した通り、第3実施例の全体構成は、第1実施例とほぼ同様である。しかしながら、光学系の利用可能な赤外線波長域が、第3実施例では遠赤外域(8〜12mm)で
あり、第1実施例の中赤外域(3〜5mm)から変わっている。また、第3実施例では、入射瞳径が第1実施例と比較して2倍大きくなっている。また、第3実施例では、第1実施例と比較して、コンバーターレンズCL3の全長、および、赤外線撮影光学系LG3の全長も長くなっている。
As described so far, the overall configuration of the third embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. However, the available infrared wavelength region of the optical system is the far infrared region (8 to 12 mm) in the third embodiment, which is different from the middle infrared region (3 to 5 mm) of the first embodiment. In the third embodiment, the entrance pupil diameter is twice as large as that of the first embodiment. In the third example, the total length of the converter lens CL3 and the total length of the infrared imaging optical system LG3 are also longer than those in the first example.
以下、表6に第3実施例の防振赤外光学系がテレ状態にある場合のレンズデータを、表7に第3実施例の防振赤外光学系がワイド状態にある場合のレンズデータを示す。但し、赤外線撮像光学系LG3以降の構成については、テレ状態であっても、ワイド状態であっても変わらないため、表7において赤外線撮像光学系LG3以降のレンズデータの記載を省略している。なお、表6における面番号1〜17が、図9の上段の光路図に示す曲率半径R1〜R17の各光学面に対応している。表7における面番号1〜9が、図9の下段の光路図に示す曲率半径r1〜r9の各光学面に対応している。
Table 6 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the third example is in the tele state. Table 7 shows lens data when the image stabilization infrared optical system of the third example is in the wide state. Indicates. However, since the configuration after the infrared imaging optical system LG3 is the same in the tele state or the wide state, the lens data after the infrared imaging optical system LG3 is not shown in Table 7. The
(表6)
第3実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(テレ状態)
使用波長:8〜12mm(基準波長10mm)
f=120,fF=152.0,fR=76.0,fL=60
2y=16,φ=60,LCL=230
面番号 R D 光学材料
(前群GF3) 1 131.7502 7.000 ゲルマニウム
2 186.8227 81.500
3 -42.7646 5.500 硫化亜鉛
4 -47.2000 21.000
(回転中心軸O) 5 ∞ 52.000
(後群GR3) 6 39.6939 12.000 硫化亜鉛
7 32.7991 44.000
8 -383.8988 7.000 ゲルマニウム
9 -128.6293 20.000
(赤外線撮像光学系LG3) 10 45.2808 6.000 ゲルマニウム
11 65.6879 14.500
12 -216.0260 2.500 ゲルマニウム
13 63.2687 7.500
14 -447.9834 3.500 ゲルマニウム
15 -63.6900 5.000
(開口絞りAS) 16 ∞ 1.000 ゲルマニウム
17 ∞ 30.000
(Table 6)
Lens data of the anti-vibration infrared optical system of the third embodiment (tele state)
Use wavelength: 8-12mm (reference wavelength 10mm)
f = 120, f F = 152.0, f R = 76.0, f L = 60
2y = 16, φ = 60, L CL = 230
Surface number R D Optical material
(Front group GF3) 1 131.7502 7.000 Germanium
2 186.8227 81.500
3 -42.7646 5.500 Zinc sulfide
4 -47.2000 21.000
(Rotation center axis O) 5 ∞ 52.000
(Rear group GR3) 6 39.6939 12.000 Zinc sulfide
7 32.7991 44.000
8 -383.8988 7.000 Germanium
9 -128.6293 20.000
(Infrared imaging optical system LG3) 10 45.2808 6.000 Germanium
11 65.6879 14.500
12 -216.0260 2.500 Germanium
13 63.2687 7.500
14 -447.9834 3.500 Germanium
15 -63.6900 5.000
(Aperture stop AS) 16 ∞ 1.000 Germanium
17 ∞ 30.000
(表7)
第3実施例の防振赤外光学系のレンズデータ(ワイド状態)
使用波長:波長8〜12mm(基準波長10mm)
f=30,fF=152.0,fR=76.0
2y=16,φ=15.0,LCL=230
面番号 r D 光学材料
(後群GR3) 1 128.6293 7.000 ゲルマニウム
2 383.8988 44.000
3 -32.7991 12.000 硫化亜鉛
4 -39.6939 52.000
(回転中心軸O) 5 ∞ 21.000
(前群GF3) 6 47.2000 5.500 硫化亜鉛
7 42.7646 81.500
8 -186.8227 7.000 ゲルマニウム
9 -131.7502 20.000
(Table 7)
Lens data of the vibration-proof infrared optical system of the third embodiment (wide state)
Use wavelength: Wavelength 8-12mm (reference wavelength 10mm)
f = 30, f F = 152.0, f R = 76.0
2y = 16, φ = 15.0, L CL = 230
Surface number r D Optical material
(Rear group GR3) 1 128.6293 7.000 Germanium
2 383.8988 44.000
3 -32.7991 12.000 Zinc sulfide
4 -39.6939 52.000
(Rotation center axis O) 5 ∞ 21.000
(Front group GF3) 6 47.2000 5.500 Zinc sulfide
7 42.7646 81.500
8 -186.8227 7.000 Germanium
9 -131.7502 20.000
表6および表7のデータから、第3実施例の防振赤外光学系では、fF/fR=2<5が成立し、条件式(1)を満たすことが分かる。従って、第3実施例に係る防振赤外光学系では、コンバーターレンズCL3が、アフォーカルコンバーターレンズとして十分に機能するとともに、アフォーカル倍率、光軸上の長さ、レンズ径の大きさ等が適切に設定されていることが分かる。 From the data in Tables 6 and 7, it can be seen that f F / f R = 2 <5 is satisfied in the image stabilizing infrared optical system of the third example, and the conditional expression (1) is satisfied. Therefore, in the image stabilization infrared optical system according to the third example, the converter lens CL3 functions sufficiently as an afocal converter lens, and has an afocal magnification, a length on the optical axis, a lens diameter, and the like. It turns out that it is set appropriately.
表6および表7のデータと(A)式、(B)式から、第3実施例において、テレ状態での補正角度はΔωT=1.5°となり、ワイド状態での補正角度はΔωW=3.0°となる。また、(C)式から、テレ状態での像面上の補正量はΔyT=3.14mmとなり、ワイド状態での像面上の補正量はΔyW=1.57mmとなる。 From the data in Tables 6 and 7 and the equations (A) and (B), in the third embodiment, the correction angle in the tele state is Δω T = 1.5 °, and the correction angle in the wide state is Δω W = 3.0. °. From the equation (C), the correction amount on the image surface in the tele state is Δy T = 3.14 mm, and the correction amount on the image surface in the wide state is Δy W = 1.57 mm.
図11は、第3実施例に係る防振赤外光学系の防振補正を行っていない基準状態(コンバーターレンズCL3の回転角度Δθ=0°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図12は、第3実施例に係る防振赤外光学系の防振補正時(コンバーターレンズCL3の回転角度Δθ=1°)の横収差図であり、図中の左側にテレ状態を、右側にワイド状態を示す。図11および図12から分かるように、第3実施例に係る防振赤外光学系は、防振補正を行っていない状態(図11)と、防振補正を行った状態(図12)とを比較しても、収差の変化が極めて少ない光学系となっている。このことにより、回転角度Δθ=1°というコンバーターレンズCL3の比較的大きな角度偏芯に対しても、劣化のほとんどない画像を提供することが可能であり、回転変倍と防振を同一の駆動機構で実現することを可能としている。 FIG. 11 is a lateral aberration diagram in a reference state (rotation angle Δθ = 0 ° of the converter lens CL3) in which the image stabilization correction of the image stabilization infrared optical system according to Example 3 is not performed. The tele state is shown on the right and the wide state is shown. FIG. 12 is a lateral aberration diagram when the image stabilization infrared optical system according to Example 3 is subjected to image stabilization correction (rotation angle Δθ = 1 ° of converter lens CL3). Shows the wide state. As can be seen from FIGS. 11 and 12, the image stabilization infrared optical system according to the third example has a state in which no image stabilization correction is performed (FIG. 11), and a state in which image stabilization correction is performed (FIG. 12). Even if these are compared, the optical system has very little change in aberration. This makes it possible to provide an image with almost no deterioration even with a relatively large angular eccentricity of the converter lens CL3 with a rotation angle Δθ = 1 °, and the same drive for rotation zooming and image stabilization. It can be realized by the mechanism.
(第4実施例)
第4実施例に係る防振赤外光学系について、図14を用いて説明する。第4実施例に係る防振赤外光学系は、図14に示すように、上述の第1実施例の防振赤外光学系の物体側に、コンバーターレンズCL(CL1)の回転中心軸Oと直交する揺動軸Zを中心に揺動可能である俯仰ミラーMと、俯仰ミラーMの物体側に設けられた平面窓Pとを備え、俯仰ミラーMとコンバーターレンズCLとを独立して揺動させることにより、2次元的な画像ブレ補正を行うことが可能な構成となっている。平面窓Pは、俯仰ミラーMを含め、内部の防振赤外光学系を保護するために設けられている。このような構成により、第4実施例に係る防振赤外光学系では、揺動による画像ブレの補正方向が、俯仰ミラーMとコンバーターレンズCLとにおいて直交することになり、俯仰ミラーMとコンバーターレンズCLの揺動量をそれぞれ独立して任意に決定することで、2次元的な画像ブレ補正を行うことが可能となる。また、俯仰ミラーMの揺動量を−20°から+20°まで確保することにより、図14に示すように、光学系の視軸を仰角40°、俯角40°で俯仰させることも可能である。
(Fourth embodiment)
A vibration-proof infrared optical system according to the fourth example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, the image stabilization infrared optical system according to the fourth example has a rotation center axis O of the converter lens CL (CL1) on the object side of the image stabilization infrared optical system according to the first example. And a plane window P provided on the object side of the elevation mirror M, and the elevation mirror M and the converter lens CL are independently oscillated. By moving the image, it is possible to perform two-dimensional image blur correction. The plane window P is provided to protect the internal anti-vibration infrared optical system including the elevation mirror M. With such a configuration, in the image stabilizing infrared optical system according to the fourth example, the correction direction of the image blur due to the swing is orthogonal between the elevation mirror M and the converter lens CL, and the elevation mirror M and the converter Two-dimensional image blur correction can be performed by arbitrarily determining the swing amount of the lens CL independently of each other. Further, by securing the swinging amount of the elevation mirror M from −20 ° to + 20 °, the visual axis of the optical system can be elevated at an elevation angle of 40 ° and an elevation angle of 40 ° as shown in FIG.
(第5実施例)
第5実施例に係る防振赤外光学系について、図15および表8を用いて説明する。第5実施例の全体構成は、第4実施例とほぼ同様である。しかしながら、第4実施例における平面窓Pが、俯仰ミラーMの揺動軸Zと光軸との交点を中心とする略球状の窓部材Wへと変更されており、それに伴い、略球状の窓部材Wの屈折作用によって発散光束となった光束を、平行光束へと戻すための補正レンズLwが追加されている。以下、表8に、略球状の窓部材W〜俯仰ミラーM〜補正レンズLwまでのレンズデータを示す。但し、コンバーターレンズCL(CL1)の構成については、上述の第1実施例と同様であるため、ここ
でのレンズデータの記載を省略している(表2、表3参照)。表8における面番号1〜5が、図15に示す曲率半径R1〜R5の各光学面に対応している。
(5th Example)
A vibration-proof infrared optical system according to the fifth example will be described with reference to FIG. The overall configuration of the fifth embodiment is substantially the same as that of the fourth embodiment. However, the plane window P in the fourth embodiment is changed to a substantially spherical window member W centered on the intersection of the swing axis Z of the elevation mirror M and the optical axis, and accordingly, the substantially spherical window is changed. A correction lens Lw is added to return the light beam, which has become a divergent light beam by the refraction action of the member W, to a parallel light beam. Table 8 below shows lens data from the substantially spherical window member W to the elevation mirror M to the correction lens Lw. However, since the configuration of the converter lens CL (CL1) is the same as that of the first embodiment, the description of the lens data is omitted here (see Tables 2 and 3).
(表8)
第5実施例の防振赤外光学系のレンズデータ
使用波長:波長3〜5mm(基準波長4mm)
f=100.6(テレ状態),25.2(ワイド状態)
2y=16
φ=25.14(テレ状態),6.29(ワイド状態)
面番号 R D 光学材料
(窓部材W) 1 60.0000 10.000 シリコン
2 50.0000 50.000
(俯仰ミラーM) 3 ∞ 55.000
(補正レンズLw) 4 -67.4994 5.000 シリコン
5 -67.3273 20.000
(これに続く、コンバーターレンズCL以降は第1実施例と同じ)
(Table 8)
Lens data of anti-vibration infrared optical system of the fifth embodiment Wavelength used: Wavelength 3-5mm (reference wavelength 4mm)
f = 100.6 (telephoto), 25.2 (wide)
2y = 16
φ = 25.14 (telephoto), 6.29 (wide)
Surface number R D Optical material
(Window material W) 1 60.0000 10.000 Silicon
2 50.0000 50.000
(Spine mirror M) 3 ∞ 55.000
(Correction lens Lw) 4 -67.4994 5.000 Silicon
5 -67.3273 20.000
(Subsequent to this, the converter lens CL and thereafter are the same as in the first embodiment)
第5実施例に係る防振赤外光学系においては、第4実施例における平面窓Pを略球状の窓部材Wへと変更することにより、光学系の頭部を小型化し、かつ、保護部材としての強度を高めている。また、略球状の窓部材Wの中心を俯仰ミラーMの揺動軸Zと光軸との交点に合わせることにより、俯仰ミラーMの揺動に伴う視軸の変化によって発生する、非点収差の発生を抑えている。第5実施例においても、任意の2次元的な画像ブレ補正を行うことが可能であるとともに、光学系の視軸を仰角40°、俯角40°まで俯仰させることが可能であるといった特徴は、第4実施例の場合と同じである。 In the anti-vibration infrared optical system according to the fifth example, the flat window P in the fourth example is changed to a substantially spherical window member W, thereby reducing the size of the head of the optical system and protecting the member. As the strength is increased. Further, by aligning the center of the substantially spherical window member W with the intersection of the swing axis Z of the elevation mirror M and the optical axis, the astigmatism caused by the change in the visual axis accompanying the swing of the elevation mirror M is eliminated. Occurrence is suppressed. Also in the fifth embodiment, an arbitrary two-dimensional image blur correction can be performed, and the visual axis of the optical system can be raised to an elevation angle of 40 ° and a depression angle of 40 °. The same as in the case of the fourth embodiment.
(第6実施例)
第6実施例に係る赤外線撮像装置について、図16を用いて説明する。第6実施例に係る赤外線撮像装置10は、図16に示すように、第1実施例に係る防振赤外光学系、すなわちコンバーターレンズCL(CL1)および赤外線撮像光学系LG(LG1)と、前記コンバーターレンズCLを介して赤外線撮像光学系LGにより結像された被写体像を撮像する赤外線検出器Sと、回転中心軸Oを中心にコンバーターレンズCL全体を回転させるコンバーターレンズ回転駆動部20と、コンバーターレンズCLにおける目標とする焦点距離(例えば、図1の上段の光路図に示す120mm(テレ状態)や、図1の下段の光路図に示す30mm(ワイド状態))を設定するために操作される変倍操作部30と、変倍操作部30の操作内容に応じてコンバーターレンズ回転駆動部20の駆動制御を行う変倍制御部40と、揺動軸Zを中心に俯仰ミラーMを揺動させる俯仰ミラー回転駆動部50と、視軸の俯仰角度を変更する際に操作される俯仰角度操作部60と、俯仰角度操作部60の操作内容に応じて、俯仰ミラー回転駆動部50の駆動制御を行う俯仰角度制御部70と、ジャイロスコープ等からなり、赤外線撮像光学系LGの振動の方向および速度を検出する振動検出部80と、振動検出部80による検出結果に基づき、コンバーターレンズ回転駆動部20と俯仰ミラー回転駆動部50の駆動制御を行う防振制御部90とを有し、それらをレンズ鏡筒100内に保持した構成となっている。
(Sixth embodiment)
An infrared imaging apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 16, the
また、赤外線撮像装置10は、赤外線検出器Sにて被写体以外から放射される不要な赤外線(例えば、鏡筒の自己放射)の影響を取り除くため、赤外線撮像光学系LGと赤外線検出器Sとの間に、赤外線撮像光学系LGによって集光された赤外線を通過させる開口絞りASを備えたコールドシールド110を配置して、検出面(像面)の周囲(側方や斜方)からの不要光を遮断するとともに、このコールドシールド110と赤外線検出器Sを低温(ほぼ液体窒素温度)に冷却して、これら自体から放射する赤外線を極力除去する構成
となっている。赤外線検出器Sは、赤外線撮像光学系LGにより被写体等からの赤外線が集光される位置に配置され、検出面(像面)上に複数の撮像素子Cを有している。
In addition, the
変倍時には、赤外線撮影装置10では、撮影者により操作され変倍操作部30から目標とする焦点距離の変倍信号が送信されると、この変倍信号から変倍制御部40は前記焦点距離を得るために必要なコンバーターレンズCLの回転角度を算出し、この算出結果に基づいてコンバーターレンズ回転駆動部20を駆動制御する。コンバーターレンズCLは、必要に応じてコンバーターレンズ回転駆動部20により駆動され、前記回転角度で回転中心軸Oを中心に回転されてレンズ配置が切り換えられて、所望の変倍を行う。
At the time of zooming, in the
視軸の俯仰時には、赤外線撮像装置10では、撮影者により操作され俯仰角度操作部60から目標とする俯仰角度が送信されると、この俯仰角度信号から俯仰角度制御部70は前記俯仰角度を得るために必要な俯仰ミラーMの揺動角度を算出し、この算出結果に基づいて俯仰ミラー回転駆動部50を駆動制御する。俯仰ミラーMは、必要に応じて俯仰ミラー回転駆動部50により駆動され、前記揺動角度で揺動軸Zを中心に揺動されて、所望の角度で俯仰を行う。
When the visual axis is elevated, in the
防振時には、振動検出部60でレンズ鏡筒100の振動量(例えば、回転角度および速度)を検出し、この振動量から防振制御部90は、赤外線検出器Sにて被写体像をブレさせないために、必要なコンバーターレンズCLおよび俯仰ミラーMにおける回転角度および速度をそれぞれ算出し、これらの算出結果に基づいてコンバーターレンズ回転駆動部20および俯仰ミラー回転駆動部50を駆動制御する。コンバーターレンズCLおよび俯仰ミラーMは、必要に応じてコンバーターレンズ回転駆動部20および俯仰ミラー回転駆動部50によりそれぞれ駆動され、前記回転角度および速度で回転中心軸Oおよび揺動軸Zを中心に揺動され、像ブレ補正を行う。
At the time of image stabilization, the
ここまで本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。 In order to make the present invention easy to understand, the configuration requirements of the embodiment have been described, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.
CL(CL1〜CL3) コンバーターレンズ
GF(GF1〜GF3) 前群
GR(GR1〜GR3) 後群
LG(LG1〜LG3) 赤外線撮像光学系
O 回転中心軸
AS 開口絞り
I 像面
S 赤外線検出器
Z 揺動軸
M 俯仰ミラー
P 平面窓
W 略球状の窓部材
Lw 補正レンズ
1,10 赤外線撮像装置
20 コンバーターレンズ回転駆動部
30 変倍操作部
40 変倍制御部
50 俯仰ミラー回転駆動部
60 俯仰角度操作部
70 俯仰角度制御部
80 振動検出部
90 防振制御部
100 レンズ鏡筒
CL (CL1 to CL3) Converter lens GF (GF1 to GF3) Front group GR (GR1 to GR3) Rear group LG (LG1 to LG3) Infrared imaging optical system O Rotation center axis AS Aperture stop I Image plane S Infrared detector Z Swing Moving axis M Lifting mirror P Plane window W Substantially spherical window member
Claims (12)
前記コンバーターレンズは、
光軸に沿って並んだ、2組の正の屈折力を有する正レンズ群からなり、これら2組の正レンズ群の間には中間像が形成される構成であり、
光軸と直交する回転中心軸を中心にコンバーターレンズ全体を回転させて逆向きに配置させることにより、テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替えることが可能であるとともに、
前記回転中心軸を中心に前記コンバーターレンズを揺動させることにより、画像ブレ補正を行うことが可能であることを特徴とする防振赤外光学系。 An anti-vibration infrared optical system comprising a converter lens and an infrared imaging optical system, arranged in order from the object side,
The converter lens is
It consists of two sets of positive lens groups having positive refractive power arranged along the optical axis, and an intermediate image is formed between these two sets of positive lens groups.
By rotating the entire converter lens around the rotation center axis orthogonal to the optical axis and arranging it in the reverse direction, it is possible to switch the function as a teleconverter and the function as a wide converter,
An anti-vibration infrared optical system capable of performing image blur correction by swinging the converter lens about the rotation center axis.
前記正レンズと前記負レンズとは、互いに異なる分散の光学材料で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の防振赤外光学系。 The two sets of positive lens groups have at least one positive lens and one negative lens,
The anti-vibration infrared optical system according to claim 1, wherein the positive lens and the negative lens are made of optical materials having different dispersions.
但し、
fF:テレコンバーター状態において物体側に位置する、前記正レンズ群の焦点距離、
fR:テレコンバーター状態において像側に位置する、前記正レンズ群の焦点距離。 The vibration-proof infrared optical system according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expression is satisfied.
However,
f F : the focal length of the positive lens group located on the object side in the teleconverter state,
f R : focal length of the positive lens group located on the image side in the teleconverter state.
前記俯仰ミラーと前記コンバーターレンズとを独立して揺動させることにより、2次元的な画像ブレ補正を行うことが可能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の防振赤外光学系。 On the object side of the converter lens, an elevation mirror that is swingable about a swing axis that is orthogonal to the rotation center axis of the converter lens,
The two-dimensional image blur correction can be performed by independently swinging the elevation mirror and the converter lens, according to any one of claims 1 to 3. The vibration-proof infrared optical system described.
前記俯仰ミラーと前記コンバーターレンズとの間に設けられ、前記窓部材、前記俯仰ミラーを順に経た入射光束を略平行光束に変換して前記コンバーターレンズに導くための補正レンズとを備えることを特徴とする請求項5に記載の防振赤外光学系。 A substantially spherical window member provided on the object side of the elevation mirror, the center of which is the intersection of the swing axis of the elevation mirror and the optical axis;
A correction lens that is provided between the elevation mirror and the converter lens, and converts the incident light beam that has passed through the window member and the elevation mirror in turn into a substantially parallel light beam and guides it to the converter lens. The vibration-proof infrared optical system according to claim 5.
前記防振赤外光学系を介して結像された被写体像を撮像する赤外線検出器とを備えることを特徴とする赤外線撮像装置。 The vibration-proof infrared optical system according to any one of claims 1 to 6,
An infrared imaging apparatus, comprising: an infrared detector that captures a subject image formed through the vibration-proof infrared optical system.
テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替える際に操作される変倍操作部と、
前記変倍操作部の操作内容に応じて、前記回転駆動部の駆動制御を行う変倍制御部とを備えることを特徴とする請求項7に記載の赤外線撮像装置。 A rotation drive unit that rotates the entire converter lens around the rotation center axis;
A scaling operation unit that is operated when switching a function as a teleconverter and a function as a wide converter,
The infrared imaging apparatus according to claim 7, further comprising: a magnification change control unit that performs drive control of the rotation drive unit according to an operation content of the magnification change operation unit.
前記振動検出部による検出結果に基づき、前記回転駆動部の駆動制御を行う防振制御部とを備えることを特徴とする請求項8に記載の赤外線撮像装置。 A vibration detector for detecting the direction and speed of vibration of the infrared imaging optical system;
The infrared imaging apparatus according to claim 8 , further comprising an image stabilization control unit that performs drive control of the rotation drive unit based on a detection result by the vibration detection unit.
前記防振赤外光学系を介して結像された被写体像を撮像する赤外線検出器と、
前記揺動軸を中心に前記俯仰ミラーを揺動させる俯仰ミラー回転駆動部と、
視軸の俯仰角度を変更する際に操作される俯仰角度操作部と、
前記俯仰角度操作部の操作内容に応じて、前記俯仰ミラー回転駆動部の駆動制御を行う俯仰角度制御部とを備えることを特徴とする赤外線撮像装置。 The vibration-proof infrared optical system according to claim 5 or 6,
An infrared detector that captures a subject image formed via the anti-vibration infrared optical system;
A raising / lowering mirror rotation drive unit that causes the elevation mirror to oscillate about the oscillation axis;
An elevation angle operation unit operated when changing the elevation angle of the visual axis;
An infrared imaging apparatus comprising: an elevation angle control unit that performs drive control of the elevation mirror rotation drive unit according to the operation content of the elevation angle operation unit.
テレコンバーターとしての機能とワイドコンバーターとしての機能を切り替える際に操作される変倍操作部と、
前記変倍操作部の操作内容に応じて、前記回転駆動部の駆動制御を行う変倍制御部とを備えることを特徴とする請求項10に記載の赤外線撮像装置。 A rotation drive unit that rotates the entire converter lens around the rotation center axis;
A scaling operation unit that is operated when switching a function as a teleconverter and a function as a wide converter,
The infrared imaging apparatus according to claim 10, further comprising: a magnification change control unit that performs drive control of the rotation drive unit according to an operation content of the magnification change operation unit.
前記振動検出部による検出結果に基づき、前記回転駆動部と前記俯仰ミラー回転駆動部の駆動制御を行う防振制御部とを備えることを特徴とする請求項11に記載の赤外線撮像装置。
A vibration detector for detecting the direction and speed of vibration of the infrared imaging optical system;
The infrared imaging device according to claim 11 , further comprising: an anti-vibration control unit that performs drive control of the rotation driving unit and the elevation mirror rotation driving unit based on a detection result by the vibration detection unit.
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