JPH07318797A - 赤外線用レンズ - Google Patents
赤外線用レンズInfo
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- JPH07318797A JPH07318797A JP11532694A JP11532694A JPH07318797A JP H07318797 A JPH07318797 A JP H07318797A JP 11532694 A JP11532694 A JP 11532694A JP 11532694 A JP11532694 A JP 11532694A JP H07318797 A JPH07318797 A JP H07318797A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】画角が４０゜以上の広画角においても、十分な
バックフォーカスを有する高性能で低価格の赤外線用レ
ンズを提供する。 【構成】赤外線を透過する光学材料によって構成され、
物体側より順に、負の屈折力を有する第１成分と正の屈
折力を有する第２成分を配置するとともに、冷却された
開口絞りを第２成分後方に配置するレンズ構成とし、さ
らに、バックフォーカスと全系の焦点距離との関係、及
び、主に最も物体側のレンズの物体側面の形状を適切に
規定した。
バックフォーカスを有する高性能で低価格の赤外線用レ
ンズを提供する。 【構成】赤外線を透過する光学材料によって構成され、
物体側より順に、負の屈折力を有する第１成分と正の屈
折力を有する第２成分を配置するとともに、冷却された
開口絞りを第２成分後方に配置するレンズ構成とし、さ
らに、バックフォーカスと全系の焦点距離との関係、及
び、主に最も物体側のレンズの物体側面の形状を適切に
規定した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線撮像装置等に用
いる赤外線用レンズに関するものであり、特に画角が４
０°を越える広角の赤外線用レンズに関する。
いる赤外線用レンズに関するものであり、特に画角が４
０°を越える広角の赤外線用レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の赤外線撮像装置は、２次元撮像素
子の実用化、素子の高集積化などにより、小型化、高性
能化、低価格化が進み、その応用分野は、工業用、医療
用から夜間監視用等へと大きく広がってきた。特に夜間
監視用等として使用される場合、より広い撮影範囲が得
られるよう撮影画角の大きい広角レンズの提供が望まれ
ている。
子の実用化、素子の高集積化などにより、小型化、高性
能化、低価格化が進み、その応用分野は、工業用、医療
用から夜間監視用等へと大きく広がってきた。特に夜間
監視用等として使用される場合、より広い撮影範囲が得
られるよう撮影画角の大きい広角レンズの提供が望まれ
ている。
【０００３】画角が４０゜を越える赤外線用レンズを開
示したものとしては、例えば特開昭５２−３７４４４号
公報、特開昭６１−２１９０１５号公報が知られてい
る。
示したものとしては、例えば特開昭５２−３７４４４号
公報、特開昭６１−２１９０１５号公報が知られてい
る。
【０００４】赤外線撮像装置は、物体がその温度に応じ
て放射している赤外線を検出して熱映像として出力する
装置である。ところが、撮像光学系を構成しているレン
ズ鏡胴や開口絞りなども赤外線を放射している。このた
め、装置自身が雑音となり、Ｓ／Ｎ比の低下を招く原因
となることがある。これらの雑音は、特開昭６４−８８
４１４号公報に記載されているように、冷却した開口絞
りをレンズ最終面の後方に配置することによって防ぐこ
とができる。ここで、レンズ最終面とは撮像素子直前に
置かれるフィルター等の平板を除いたレンズ系の最終面
である。
て放射している赤外線を検出して熱映像として出力する
装置である。ところが、撮像光学系を構成しているレン
ズ鏡胴や開口絞りなども赤外線を放射している。このた
め、装置自身が雑音となり、Ｓ／Ｎ比の低下を招く原因
となることがある。これらの雑音は、特開昭６４−８８
４１４号公報に記載されているように、冷却した開口絞
りをレンズ最終面の後方に配置することによって防ぐこ
とができる。ここで、レンズ最終面とは撮像素子直前に
置かれるフィルター等の平板を除いたレンズ系の最終面
である。
【０００５】ところで、前記２件の公報で開示された広
画角の赤外線用レンズは、バックフォーカスが不十分な
ため、レンズ最終面の後方に冷却された開口絞りを配置
し、かつ、画面の周辺部まで光量を確保することは不可
能である。
画角の赤外線用レンズは、バックフォーカスが不十分な
ため、レンズ最終面の後方に冷却された開口絞りを配置
し、かつ、画面の周辺部まで光量を確保することは不可
能である。
【０００６】また、広画角で、かつ、レンズ最終面の後
方に冷却された開口絞りを配置するに十分なバックフォ
ーカスを持つ赤外線用レンズとして、特開平４−３５６
００８号公報に記載のレンズが知られている。しかし、
このレンズは、周辺部の光量を確保するためにリレーレ
ンズ系を採用しており、レンズ枚数が８枚と多い。赤外
線用レンズで用いられる光学材料は非常に高価であるた
め、レンズ枚数が多いとコストアップを招くことにな
る。さらには透過率の低下にもつながる。
方に冷却された開口絞りを配置するに十分なバックフォ
ーカスを持つ赤外線用レンズとして、特開平４−３５６
００８号公報に記載のレンズが知られている。しかし、
このレンズは、周辺部の光量を確保するためにリレーレ
ンズ系を採用しており、レンズ枚数が８枚と多い。赤外
線用レンズで用いられる光学材料は非常に高価であるた
め、レンズ枚数が多いとコストアップを招くことにな
る。さらには透過率の低下にもつながる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
を考慮し、画角が４０゜以上の広画角においても、十分
なバックフォーカスを有する高性能で低価格の赤外線用
レンズを提供することを目的とする。
を考慮し、画角が４０゜以上の広画角においても、十分
なバックフォーカスを有する高性能で低価格の赤外線用
レンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、赤外線を透過する光学材料によって構成
され、物体側より順に、負の屈折力を有する第１成分と
正の屈折力を有する第２成分を配置するとともに、冷却
された開口絞りを第２成分後方に配置するレンズ構成と
し、さらに、バックフォーカスと全系の焦点距離との関
係、及び、主に最も物体側のレンズの物体側面の形状を
適切に規定したことを特徴とする。
に、本発明は、赤外線を透過する光学材料によって構成
され、物体側より順に、負の屈折力を有する第１成分と
正の屈折力を有する第２成分を配置するとともに、冷却
された開口絞りを第２成分後方に配置するレンズ構成と
し、さらに、バックフォーカスと全系の焦点距離との関
係、及び、主に最も物体側のレンズの物体側面の形状を
適切に規定したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】負の第１成分と正の第２成分によるレトロフォ
ーカス構成により、広画角でも十分なバックフォーカス
が得られ、また、主に最も物体側のレンズの物体側面の
形状の適切な規定により、レトロフォーカス構成で発生
しやすいゴーストの光量が減少する。
ーカス構成により、広画角でも十分なバックフォーカス
が得られ、また、主に最も物体側のレンズの物体側面の
形状の適切な規定により、レトロフォーカス構成で発生
しやすいゴーストの光量が減少する。
【００１０】
【実施例】本発明の赤外線用レンズは、赤外線を透過す
る光学材料によって構成され、物体側より順に、負の屈
折力を有する第１成分と正の屈折力を有する第２成分を
配置するとともに、冷却された開口絞りを第２成分後方
に配置し、さらに、以下の条件を満足することを特徴と
する。
る光学材料によって構成され、物体側より順に、負の屈
折力を有する第１成分と正の屈折力を有する第２成分を
配置するとともに、冷却された開口絞りを第２成分後方
に配置し、さらに、以下の条件を満足することを特徴と
する。
【００１１】 （１） ４．５＜ｄ／（ｆ・ｔａｎω）＜７．５ （２） ０．０２１＜ｆ／（ｎ1・ＦNO・ｒ1）＜０．０
６０ ただし、 ｄ ：バックフォーカス（空気換算長）、 ｆ ：全系の焦点距離、 ω ：半画角、 ｎ1 ：最も物体側のレンズの屈折率、 ｒ1 ：最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径、 ＦNO：Ｆナンバ−、 である。
６０ ただし、 ｄ ：バックフォーカス（空気換算長）、 ｆ ：全系の焦点距離、 ω ：半画角、 ｎ1 ：最も物体側のレンズの屈折率、 ｒ1 ：最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径、 ＦNO：Ｆナンバ−、 である。
【００１２】赤外線撮像装置等に用いられる赤外線用レ
ンズは、「従来の技術」の項で記載したとおり、冷却さ
れた開口絞りをレンズ最終面（最も像側のレンズの像側
面）の後方に配置することにより、レンズ鏡胴や開口絞
りから放射される赤外線の影響を、無視できる程度に押
さえることができる。
ンズは、「従来の技術」の項で記載したとおり、冷却さ
れた開口絞りをレンズ最終面（最も像側のレンズの像側
面）の後方に配置することにより、レンズ鏡胴や開口絞
りから放射される赤外線の影響を、無視できる程度に押
さえることができる。
【００１３】上記条件式（１）は冷却された開口絞りを
レンズ最終面の後方に配置する空間を確保するととも
に、画面の周辺部においても十分な光量を確保するため
に必要なバックフォーカスを限定するものである。ここ
でのバックフォーカスとは、レンズ最終面と像面の距離
であり、レンズ最終面と像面の間に挿入されるフィルタ
−等の板厚を空気換算したものに空気間隔を加えたもの
である。
レンズ最終面の後方に配置する空間を確保するととも
に、画面の周辺部においても十分な光量を確保するため
に必要なバックフォーカスを限定するものである。ここ
でのバックフォーカスとは、レンズ最終面と像面の距離
であり、レンズ最終面と像面の間に挿入されるフィルタ
−等の板厚を空気換算したものに空気間隔を加えたもの
である。
【００１４】条件式（１）の下限を越えると開口絞りと
像面の距離が近くなり、画面の中心部と周辺部とにおい
て、撮像素子に入射する光線の角度差が大きくなる。こ
の様子を示したのが図１である。像面と開口絞りの距離
が近くなると周辺部での光線の角度αが大きくなり、コ
サイン４乗則に基づき画面中心部と周辺部での光量差が
大きくなりすぎる。つまり、画面の中心部と周辺部での
感度差が大きくなってしまう。一方、条件式（１）の上
限を越えると、バックフォーカスが必要以上に長くな
り、レンズのコンパクト化が十分に達成できない。
像面の距離が近くなり、画面の中心部と周辺部とにおい
て、撮像素子に入射する光線の角度差が大きくなる。こ
の様子を示したのが図１である。像面と開口絞りの距離
が近くなると周辺部での光線の角度αが大きくなり、コ
サイン４乗則に基づき画面中心部と周辺部での光量差が
大きくなりすぎる。つまり、画面の中心部と周辺部での
感度差が大きくなってしまう。一方、条件式（１）の上
限を越えると、バックフォーカスが必要以上に長くな
り、レンズのコンパクト化が十分に達成できない。
【００１５】また、広画角になるほど、焦点距離に対す
るバックフォーカスの比は大きくなる。そこで、物体側
に負の屈折力を有する第１成分を、像面側に正の屈折力
を有する第２成分を配置するいわゆるレトロフォーカス
タイプのレンズ構成を採用することにより、画角が４０
゜を越えても、条件式（１）で限定するバックフォーカ
スを確保することが可能となる。
るバックフォーカスの比は大きくなる。そこで、物体側
に負の屈折力を有する第１成分を、像面側に正の屈折力
を有する第２成分を配置するいわゆるレトロフォーカス
タイプのレンズ構成を採用することにより、画角が４０
゜を越えても、条件式（１）で限定するバックフォーカ
スを確保することが可能となる。
【００１６】一方、赤外線撮像装置で用いられる２次元
撮像素子は、その表面における赤外線の反射率が数１０
％程度と非常に高い。このため、赤外線レンズにより一
度撮像素子上に結像した光が、この撮像素子表面での反
射により再び光学系を逆進し、光学系内部の各レンズ表
面で反射して再度撮像素子上に結像することによりゴー
ストが発生する。
撮像素子は、その表面における赤外線の反射率が数１０
％程度と非常に高い。このため、赤外線レンズにより一
度撮像素子上に結像した光が、この撮像素子表面での反
射により再び光学系を逆進し、光学系内部の各レンズ表
面で反射して再度撮像素子上に結像することによりゴー
ストが発生する。
【００１７】一般に、レトロフォーカスタイプのレンズ
系を採用した場合、負の屈折力をもつ第１成分で発生す
る負の歪曲収差が問題となる。この歪曲収差を補正しよ
うとすると、第１レンズ第１面（最も物体側のレンズの
物体側面）での反射により発生するゴーストが大きな問
題となる。図２は、像面から出た軸上光束が第１レンズ
第１面で反射する様子を示したものである。ここでβは
軸上のマージナルレイの反射角であり、βが大きくなる
ほどゴーストの結像位置が像面から離れるためにゴース
トの光量が減少する。尚、このβは次の式で表される。
系を採用した場合、負の屈折力をもつ第１成分で発生す
る負の歪曲収差が問題となる。この歪曲収差を補正しよ
うとすると、第１レンズ第１面（最も物体側のレンズの
物体側面）での反射により発生するゴーストが大きな問
題となる。図２は、像面から出た軸上光束が第１レンズ
第１面で反射する様子を示したものである。ここでβは
軸上のマージナルレイの反射角であり、βが大きくなる
ほどゴーストの結像位置が像面から離れるためにゴース
トの光量が減少する。尚、このβは次の式で表される。
【００１８】 β＝arcsin（ｆ／（２ｎ1・ＦNO・ｒ1））。
【００１９】条件式（２）は、第１レンズ第１面での反
射により発生するゴーストの光量が問題とならない範囲
を規定するものである。条件式（２）の下限を越える
と、第１レンズ第１面での反射により発生するゴースト
が増大し、一方、条件式（２）の上限を越えると、第１
成分で発生する負の歪曲収差を適切に補正することが難
しくなる。
射により発生するゴーストの光量が問題とならない範囲
を規定するものである。条件式（２）の下限を越える
と、第１レンズ第１面での反射により発生するゴースト
が増大し、一方、条件式（２）の上限を越えると、第１
成分で発生する負の歪曲収差を適切に補正することが難
しくなる。
【００２０】更に、第１成分の屈折力と前記第２成分の
屈折力が、以下の条件を満足することが望ましい。
屈折力が、以下の条件を満足することが望ましい。
【００２１】 （３） −１．３＜（φ1／φ2）ｔａｎω＜−０．２５ ただし、 φ1：第１成分の屈折力、 φ2：第２成分の屈折力、 である。
【００２２】赤外線用レンズでは、一般に大口径比であ
ることが要求される。これは、赤外線撮像素子が可視光
用のものと異なり、口径比を小さくすると、撮像素子に
おいて電気信号に変換する際のＳ／Ｎ比が低下し画質が
大幅に劣化すること、また、使用波長と口径比から決ま
る限界解像力が低下することなどの理由による。
ることが要求される。これは、赤外線撮像素子が可視光
用のものと異なり、口径比を小さくすると、撮像素子に
おいて電気信号に変換する際のＳ／Ｎ比が低下し画質が
大幅に劣化すること、また、使用波長と口径比から決ま
る限界解像力が低下することなどの理由による。
【００２３】条件式（３）は、第１成分と第２成分の屈
折力の関係の規定であり、Ｆナンバーが２以上の大口径
比で開口効率を高くしたまま、収差が良好に補正された
高性能な赤外線用レンズを得るための範囲を示してい
る。開口効率を極めて高くすることは画面の中心部と周
辺部での光量差を小さくするのに有効であると同時に、
光束規制をする玉枠から放射される赤外線による雑音を
抑えることにもつながる。条件式（３）の上限を越える
と、第２成分に対する第１成分の屈折力が弱すぎるため
に十分なバックフォーカスを確保することが困難とな
る。また、条件式（３）の下限を越えると、負のペッツ
バール和が増大し像面を良好に補正することが困難とな
る。
折力の関係の規定であり、Ｆナンバーが２以上の大口径
比で開口効率を高くしたまま、収差が良好に補正された
高性能な赤外線用レンズを得るための範囲を示してい
る。開口効率を極めて高くすることは画面の中心部と周
辺部での光量差を小さくするのに有効であると同時に、
光束規制をする玉枠から放射される赤外線による雑音を
抑えることにもつながる。条件式（３）の上限を越える
と、第２成分に対する第１成分の屈折力が弱すぎるため
に十分なバックフォーカスを確保することが困難とな
る。また、条件式（３）の下限を越えると、負のペッツ
バール和が増大し像面を良好に補正することが困難とな
る。
【００２４】更に、第２成分中の負レンズに高分散材料
を用いることにより良好な色収差補正が可能となること
は言うまでもない。
を用いることにより良好な色収差補正が可能となること
は言うまでもない。
【００２５】また、本発明の赤外線用レンズは構成枚数
が従来のものと比べて少ないのでコスト的にも有利であ
る。
が従来のものと比べて少ないのでコスト的にも有利であ
る。
【００２６】以下、本発明にかかわる赤外線用レンズの
具体的な数値実施例を示す。但し、各実施例において、
ｒi（i=1,2,3・・・）は物体側から数えてｉ番目の面の曲
率半径、ｄi（i=1,2,3・・・）は物体側から数えてｉ番目
の軸上面間隔を示し、Ｎi（i=1,2,3・・・）、νi（i=1,2,
3・・・）は、それぞれ物体側から数えてｉ番目のレンズの
波長４μｍの赤外線に対する屈折率、アッベ数を示す。
また、ｆは全系の焦点距離、ＦNOは開放Ｆナンバーを示
す。
具体的な数値実施例を示す。但し、各実施例において、
ｒi（i=1,2,3・・・）は物体側から数えてｉ番目の面の曲
率半径、ｄi（i=1,2,3・・・）は物体側から数えてｉ番目
の軸上面間隔を示し、Ｎi（i=1,2,3・・・）、νi（i=1,2,
3・・・）は、それぞれ物体側から数えてｉ番目のレンズの
波長４μｍの赤外線に対する屈折率、アッベ数を示す。
また、ｆは全系の焦点距離、ＦNOは開放Ｆナンバーを示
す。
【００２７】 ＜実施例 1＞----------------------------------------------------------- f = 6.3 FNO.= 2.0 曲率半径 軸上面間隔 屈折率 アッベ数 ｒ 1 29.006 ｄ 1 4.000 Ｎ 1 3.42290 ν 1 226.4 ｒ 2 14.241 ｄ 2 67.989 ｒ 3 1029.718 ｄ 3 3.500 Ｎ 2 3.42290 ν 2 226.4 ｒ 4 -51.430 ｄ 4 3.330 ｒ 5 -25.020 ｄ 5 3.000 Ｎ 3 4.02420 ν 3 103.2 ｒ 6 -35.864 ｄ 6 8.000 ｒ 7 -30.777 ｄ 7 3.500 Ｎ 4 3.42290 ν 4 226.4 ｒ 8 -28.053 ｄ 8 1.500 ｒ 9 53.954 ｄ 9 3.000 Ｎ 5 3.42290 ν 5 226.4 ｒ10 60.995 ｄ10 14.442 ｒ11 ∞ ｄ11 2.000 Ｎ 6 3.42290 ν 6 226.4 ｒ12 ∞ ｄ12 14.600 ｒ13 ∞ ｄ13 0.400 Ｎ 7 3.42290 ν 7 226.4 ｒ14 ∞ ＜実施例 2＞----------------------------------------------------------- f = 6.3 FNO.= 2.0 曲率半径 軸上面間隔 屈折率 アッベ数 ｒ 1 38.358 ｄ 1 4.000 Ｎ 1 3.42290 ν 1 226.4 ｒ 2 21.752 ｄ 2 74.989 ｒ 3 -3273.108 ｄ 3 3.500 Ｎ 2 3.42290 ν 2 226.4 ｒ 4 -60.483 ｄ 4 4.783 ｒ 5 -22.970 ｄ 5 3.300 Ｎ 3 4.02420 ν 3 103.2 ｒ 6 -36.965 ｄ 6 10.000 ｒ 7 -30.457 ｄ 7 3.000 Ｎ 4 3.42290 ν 4 226.4 ｒ 8 -27.764 ｄ 8 1.500 ｒ 9 56.533 ｄ 9 3.000 Ｎ 5 3.42290 ν 5 226.4 ｒ10 196.653 ｄ10 10.462 ｒ11 ∞ ｄ11 2.000 Ｎ 6 3.42290 ν 6 226.4 ｒ12 ∞ ｄ12 14.600 ｒ13 ∞ ｄ13 0.400 Ｎ 7 3.42290 ν 7 226.4 ｒ14 ∞ ＜実施例 3＞----------------------------------------------------------- f = 4.5 FNO.= 2.0 曲率半径 軸上面間隔 屈折率 アッベ数 ｒ 1 25.500 ｄ 1 4.000 Ｎ 1 3.42290 ν 1 226.4 ｒ 2 18.218 ｄ 2 4.000 ｒ 3 36.353 ｄ 3 3.000 Ｎ 2 3.42290 ν 2 226.4 ｒ 4 20.475 ｄ 4 65.000 ｒ 5 811.912 ｄ 5 3.500 Ｎ 3 3.42290 ν 3 226.4 ｒ 6 -60.617 ｄ 6 4.480 ｒ 7 -22.782 ｄ 7 3.300 Ｎ 4 4.02420 ν 4 103.2 r 8 -38.133 ｄ 8 10.000 ｒ 9 -32.007 ｄ 9 3.500 Ｎ 5 3.42290 ν 5 226.4 ｒ10 -27.721 ｄ10 1.500 ｒ11 46.715 ｄ11 3.000 Ｎ 6 3.42290 ν 6 226.4 ｒ12 93.861 ｄ12 10.895 ｒ13 ∞ ｄ13 2.000 Ｎ 7 3.42290 ν 7 226.4 ｒ14 ∞ ｄ14 14.600 ｒ15 ∞ ｄ15 0.400 Ｎ 8 3.42290 ν 8 226.4 ｒ16 ∞ ＜実施例 4＞----------------------------------------------------------- f = 11.5 FNO.= 2.0 曲率半径 軸上面間隔 屈折率 アッベ数 ｒ 1 29.411 ｄ 1 2.500 Ｎ 1 3.42290 ν 1 226.4 ｒ 2 19.399 ｄ 2 27.000 ｒ 3 78.812 ｄ 3 3.000 Ｎ 2 3.42290 ν 2 226.4 ｒ 4 -1230.845 ｄ 4 5.000 ｒ 5 -20.278 ｄ 5 3.500 Ｎ 3 4.02420 ν 3 103.2 ｒ 6 -36.300 ｄ 6 6.500 ｒ 7 -21.683 ｄ 7 3.000 Ｎ 4 3.42290 ν 4 226.4 ｒ 8 -20.641 ｄ 8 1.000 ｒ 9 4443.453 ｄ 9 3.000 Ｎ 5 3.42290 ν 5 226.4 ｒ10 -112.738 ｄ10 1.000 ｒ11 40.089 ｄ11 3.000 Ｎ 6 3.42290 ν 6 226.4 ｒ12 53.714 ｄ12 13.624 ｒ13 ∞ ｄ13 2.000 Ｎ 7 3.42290 ν 7 226.4 ｒ14 ∞ ｄ14 14.600 ｒ15 ∞ ｄ15 0.400 Ｎ 8 3.42290 ν 8 226.4 ｒ16 ∞ ＜実施例 5＞----------------------------------------------------------- f = 6.3 FNO.= 2.0 曲率半径 軸上面間隔 屈折率 アッベ数 ｒ 1 38.358 ｄ 1 4.000 Ｎ 1 3.42290 ν 1 226.4 ｒ 2 20.188 ｄ 2 50.000 ｒ 3 219.729 ｄ 3 3.500 Ｎ 2 3.42290 ν 2 226.4 ｒ 4 -65.254 ｄ 4 4.783 ｒ 5 -20.619 ｄ 5 3.300 Ｎ 3 4.02420 ν 3 103.2 ｒ 6 -33.998 ｄ 6 10.000 ｒ 7 -32.865 ｄ 7 3.000 Ｎ 4 3.42290 ν 4 226.4 ｒ 8 -27.064 ｄ 8 1.500 ｒ 9 40.452 ｄ 9 3.000 Ｎ 5 3.42290 ν 5 226.4 ｒ10 81.928 ｄ10 11.836 ｒ11 ∞ ｄ11 2.000 Ｎ 6 3.42290 ν 6 226.4 ｒ12 ∞ ｄ12 8.000 ｒ13 ∞ ｄ13 0.400 Ｎ 7 3.42290 ν 7 226.4 ｒ14 ∞ ----------------------------------------------------------------------- 尚、波長４μｍの赤外線に対するアッベ数（ν(4)）
は、次の式で定義される分散を示す。
は、次の式で定義される分散を示す。
【００２８】ν(4)＝（ｎ(4)−１）／（ｎ(3)−ｎ(5)） ただし、 ｎ(4)：波長４μｍの赤外線に対する屈折率、 ｎ(3)：波長３μｍの赤外線に対する屈折率、 ｎ(5)：波長５μｍの赤外線に対する屈折率、 である。
【００２９】本発明の実施例にレンズ材料として用いら
れているシリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）の
各波長に対する屈折率（ｎ(4)、ｎ(3)、ｎ(5)）及びア
ッベ
れているシリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）の
各波長に対する屈折率（ｎ(4)、ｎ(3)、ｎ(5)）及びア
ッベ
【００３０】数（ν(4)）を、
【表１】に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】図３〜図７は、実施例１〜５に対応するレ
ンズ構成図である。尚、第２成分の後方に設けられてい
る２枚の平板は、コ−ルドシ−ルドのウインドウ及び撮
像素子のフェイスプレ−トに相当する。
ンズ構成図である。尚、第２成分の後方に設けられてい
る２枚の平板は、コ−ルドシ−ルドのウインドウ及び撮
像素子のフェイスプレ−トに相当する。
【００３３】実施例１、２、５は、物体側より順に、物
体側に凸の負メニスカスレンズである第１レンズよりな
る第１成分と、正の第２レンズ及び物体側に凹の負メニ
スカスレンズである第３レンズ及び物体側に凹の正メニ
スカスレンズである第４レンズ及び物体側に凸の正メニ
スカスレンズである第５レンズよりなる第２成分とから
構成されている。
体側に凸の負メニスカスレンズである第１レンズよりな
る第１成分と、正の第２レンズ及び物体側に凹の負メニ
スカスレンズである第３レンズ及び物体側に凹の正メニ
スカスレンズである第４レンズ及び物体側に凸の正メニ
スカスレンズである第５レンズよりなる第２成分とから
構成されている。
【００３４】実施例３は、物体側より順に、物体側に凸
の負メニスカスレンズである第１レンズよりなる第１成
分と、正の第２レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレ
ンズである第３レンズ及び物体側に凹の正メニスカスレ
ンズである第４レンズ及び正の第５レンズ及び物体側に
凸の正メニスカスレンズである第６レンズよりなる第２
成分とから構成されている。
の負メニスカスレンズである第１レンズよりなる第１成
分と、正の第２レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレ
ンズである第３レンズ及び物体側に凹の正メニスカスレ
ンズである第４レンズ及び正の第５レンズ及び物体側に
凸の正メニスカスレンズである第６レンズよりなる第２
成分とから構成されている。
【００３５】実施例４は、物体側より順に、物体側に凸
の負メニスカスレンズである第１レンズと負の第２レン
ズよりなる第１成分と、正の第３レンズ及び物体側に凹
の負メニスカスレンズである第４レンズ及び物体側に凹
の正メニスカスレンズである第５レンズ及び物体側に凸
の正メニスカスレンズである第６レンズよりなる第２成
分とから構成されている。
の負メニスカスレンズである第１レンズと負の第２レン
ズよりなる第１成分と、正の第３レンズ及び物体側に凹
の負メニスカスレンズである第４レンズ及び物体側に凹
の正メニスカスレンズである第５レンズ及び物体側に凸
の正メニスカスレンズである第６レンズよりなる第２成
分とから構成されている。
【００３６】図８〜図１２は実施例１〜５に対応する収
差図である。また、実線は波長４μｍの赤外線に対する
球面収差を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表す。更
に、破線（ＤＭ）と実線（ＤＳ）はメリディオナル面と
サジタル面での非点収差をそれぞれ表す。尚、ωは半画
角を表す。
差図である。また、実線は波長４μｍの赤外線に対する
球面収差を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表す。更
に、破線（ＤＭ）と実線（ＤＳ）はメリディオナル面と
サジタル面での非点収差をそれぞれ表す。尚、ωは半画
角を表す。
【００３７】また、実施例１〜５における条件式（１）
〜（３）の値を
〜（３）の値を
【表２】に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
【発明の効果】本発明の構成によれば、負の第１成分と
正の第２成分によるレトロフォーカス構成により、広画
角でも十分なバックフォーカスが得られ、また、主に最
も物体側のレンズの物体側面の形状の適切な規定によ
り、レトロフォーカス構成で発生しやすいゴーストの光
量が減少する。従って、画角が４０゜以上の広画角にお
いても、十分なバックフォーカスを有する高性能で低価
格の赤外線用レンズが提供できる。
正の第２成分によるレトロフォーカス構成により、広画
角でも十分なバックフォーカスが得られ、また、主に最
も物体側のレンズの物体側面の形状の適切な規定によ
り、レトロフォーカス構成で発生しやすいゴーストの光
量が減少する。従って、画角が４０゜以上の広画角にお
いても、十分なバックフォーカスを有する高性能で低価
格の赤外線用レンズが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絞りの位置と軸外光線の関係を説明するための
模式図。
模式図。
【図２】第１レンズ第１面でのゴースト光の反射を説明
するための模式図。
するための模式図。
【図３】本発明の実施例１のレンズ構成図。
【図４】本発明の実施例２のレンズ構成図。
【図５】本発明の実施例３のレンズ構成図。
【図６】本発明の実施例４のレンズ構成図。
【図７】本発明の実施例５のレンズ構成図。
【図８】本発明の実施例１の収差図。
【図９】本発明の実施例２の収差図。
【図１０】本発明の実施例３の収差図。
【図１１】本発明の実施例４の収差図。
【図１２】本発明の実施例５の収差図。
Claims (2)
- 【請求項１】赤外線を透過する光学材料によって構成さ
れ、物体側より順に、負の屈折力を有する第１成分と正
の屈折力を有する第２成分を配置するとともに、冷却さ
れた開口絞りを第２成分後方に配置し、さらに、以下の
条件を満足することを特徴とする赤外線用レンズ； ４．５＜ｄ／（ｆ・ｔａｎω）＜７．５ ０．０２１＜ｆ／（ｎ1・ＦNO・ｒ1）＜０．０６０ ただし、 ｄ ：バックフォーカス（空気換算長）、 ｆ ：全系の焦点距離、 ω ：半画角、 ｎ1 ：最も物体側のレンズの屈折率、 ｒ1 ：最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径、 ＦNO：Ｆナンバ−、 である。 - 【請求項２】前記第１成分の屈折力と前記第２成分の屈
折力が、以下の条件を満足することを特徴とする請求項
１に記載の赤外線用レンズ； −１．３＜（φ1／φ2）ｔａｎω＜−０．２５ ただし、 φ1：第１成分の屈折力、 φ2：第２成分の屈折力、 である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11532694A JPH07318797A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 赤外線用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11532694A JPH07318797A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 赤外線用レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318797A true JPH07318797A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14659805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11532694A Pending JPH07318797A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 赤外線用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318797A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131631A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 単焦点レンズ |
| EP1533638A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-25 | Raytheon Company | Compact fisheye infrared imaging optical system |
| JP2011076021A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Nikon Corp | 広角レンズ、光学機器、および広角レンズの製造方法 |
| JP2012058315A (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-22 | Fujifilm Corp | 投写用レンズおよび投写型表示装置 |
| CN102981247A (zh) * | 2011-09-02 | 2013-03-20 | 大立光电股份有限公司 | 影像镜组 |
| JP2013228539A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Tamron Co Ltd | 赤外線用光学系 |
| CN107121760A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-01 | 北京理工大学 | 一种宽波段制冷红外折反射全景镜头 |
| CN114236778A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-25 | 漳州三眼通光电科技有限公司 | 一种高分辨率红外低畸变鱼眼光学*** |
| CN115128774A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-30 | 福建福光股份有限公司 | 一种红外无热化鱼眼镜头 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11532694A patent/JPH07318797A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131631A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 単焦点レンズ |
| EP1533638A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-25 | Raytheon Company | Compact fisheye infrared imaging optical system |
| US6989537B2 (en) | 2003-11-18 | 2006-01-24 | Raytheon Company | Compact inverse-telephoto infrared imaging optical system |
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| CN114236778B (zh) * | 2021-11-17 | 2024-01-19 | 漳州三眼通光电科技有限公司 | 一种高分辨率红外低畸变鱼眼光学*** |
| CN115128774A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-30 | 福建福光股份有限公司 | 一种红外无热化鱼眼镜头 |
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