JPH07113952A - 赤外線用光学系 - Google Patents
赤外線用光学系Info
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- JPH07113952A JPH07113952A JP5260573A JP26057393A JPH07113952A JP H07113952 A JPH07113952 A JP H07113952A JP 5260573 A JP5260573 A JP 5260573A JP 26057393 A JP26057393 A JP 26057393A JP H07113952 A JPH07113952 A JP H07113952A
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- lens component
- aberration
- lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわたっ
て良好な色収差補正がなされ、大口径比でかつ画面全域
において良好な収差補正がなされた赤外線用光学系を提
供すること。 【構成】 正屈折力の前群GF と後群GR とを有する赤
外線用光学系において、前群GF を物体側から順に、正
・負・負の屈折力配置で構成し、かつ前群GF 中のレン
ズ成分の屈折力及び硝材を適切な範囲に規定した。
て良好な色収差補正がなされ、大口径比でかつ画面全域
において良好な収差補正がなされた赤外線用光学系を提
供すること。 【構成】 正屈折力の前群GF と後群GR とを有する赤
外線用光学系において、前群GF を物体側から順に、正
・負・負の屈折力配置で構成し、かつ前群GF 中のレン
ズ成分の屈折力及び硝材を適切な範囲に規定した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCD等を用いた赤外
線撮像装置などに利用される赤外線用結像光学系に関す
るものであり、特に約3μmよりも短い波長帯域で使用
する赤外線用光学系に関する。
線撮像装置などに利用される赤外線用結像光学系に関す
るものであり、特に約3μmよりも短い波長帯域で使用
する赤外線用光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の赤外線用光学系としては、使用波
長帯域が3μm〜5μm帯、あるいは8μm〜12μm
帯のものが知られている。
長帯域が3μm〜5μm帯、あるいは8μm〜12μm
帯のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、3μm
よりも短い波長の赤外光についての光学系に関しては、
ほとんど提案されていなかった。また、提案されている
光学系であっても、3μm以下の赤外波長域の全域にわ
たって良好な色収差補正がなされ、大口径比でかつ画面
全域で良好な収差補正がなされたものはなかった。
よりも短い波長の赤外光についての光学系に関しては、
ほとんど提案されていなかった。また、提案されている
光学系であっても、3μm以下の赤外波長域の全域にわ
たって良好な色収差補正がなされ、大口径比でかつ画面
全域で良好な収差補正がなされたものはなかった。
【0004】そこで、本発明は、3μm以下の赤外波長
域のほぼ全域にわたって良好な色収差補正がなされ、大
口径比でかつ画面全域において良好な収差補正がなされ
た赤外線用光学系を提供することを目的とする。
域のほぼ全域にわたって良好な色収差補正がなされ、大
口径比でかつ画面全域において良好な収差補正がなされ
た赤外線用光学系を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明による赤外線用光学系は、以下の構成を有
する。例えば図1に示す如く、物体側より順に、正屈折
力の前群GF と後群G R とを有する赤外線用光学系にお
いて、前群GF は、物体側より順に、正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、負屈折力の第2レンズ成分L2 と、負
屈折力の第3レンズ成分L3 とを有し、全系の焦点距離
をf、第3レンズ成分L3 の焦点距離をf3 、第3レン
ズ成分L3 を構成する硝材の屈折率をn3 とするとき、
以下の条件を満足するように構成される。
めに、本発明による赤外線用光学系は、以下の構成を有
する。例えば図1に示す如く、物体側より順に、正屈折
力の前群GF と後群G R とを有する赤外線用光学系にお
いて、前群GF は、物体側より順に、正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、負屈折力の第2レンズ成分L2 と、負
屈折力の第3レンズ成分L3 とを有し、全系の焦点距離
をf、第3レンズ成分L3 の焦点距離をf3 、第3レン
ズ成分L3 を構成する硝材の屈折率をn3 とするとき、
以下の条件を満足するように構成される。
【0006】 −8f < f3 < −3f …(1) n3 < 1.8 …(2) ν3 < 50 …(3) 但し、ν3 は、第3レンズ成分L3 を構成する硝材の3
μm,2μm,1.2μmに対する屈折率をそれぞれn
X ,nY ,nZ とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義される値である。
μm,2μm,1.2μmに対する屈折率をそれぞれn
X ,nY ,nZ とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義される値である。
【0007】
【作用】上述の構成の如き本発明においては、正屈折力
の前群GF を3枚構成とし、屈折力配置を正・負・負と
している。これにより、物体側からの光線は、第1レン
ズ成分L1 により収斂作用を受けた後、第2及び第3レ
ンズ成分L2 ,L3 によって若干の発散作用を受けて、
後群GR へ向かう。このとき、第1レンズ成分L 1 にて
発生する球面収差及び色収差は、負屈折力の第2及び第
3レンズ成分L2,L3 により打ち消し補正することが
できる。
の前群GF を3枚構成とし、屈折力配置を正・負・負と
している。これにより、物体側からの光線は、第1レン
ズ成分L1 により収斂作用を受けた後、第2及び第3レ
ンズ成分L2 ,L3 によって若干の発散作用を受けて、
後群GR へ向かう。このとき、第1レンズ成分L 1 にて
発生する球面収差及び色収差は、負屈折力の第2及び第
3レンズ成分L2,L3 により打ち消し補正することが
できる。
【0008】仮に、前群GF を負・正・負の屈折力配置
あるいは負・負・正の屈折力配置とした場合には、物体
側の負レンズ成分によって発散させられた光線を正レン
ズ成分により集光することになる。このときには、正レ
ンズ成分の屈折力を強める必要があり、球面収差を良好
に補正できなくなる。また、前群GF を正屈折力のレン
ズ成分と負レンズ成分との2枚で構成した場合には、所
謂アクロマートとなり大きな2次スペクトルが残る。そ
こで、本発明では、正・負・負の屈折力配置として第3
レンズ成分により2次スペクトルを低減させている。
あるいは負・負・正の屈折力配置とした場合には、物体
側の負レンズ成分によって発散させられた光線を正レン
ズ成分により集光することになる。このときには、正レ
ンズ成分の屈折力を強める必要があり、球面収差を良好
に補正できなくなる。また、前群GF を正屈折力のレン
ズ成分と負レンズ成分との2枚で構成した場合には、所
謂アクロマートとなり大きな2次スペクトルが残る。そ
こで、本発明では、正・負・負の屈折力配置として第3
レンズ成分により2次スペクトルを低減させている。
【0009】次に、本発明による各条件式について説明
する。条件(1)は、全系の焦点距離に対する第3レン
ズ成分L3 の焦点距離の好適な範囲を規定するものであ
る。ここで、下限値を上回るときには、第3レンズ成分
L3 の屈折力が弱くなり過ぎるため、2次スペクトルの
発生が甚大となる。この2次スペクトルは、後群GR で
は補正しきれないため色収差の良好な補正が困難とな
る。また、上限値を上回るときには、球面収差の発生が
甚大となる。
する。条件(1)は、全系の焦点距離に対する第3レン
ズ成分L3 の焦点距離の好適な範囲を規定するものであ
る。ここで、下限値を上回るときには、第3レンズ成分
L3 の屈折力が弱くなり過ぎるため、2次スペクトルの
発生が甚大となる。この2次スペクトルは、後群GR で
は補正しきれないため色収差の良好な補正が困難とな
る。また、上限値を上回るときには、球面収差の発生が
甚大となる。
【0010】条件(2)は、第3レンズ成分L3 を構成
する硝材の屈折率範囲を規定するものである。本発明に
おいては、正・負・負の屈折力配置となっており、ペッ
ツバール和の増大を抑えるためには、低屈折率の硝材を
負の第3レンズ成分L3 に採用する必要がある。ここ
で、第3レンズ成分L3 の屈折率が条件(2)の範囲か
ら外れる場合には、ペッツバール和が増大し、像面湾曲
が発生する。
する硝材の屈折率範囲を規定するものである。本発明に
おいては、正・負・負の屈折力配置となっており、ペッ
ツバール和の増大を抑えるためには、低屈折率の硝材を
負の第3レンズ成分L3 に採用する必要がある。ここ
で、第3レンズ成分L3 の屈折率が条件(2)の範囲か
ら外れる場合には、ペッツバール和が増大し、像面湾曲
が発生する。
【0011】条件(3)は、第3レンズ成分L3 を構成
する硝材の分散を規定するものである。ここで、条件
(3)の範囲から外れる場合には、第3レンズ成分L3
の分散が低くなり、2次スペクトルの補正を行なうこと
が困難となる。なお、条件(3)において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義される値である。
する硝材の分散を規定するものである。ここで、条件
(3)の範囲から外れる場合には、第3レンズ成分L3
の分散が低くなり、2次スペクトルの補正を行なうこと
が困難となる。なお、条件(3)において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義される値である。
【0012】上述の(1)式〜(3)式を満足すること
により、2次スペクトルを低減させつつ、ペッツバール
和の増大を防ぐことができる。よって、本発明によれ
ば、3μm以下の赤外波長域の全域にわたって良好に色
収差補正が実現できると共に、画面全域において良好な
収差補正が達成できる。また、本発明による赤外線用光
学系は、第1レンズ成分L1 を構成する硝材の屈折率を
n1 、第2レンズ成分L2 を構成する硝材の屈折率をn
2 とするとき、次の条件(4)及び(5)を満足するよ
うに構成されることが望ましい。
により、2次スペクトルを低減させつつ、ペッツバール
和の増大を防ぐことができる。よって、本発明によれ
ば、3μm以下の赤外波長域の全域にわたって良好に色
収差補正が実現できると共に、画面全域において良好な
収差補正が達成できる。また、本発明による赤外線用光
学系は、第1レンズ成分L1 を構成する硝材の屈折率を
n1 、第2レンズ成分L2 を構成する硝材の屈折率をn
2 とするとき、次の条件(4)及び(5)を満足するよ
うに構成されることが望ましい。
【0013】 n1 > 2.0 …(4) n2 > 2.0 …(5) 上記条件(4)及び(5)は、第1及び第2レンズ成分
L1 ,L2 を構成する硝材の屈折率を規定するものであ
る。ここで、第1レンズ成分L1 の硝材が条件(4)の
範囲から外れる場合には、第1レンズ成分L1 の屈折率
が低くなるため、必然的に、第1レンズ成分L1 のレン
ズ面の曲率が非常に強くなる。このときには、球面収差
の発生が甚大となるため好ましくない。また、第2レン
ズ成分L 2 の硝材が条件(5)の範囲から外れる場合に
は、第2レンズ成分L2 の屈折率が低くなるため、第2
レンズ成分L2 のレンズ面の曲率が非常に強くなる。こ
のときには、球面収差及びコマ収差が発生するため好ま
しくない。
L1 ,L2 を構成する硝材の屈折率を規定するものであ
る。ここで、第1レンズ成分L1 の硝材が条件(4)の
範囲から外れる場合には、第1レンズ成分L1 の屈折率
が低くなるため、必然的に、第1レンズ成分L1 のレン
ズ面の曲率が非常に強くなる。このときには、球面収差
の発生が甚大となるため好ましくない。また、第2レン
ズ成分L 2 の硝材が条件(5)の範囲から外れる場合に
は、第2レンズ成分L2 の屈折率が低くなるため、第2
レンズ成分L2 のレンズ面の曲率が非常に強くなる。こ
のときには、球面収差及びコマ収差が発生するため好ま
しくない。
【0014】そして、本発明による赤外線用光学系は、
以下の条件(6)を満足するように構成されることが望
ましい。 0.44f < f1 < 0.73f …(6) 但し、f:全系の焦点距離、 f1 :第1レンズ成分L1 の焦点距離、 である。
以下の条件(6)を満足するように構成されることが望
ましい。 0.44f < f1 < 0.73f …(6) 但し、f:全系の焦点距離、 f1 :第1レンズ成分L1 の焦点距離、 である。
【0015】条件(6)は、全系の焦点距離に対する第
1レンズ成分L1 の焦点距離の好適な範囲を規定するも
のである。ここで、条件(6)の下限値を下回るときに
は、球面収差が甚大に発生するため好ましくない。ま
た、条件(6)の上限値を上回るときには、コマ収差の
発生が甚大となるため好ましくない。また、本発明によ
る赤外線用光学系において、第2レンズ成分L2 は、第
1レンズ成分L1 の像側近傍に配置されて、主に第1レ
ンズ成分L1 にて発生する諸収差、特に色収差、球面収
差を打ち消す作用を持つ。ここで、第2レンズ成分L 2
は、全系の焦点距離をf、第2レンズ成分L2 の焦点距
離をf2 とするとき、以下の条件(7)を満足するよう
に構成されることが望ましい。
1レンズ成分L1 の焦点距離の好適な範囲を規定するも
のである。ここで、条件(6)の下限値を下回るときに
は、球面収差が甚大に発生するため好ましくない。ま
た、条件(6)の上限値を上回るときには、コマ収差の
発生が甚大となるため好ましくない。また、本発明によ
る赤外線用光学系において、第2レンズ成分L2 は、第
1レンズ成分L1 の像側近傍に配置されて、主に第1レ
ンズ成分L1 にて発生する諸収差、特に色収差、球面収
差を打ち消す作用を持つ。ここで、第2レンズ成分L 2
は、全系の焦点距離をf、第2レンズ成分L2 の焦点距
離をf2 とするとき、以下の条件(7)を満足するよう
に構成されることが望ましい。
【0016】 −1.26f < f2 < −0.56f …(7) この条件(7)は、全系の焦点距離に対する第2レンズ
成分L2 の焦点距離範囲を適切な範囲に規定するもので
ある。ここで、条件(7)の下限を越える場合には、倍
率色収差及びコマ収差の発生が甚大となるため好ましく
ない。また、条件(7)の上限を上回る場合には、第2
レンズ成分L2 の負屈折力が弱まり、第1レンズ成分L
1 で発生する球面収差を打ち消すことができなくなるた
め好ましくない。
成分L2 の焦点距離範囲を適切な範囲に規定するもので
ある。ここで、条件(7)の下限を越える場合には、倍
率色収差及びコマ収差の発生が甚大となるため好ましく
ない。また、条件(7)の上限を上回る場合には、第2
レンズ成分L2 の負屈折力が弱まり、第1レンズ成分L
1 で発生する球面収差を打ち消すことができなくなるた
め好ましくない。
【0017】次に、本発明による赤外線用光学系は、以
下の条件(8)を満足するように構成されることが望ま
しい。 |1/f3 | < |1/f2 | < |1/f1 | …(8) 但し、f1 :第1レンズ成分L1 の焦点距離、 f2 :第2レンズ成分L2 の焦点距離、 f3 :第3レンズ成分L3 の焦点距離、 である。
下の条件(8)を満足するように構成されることが望ま
しい。 |1/f3 | < |1/f2 | < |1/f1 | …(8) 但し、f1 :第1レンズ成分L1 の焦点距離、 f2 :第2レンズ成分L2 の焦点距離、 f3 :第3レンズ成分L3 の焦点距離、 である。
【0018】上記条件(8)は、前群GF を構成する第
1〜第3レンズ成分L1 〜L3 の焦点距離の関係を規定
するものである。ここで、前群GF は正・負・負の屈折
力配置であり全体として正屈折力を有する。従って、第
1レンズ成分L1 と第2レンズ成分L2 との合成屈折力
は正となり、|1/f2 |<|1/f1 |である。ま
た、正屈折力の第1レンズ成分から発生する諸収差を補
正できるのは、負屈折力を持つ第2レンズ成分と第3レ
ンズ成分との2つが考えられる。しかしながら、第3レ
ンズ成分L3 は、前述の条件(2)式の如く、硝材の屈
折率が低くあまり強い屈折力を持たせることができな
い。よって、第1レンズ成分L1 で発生する諸収差(特
に色収差及び球面収差)を良好に補正するためには、第
1レンズ成分L1 の直後に配置された第2レンズ成分L
2 の屈折力を第3レンズ成分L3 の屈折力よりも強め
る、すなわち、|1/f3 |<|1/f2 |を満足させ
ることが望ましい。
1〜第3レンズ成分L1 〜L3 の焦点距離の関係を規定
するものである。ここで、前群GF は正・負・負の屈折
力配置であり全体として正屈折力を有する。従って、第
1レンズ成分L1 と第2レンズ成分L2 との合成屈折力
は正となり、|1/f2 |<|1/f1 |である。ま
た、正屈折力の第1レンズ成分から発生する諸収差を補
正できるのは、負屈折力を持つ第2レンズ成分と第3レ
ンズ成分との2つが考えられる。しかしながら、第3レ
ンズ成分L3 は、前述の条件(2)式の如く、硝材の屈
折率が低くあまり強い屈折力を持たせることができな
い。よって、第1レンズ成分L1 で発生する諸収差(特
に色収差及び球面収差)を良好に補正するためには、第
1レンズ成分L1 の直後に配置された第2レンズ成分L
2 の屈折力を第3レンズ成分L3 の屈折力よりも強め
る、すなわち、|1/f3 |<|1/f2 |を満足させ
ることが望ましい。
【0019】上述より、前群GF を構成する第1〜第3
レンズ成分L1 〜L3 の焦点距離は、上記(8)式を満
足させることが望ましいことが分かる。さらに、本発明
による赤外線用光学系においては、前群GF の最も物体
側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの面間隔をD
とし、全系の焦点距離をfとするとき、 D < 0.45f …(9) を満足するように構成されることが望ましい。
レンズ成分L1 〜L3 の焦点距離は、上記(8)式を満
足させることが望ましいことが分かる。さらに、本発明
による赤外線用光学系においては、前群GF の最も物体
側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの面間隔をD
とし、全系の焦点距離をfとするとき、 D < 0.45f …(9) を満足するように構成されることが望ましい。
【0020】この条件(9)は、全系の焦点距離fに対
する好適な前群GF の長さを規定するものである。ここ
で、前群GF が上記条件(9)の範囲から外れるときに
は、前群GF にて軸上色収差及び倍率色収差が甚大に発
生し、これを後群GR で補正することが困難となるため
好ましくない。さて、本発明による赤外線用光学系にお
いて、前群GF からの光線は、前群G F から離れて配置
された後群GR を経て、物体の像を形成する。この後群
GR は、主に軸外収差の補正に寄与するものである。こ
のとき、後群GR は、以下の条件(10)を満足するよ
うに構成されることが望ましい。
する好適な前群GF の長さを規定するものである。ここ
で、前群GF が上記条件(9)の範囲から外れるときに
は、前群GF にて軸上色収差及び倍率色収差が甚大に発
生し、これを後群GR で補正することが困難となるため
好ましくない。さて、本発明による赤外線用光学系にお
いて、前群GF からの光線は、前群G F から離れて配置
された後群GR を経て、物体の像を形成する。この後群
GR は、主に軸外収差の補正に寄与するものである。こ
のとき、後群GR は、以下の条件(10)を満足するよ
うに構成されることが望ましい。
【0021】 |f/fR | < 1 …(10) 但し、f :全系の焦点距離、 fR :後群GR の合成焦点距離、 である。上記条件(10)は、全系の焦点距離に対する
後群GR の焦点距離の範囲を適切に規定するものであ
る。後群GR が条件(10)の範囲から外れる場合に
は、後群GR の屈折力が強くなる。ここで、後群GR が
正屈折力を持つときには、条件(10)の範囲から外れ
ると、ペッツバール和が増大し、像面湾曲が発生するた
め好ましくない。また、後群GR が負屈折力を持つとき
には、条件(10)の範囲から外れると、前群GF の収
差が拡大され過ぎるため好ましくない。
後群GR の焦点距離の範囲を適切に規定するものであ
る。後群GR が条件(10)の範囲から外れる場合に
は、後群GR の屈折力が強くなる。ここで、後群GR が
正屈折力を持つときには、条件(10)の範囲から外れ
ると、ペッツバール和が増大し、像面湾曲が発生するた
め好ましくない。また、後群GR が負屈折力を持つとき
には、条件(10)の範囲から外れると、前群GF の収
差が拡大され過ぎるため好ましくない。
【0022】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例を
説明する。図1は、本発明による第1実施例のレンズ構
成図である。図1において、第1実施例の赤外線用光学
系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体側
に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レンズ
成分L4 を有する後群GR とから構成される。
説明する。図1は、本発明による第1実施例のレンズ構
成図である。図1において、第1実施例の赤外線用光学
系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体側
に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レンズ
成分L4 を有する後群GR とから構成される。
【0023】そして、本実施例では、第1レンズ成分L
1 が主たる屈折力を担う構成となっており、この第1レ
ンズ成分L1 の硝材としては低分散のものが好適であ
る。そこで、本実施例においては、第1レンズ成分L1
の硝材を、3μm以下の赤外波長域において低分散であ
るZnS(硫化亜鉛)としている。また、第2レンズ成
分L2 の硝材は、第1レンズ成分L1 で発生する色収差
を打ち消すため、高分散のものが好適である。そこで、
本実施例では、第2レンズ成分L2 の硝材を、3μm以
下の赤外波長域において高分散であるSi(シリコン)
としている。なお、高分散の硝材としては石英や螢石等
が存在するが、第2レンズ成分L2 には、比較的高屈折
率の硝材を用いることが良い。仮に屈折率が低いと、第
2レンズ成分L2 のレンズ面の曲率半径が強くなり、収
差補正が困難となる場合がある。
1 が主たる屈折力を担う構成となっており、この第1レ
ンズ成分L1 の硝材としては低分散のものが好適であ
る。そこで、本実施例においては、第1レンズ成分L1
の硝材を、3μm以下の赤外波長域において低分散であ
るZnS(硫化亜鉛)としている。また、第2レンズ成
分L2 の硝材は、第1レンズ成分L1 で発生する色収差
を打ち消すため、高分散のものが好適である。そこで、
本実施例では、第2レンズ成分L2 の硝材を、3μm以
下の赤外波長域において高分散であるSi(シリコン)
としている。なお、高分散の硝材としては石英や螢石等
が存在するが、第2レンズ成分L2 には、比較的高屈折
率の硝材を用いることが良い。仮に屈折率が低いと、第
2レンズ成分L2 のレンズ面の曲率半径が強くなり、収
差補正が困難となる場合がある。
【0024】本実施例においては、第3レンズ成分L3
によって第1及び第2レンズ成分L 1 ,L2 による2次
スペクトルを低減させ、ペッツバール和の増大を防いで
いる。ここで、第3レンズ成分L3 の硝材は、第1レン
ズ成分L1 よりも高分散であり、かつ低屈折率の石英ガ
ラスを用いている。なお、第3レンズ成分L3 の硝材と
しては、後述の第6実施例のように、3μm以下の赤外
波長域において高分散かつ低屈折率の螢石を適用しても
良い。
によって第1及び第2レンズ成分L 1 ,L2 による2次
スペクトルを低減させ、ペッツバール和の増大を防いで
いる。ここで、第3レンズ成分L3 の硝材は、第1レン
ズ成分L1 よりも高分散であり、かつ低屈折率の石英ガ
ラスを用いている。なお、第3レンズ成分L3 の硝材と
しては、後述の第6実施例のように、3μm以下の赤外
波長域において高分散かつ低屈折率の螢石を適用しても
良い。
【0025】以下の表1に、第1実施例の諸元の値と条
件対応数値とを掲げる。表1中において、fは焦点距
離、FNOはFナンバー、2ωは画角を示す。また、絞り
位置、絞り直径φを併せて示す。左端の数字は物体側か
らの順序(面番号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレ
ンズ面間隔、nは2μmの赤外光に対する屈折率を表
す。さらに、表1中においては、各レンズ成分の焦点距
離、硝材の種類を併せて示す。
件対応数値とを掲げる。表1中において、fは焦点距
離、FNOはFナンバー、2ωは画角を示す。また、絞り
位置、絞り直径φを併せて示す。左端の数字は物体側か
らの順序(面番号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレ
ンズ面間隔、nは2μmの赤外光に対する屈折率を表
す。さらに、表1中においては、各レンズ成分の焦点距
離、硝材の種類を併せて示す。
【0026】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0027】
【表1】 〔第1実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分の像側26mm,φ= 28.4 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 53.82142 10.00000 2.265731 51.63337(f1) ZnS 2 273.34385 1.00000 1.000000 3 257.61220 4.00000 3.453318 -91.98764(f2) Si 4 118.96720 1.00000 1.000000 5 28.61888 4.00000 1.438760 -350.83874(f3) 石英ガラス 6 23.10370 85.00000 1.000000 7 22.61252 4.00000 3.453318 123.76165 Si 8 21.36174 3.46768 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -3.508 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.089 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.516 f (7) f2 = -0.920 f (8) 1/f1 = 0.0194 , 1/f2 = -0.0109 , 1/f
3 = -0.0029, (9) D = 0.200 f (10) f/ fR = 0.80775 上記第1実施例の諸収差図を図2に示す。尚、図2の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0029, (9) D = 0.200 f (10) f/ fR = 0.80775 上記第1実施例の諸収差図を図2に示す。尚、図2の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
【0028】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図3を参照
して本発明による第2実施例を説明する。図3は、第2
実施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図3を参照
して本発明による第2実施例を説明する。図3は、第2
実施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
【0029】図3の第2実施例は、物体側から順に、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、両凹形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体側
に凹面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レンズ
成分L4 を有する後群GR とから構成されている。
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、両凹形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体側
に凹面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レンズ
成分L4 を有する後群GR とから構成されている。
【0030】以下の表2に、第2実施例の諸元の値を掲
げる。表2中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、また、絞り位置、絞り直
径φを併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面
番号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、
nは2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表
2中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類
を示す。
げる。表2中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、また、絞り位置、絞り直
径φを併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面
番号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、
nは2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表
2中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類
を示す。
【0031】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0032】
【表2】 〔第2実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第4レンズ成分L4 の像側レンズ面,φ= 34.4 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 72.77518 10.00000 2.265731 63.80845(f1) ZnS 2 679.22828 1.20000 1.000000 3 -1158.92461 4.00000 3.453318 -103.33781(f2) Si 4 325.30400 1.00000 1.000000 5 33.74633 4.00000 1.438760 -465.24306(f3) 石英ガラス 6 27.91213 35.00000 1.000000 7 -115.31764 4.00000 2.265731 135.75339 ZnS 8 -70.34314 64.12085 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -4.652 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.086 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.638 f (7) f2 = -1.033 f (8) 1/f1 = 0.0157 , 1/f2 = -0.0097 , 1/f
3 = -0.0021, (9) D = 0.202 f (10) f/ fR = 0.73663 上記第2実施例の諸収差図を図4に示す。尚、図4の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0021, (9) D = 0.202 f (10) f/ fR = 0.73663 上記第2実施例の諸収差図を図4に示す。尚、図4の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
【0033】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で±5°にわたる画面全域において良好に収
差が補正されていることが分かる。次に、図5を参照し
て本発明による第3実施例を説明する。図5は、第3実
施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で±5°にわたる画面全域において良好に収
差が補正されていることが分かる。次に、図5を参照し
て本発明による第3実施例を説明する。図5は、第3実
施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
【0034】図5の第3実施例は、物体側から順に、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、物体側に凸面を向
けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成分L3 と
を有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメニスカス
形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する後群GR
とから構成されている。
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、物体側に凸面を向
けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成分L3 と
を有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメニスカス
形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する後群GR
とから構成されている。
【0035】以下の表3に、第3実施例の諸元の値を掲
げる。表3中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表3
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
げる。表3中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表3
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
【0036】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0037】
【表3】 〔第3実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分L3 の像側39mm,φ= 34.8 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 77.20899 8.00000 2.265731 72.05741(f1) ZnS 2 474.00085 1.20000 1.000000 3 640.19770 2.00000 3.453318 -125.28351(f2) Si 4 207.20066 0.10000 1.000000 5 43.42286 2.00000 1.438760 -759.54977(f3) 石英ガラス 6 37.87760 75.00000 1.000000 7 111.93561 5.00000 2.265731 107.21205 ZnS 8 623.19276 45.70083 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -7.595 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.086 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.721 f (7) f2 = -1.253 f (8) 1/f1 = 0.0139 , 1/f2 = -0.0080 , 1/f
3 = -0.0013, (9) D = 0.133 f (10) f/ fR = 0.93273 上記第3実施例の諸収差図を図6に示す。尚、図6の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をと
り、縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光
線に対する横収差、bは中間画角(5割)における2μ
mの光線に対する横収差、cは最大画角における2μm
の光線に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0013, (9) D = 0.133 f (10) f/ fR = 0.93273 上記第3実施例の諸収差図を図6に示す。尚、図6の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をと
り、縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光
線に対する横収差、bは中間画角(5割)における2μ
mの光線に対する横収差、cは最大画角における2μm
の光線に対する横収差をそれぞれ示す。
【0038】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図7を参照
して本発明による第4実施例を説明する。図7は、第4
実施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図7を参照
して本発明による第4実施例を説明する。図7は、第4
実施例の赤外線用光学系のレンズ構成図である。
【0039】図7の第4実施例は、物体側から順に、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、物体側に凸面を向
けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成分L3 と
を有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメニスカス
形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する後群GR
とから構成されている。
体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1レ
ンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、物体側に凸面を向
けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成分L3 と
を有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメニスカス
形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する後群GR
とから構成されている。
【0040】以下の表4に、第4実施例の諸元の値を掲
げる。表4中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表4
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
げる。表4中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表4
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
【0041】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0042】
【表4】 〔第4実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分の像側18.5mm,φ= 29.4 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 65.70684 7.00000 2.265731 55.07400(f1) ZnS 2 1076.39015 1.20000 1.000000 3 2691.63095 3.00000 3.453318 -108.52469(f2) Si 4 242.08834 13.85150 1.000000 5 34.86689 3.00000 1.438760 -401.87663(f3) 石英ガラス 6 28.34674 75.00000 1.000000 7 18.69252 5.00000 2.265731 295.55126 ZnS 8 16.73556 7.12939 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -4.019 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.086 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.551 f (7) f2 = -1.085 f (8) 1/f1 = 0.0182 , 1/f2 = -0.0092 , 1/f
3 = -0.0025, (9) D = 0.281 f (10) f/ fR = 0.33835 上記第4実施例の諸収差図を図8に示す。尚、図8の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0025, (9) D = 0.281 f (10) f/ fR = 0.33835 上記第4実施例の諸収差図を図8に示す。尚、図8の諸
収差図中において、Xは3μmの光線に対する収差、Y
は2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの収差を
示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線に対す
る正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリディオナ
ル像面、実線はサジッタル像面を示している。なお、歪
曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示してい
る。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、5割
の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色収差
図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収差量
を示している。横収差図においては、横軸に像高をとり
縦軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に
対する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの
光線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光
線に対する横収差をそれぞれ示す。
【0043】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図9を参照
して本発明による第5実施例を説明する。図9は、第5
実施例のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図9を参照
して本発明による第5実施例を説明する。図9は、第5
実施例のレンズ構成図である。
【0044】図9の第5実施例は、物体側から順に、両
凸形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に凹
面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、両凸形
状で正屈折力の第4レンズ成分L4 と、物体側に凹面を
向けたメニスカス形状で負屈折力の第5レンズ成分とを
有する後群GR とから構成される。ここで、後群G
R は、全体として負屈折力を持つ。
凸形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に凹
面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成分
L2と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈折
力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、両凸形
状で正屈折力の第4レンズ成分L4 と、物体側に凹面を
向けたメニスカス形状で負屈折力の第5レンズ成分とを
有する後群GR とから構成される。ここで、後群G
R は、全体として負屈折力を持つ。
【0045】以下の表5に、第5実施例の諸元の値を掲
げる。表5中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表5
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
げる。表5中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表5
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
【0046】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0047】
【表5】 〔第5実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分の像側 8mm,φ= 30.3 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 88.41077 10.00000 2.265731 55.37614(f1) ZnS 2 -316.89056 1.60000 1.000000 3 -251.17175 4.00000 3.453318 -106.96882(f2) Si 4 -5921.79980 23.00000 1.000000 5 2078.54391 4.00000 1.438760 -441.16792(f3) 石英ガラス 6 176.97247 50.78969 1.000000 7 73.28904 4.00000 2.265731 46.04129 ZnS 8 -275.80899 9.03633 1.000000 9 -43.46917 3.00000 2.447070 -30.54272 ZnSe 10 -2745.67810 8.59897 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -4.412 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.086 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.554 f (7) f2 = -1.070 f (8) 1/f1 = 0.0181 , 1/f2 = -0.0093 , 1/f
3 = -0.0027, (9) D = 0.426 f (10) f/ fR = -0.36114 上記第5実施例の諸収差図を図10に示す。尚、図10
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0027, (9) D = 0.426 f (10) f/ fR = -0.36114 上記第5実施例の諸収差図を図10に示す。尚、図10
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
【0048】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図11を参
照して本発明による第6実施例を説明する。図11は、
第6実施例のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。次に、図11を参
照して本発明による第6実施例を説明する。図11は、
第6実施例のレンズ構成図である。
【0049】図11の第6実施例は、物体側から順に、
両凸形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に
凹面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成
分L 2 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈
折力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体
側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レン
ズ成分L4 を有する後群GR とから構成される。
両凸形状で正屈折力の第1レンズ成分L1 と、物体側に
凹面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第2レンズ成
分L 2 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負屈
折力の第3レンズ成分L3 とを有する前群GF と、物体
側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第4レン
ズ成分L4 を有する後群GR とから構成される。
【0050】以下の表6に、第6実施例の諸元の値を掲
げる。表6中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表6
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
げる。表6中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表6
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
【0051】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0052】
【表6】 〔第6実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分の像側32mm,φ= 32.5 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 87.75752 12.00000 2.265731 56.44009(f1) ZnS 2 -354.80894 1.00000 1.000000 3 -283.88818 2.00000 3.453318 -111.31651(f2) Si 4 7218.89508 0.50000 1.000000 5 152.14188 5.00000 1.423850 -302.73349(f3) 蛍石 6 68.92677 100.00000 1.000000 7 33.29834 16.00000 2.265731 157.12278 ZnS 8 29.25901 7.58904 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -3.027 f (2) n3 = 1.423850 (3) ν3 = 42.943 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.564 f (7) f2 = -1.113 f (8) 1/f1 = 0.0177 , 1/f2 = -0.0090 , 1/f
3 = -0.0033, (9) D = 0.205 f (10) f/ fR = 0.63644 上記第6実施例の諸収差図を図12に示す。尚、図12
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0033, (9) D = 0.205 f (10) f/ fR = 0.63644 上記第6実施例の諸収差図を図12に示す。尚、図12
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
【0053】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正されており、Fナンバーが2.
0という大口径比で、±5°にわたる画面全域において
良好に収差が補正されていることが分かる。次に、図1
3を参照して本発明による第7実施例につき説明する。
図13は、第7実施例のレンズ構成図である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正されており、Fナンバーが2.
0という大口径比で、±5°にわたる画面全域において
良好に収差が補正されていることが分かる。次に、図1
3を参照して本発明による第7実施例につき説明する。
図13は、第7実施例のレンズ構成図である。
【0054】図13の第7実施例は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1
レンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形
状で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、同じく物体側に
凸面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成
分L3 とを有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメ
ニスカス形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する
後群GR とから構成される。
物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正屈折力の第1
レンズ成分L1 と、物体側に凸面を向けたメニスカス形
状で負屈折力の第2レンズ成分L2 と、同じく物体側に
凸面を向けたメニスカス形状で負屈折力の第3レンズ成
分L3 とを有する前群GF と、物体側に凸面を向けたメ
ニスカス形状で正屈折力の第4レンズ成分L4 を有する
後群GR とから構成される。
【0055】以下の表7に、第7実施例の諸元の値を掲
げる。表7中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表7
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
げる。表7中において、fは焦点距離、FNOはFナンバ
ー、2ωは画角を示す。また、絞り位置、絞り直径φを
併せて示す。左端の数字は物体側からの順序(面番
号)、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、n
は2μmの赤外光に対する屈折率を表す。さらに、表7
中においては、各レンズ成分の焦点距離、硝材の種類を
示す。
【0056】なお、条件対応数値において、ν3 は、第
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
3レンズ成分L3 を構成する硝材の3μm,2μm,
1.2μmに対する屈折率をそれぞれnX ,nY ,nZ
とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義されるものである。
【0057】
【表7】 〔第7実施例〕 f= 100 , FNO= 2.00 , 2ω= 10.0 ° 絞り位置:第3レンズ成分の像側24mm,φ= 28.8 NO. r d n 焦点距離 硝材 1 46.29900 10.00000 2.265731 46.21450(f1) ZnS 2 195.26594 3.60070 1.000000 3 236.33397 4.00000 3.453318 -57.43927(f2) Si 4 87.21781 0.10000 1.000000 5 27.46407 4.00000 1.438760 -302.17690(f3) 石英ガラス 6 21.74074 38.43553 1.000000 7 179.97445 4.00000 3.453318 128.21005 Si 8 414.03862 45.06918 1.000000 (条件対応数値) (1) f3 = -3.022 f (2) n3 = 1.438760 (3) ν3 = 16.086 (4) n1 = 2.265731 (5) n2 = 3.453318 (6) f1 = 0.462 f (7) f2 = -0.574 f (8) 1/f1 = 0.0216 , 1/f2 = -0.0174 , 1/f
3 = -0.0033, (9) D = 0.217 f (10) f/ fR = 0.77997 上記第7実施例の諸収差図を図14に示す。尚、図14
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
3 = -0.0033, (9) D = 0.217 f (10) f/ fR = 0.77997 上記第7実施例の諸収差図を図14に示す。尚、図14
の諸収差図中において、Xは3μmの光線に対する収
差、Yは2μmの光線に対する収差、Zは1.2μmの
収差を示す。また、球面収差図中の破線は2μmの光線
に対する正弦条件を示し、非点収差図中の破線はメリデ
ィオナル像面、実線はサジッタル像面を示している。な
お、歪曲収差図は2μmの光線に対する歪曲収差を示し
ている。コマ収差図は図中上から、それぞれ最大画角、
5割の画角、軸上でのコマ収差を示す。そして、倍率色
収差図においては、2μmの光線を基準とした倍率色収
差量を示す。横収差図においては、横軸に像高をとり縦
軸に横収差量とっており、aは軸上の2μmの光線に対
する横収差、bは中間画角(5割)における2μmの光
線に対する横収差、cは最大画角における2μmの光線
に対する横収差をそれぞれ示す。
【0058】各収差図の比較から、本実施例による赤外
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。以下の表8に、、
上述の各実施例で用いた硝材の1.2μm、2μm、3
μmの波長に対する屈折率の値と分散値とを示す。尚、
分散値νは、nX ,nY ,n Z をそれぞれ3μm,2μ
m,1.2μmの波長に対する屈折率とするとき、以下
の式で定義される値である。
線用光学系は、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわ
たって良好に色収差補正され、Fナンバーが2.0とい
う大口径比で、±5°にわたる画面全域において良好に
収差が補正されていることが分かる。以下の表8に、、
上述の各実施例で用いた硝材の1.2μm、2μm、3
μmの波長に対する屈折率の値と分散値とを示す。尚、
分散値νは、nX ,nY ,n Z をそれぞれ3μm,2μ
m,1.2μmの波長に対する屈折率とするとき、以下
の式で定義される値である。
【0059】ν=(nY −1)/(nZ −nX )
【0060】
【表8】 各波長の屈折率 分散 硝材 1.2μm (nZ ) 2μm(nY ) 3μm(nX ) ν ZnS 2.282573 2.265731 2.258579 52.752 Si 3.521163 3.453318 3.434365 28.265 石英ガラス 1.448433 1.438760 1.421157 16.086 ZnSe 2.471753 2.447070 2.438890 44.033 蛍石 1.427720 1.423850 1.417850 42.943 上述の各実施例においては、各表中に示した条件対応数
値の如く、各条件を満足するように構成されているた
め、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわたり良好な
色収差補正が達成され、大口径比で、画面全域にわたる
良好な収差補正が実現される。
値の如く、各条件を満足するように構成されているた
め、3μm以下の赤外波長域のほぼ全域にわたり良好な
色収差補正が達成され、大口径比で、画面全域にわたる
良好な収差補正が実現される。
【0061】
【発明の効果】このように本発明によれば、3μm以下
の赤外波長域のほぼ全域にわたって良好な色収差補正が
なされ、大口径比でかつ画面全域において良好な収差補
正がなされた赤外線用光学系を得ることができる。
の赤外波長域のほぼ全域にわたって良好な色収差補正が
なされ、大口径比でかつ画面全域において良好な収差補
正がなされた赤外線用光学系を得ることができる。
【図1】第1実施例のレンズ構成図である。
【図2】第1実施例の諸収差図である。
【図3】第2実施例のレンズ構成図である。
【図4】第2実施例の諸収差図である。
【図5】第3実施例のレンズ構成図である。
【図6】第3実施例の諸収差図である。
【図7】第4実施例のレンズ構成図である。
【図8】第4実施例の諸収差図である。
【図9】第5実施例のレンズ構成図である。
【図10】第5実施例の諸収差図である。
【図11】第6実施例のレンズ構成図である。
【図12】第6実施例の諸収差図である。
【図13】第7実施例のレンズ構成図である。
【図14】第7実施例の諸収差図である。
GF … 前群、 GR … 後群、 L1 … 第1レンズ成分、 L2 … 第2レンズ成分、 L3 … 第3レンズ成分、 L4 … 第4レンズ成分、 L5 … 第5レンズ成分、
Claims (4)
- 【請求項1】物体側より順に、正屈折力の前群GF と後
群GR とを有する赤外線用光学系において、 前記前群GF は、物体側より順に、正屈折力の第1レン
ズ成分L1 と、負屈折力の第2レンズ成分L2 と、負屈
折力の第3レンズ成分L3 とを有し、 全系の焦点距離をf、前記第3レンズ成分L3 の焦点距
離をf3 、前記第3レンズ成分L3 を構成する硝材の屈
折率をn3 とするとき、以下の条件を満足することを特
徴とする赤外線用光学系。 −8f < f3 < −3f n3 < 1.8 ν3 < 50 但し、ν3 は、前記第3レンズ成分L3 を構成する硝材
の3μm,2μm,1.2μmに対する屈折率をそれぞ
れnX ,nY ,nZ とするとき、 ν3 =(nY −1)/(nZ −nX ) によって定義される値である。 - 【請求項2】前記第1レンズ成分L1 を構成する硝材の
屈折率をn1 、前記第2レンズ成分L2 を構成する硝材
の屈折率をn2 とするとき、 n1 >2, n2 >2 を満足することを特徴とする請求項1記載の赤外線用光
学系。 - 【請求項3】全系の焦点距離をfとし、前記第1レンズ
成分L1 の焦点距離をf1 とするとき、以下の条件を満
足することを特徴とする請求項1記載の赤外線用光学
系。 0.44f < f1 < 0.73f - 【請求項4】全系の焦点距離をfとし、前記第2レンズ
成分L2 の焦点距離をf2 とするとき、以下の条件を満
足することを特徴とする請求項1記載の赤外線用光学
系。 −1.26f < f2 < −0.56f
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