JPH11109224A - 赤外線用リレー光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】明るいながらも諸収差を良好に補正する。 【解決手段】 物体側から順に、正屈折力を有する第１
レンズ群G1と、正屈折力を有する第２レンズ群G2とを有
する構成を基本とする。第１レンズ群G1は、最も像側に
配置されて物体側に凹面を向けた形状の負レンズ成分L3
と、この負レンズ成分L3の物体側に配置される少なくと
も１枚の正レンズ成分L1,L2とを含み、第２レンズ群G2
は、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けた形状
の負レンズ成分L4と、最も像側に配置されて物体側に凸
面を向けた形状の正レンズ成分L7とを含む。このとき、
第１レンズ群G1と第２レンズ群G2との屈折力の好適な
比、及び好適な間隔を規定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置に
好適な赤外線用光学系に関し、特に波長３〜５μｍ帯で
使用される赤外線用リレー光学系に関する。さらに詳細
には、赤外線用大型望遠鏡光学系に使用されるリレー光
学系として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリレー光学系としては、例えば、
特開平８−９４９２７号公報に開示されているものが知
られている。この特開平８−９４９２７公報に開示され
ているレンズ系は、７枚構成の単焦点レンズであり、そ
のＦナンバーが３.６９と暗いものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平８−９４９２７号公報に開示されている構成に基
づいて、さらに明るいリレー光学系を得ようとすると、
諸収差を良好に補正することが困難であり、鮮明の画像
を得ることができなかった。そこで、本発明は、明るい
ながらも諸収差が良好に補正されたリレー光学系を提供
することを目的とする。

【０００４】

【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、本発明にかかる赤外線用リレー光学系は、例えば
図１に示す如く、物体側から順に、正屈折力を有する第
１レンズ群G1と、正屈折力を有する第２レンズ群G2とを
有する構成を基本とする。このとき、第１レンズ群G1
は、最も像側に配置されて物体側に凹面を向けた形状の
負レンズ成分L3と、この負レンズ成分L3の物体側に配置
される少なくとも１枚の正レンズ成分L1,L2とを含み、
第２レンズ群G2は、最も物体側に配置されて物体側に凹
面を向けた形状の負レンズ成分L4と、最も像側に配置さ
れて物体側に凸面を向けた形状の正レンズ成分L7とを含
むものであり、以下の条件を満足するものである。

【０００５】１．９ < φ２/φ１ < ８ ．１ ０．３ < ｄ６/ｆＴ < ０．６ 但し、φ１:第１レンズ群G1の屈折力、 φ２:第２レンズ群G2の屈折力、 ｆＴ :全系の焦点距離、 ｄ６:第１レンズ群G1と第２レンズ群G2との間隔、 である。

【０００６】また、上述の構成に基づいて、第１レンズ
群G1は、物体側から順に、正屈折力を持つ第１レンズ成
分L1と、物体側に凸面を向けた形状の第２レンズ成分L2
と、物体側に凹面を向けた形状の負屈折力を有する第３
レンズ成分L3とを有することが好ましく、第２レンズ群
G2は、物体側から順に、物体に凹面を向けた形状の負屈
折力を有する第４レンズ成分L4と、物体に凹面を向けた
形状の正屈折力を有する第５レンズ成分L5と、物体側に
凹面を向けた形状の正屈折力を有する第６レンズ成分L6
と、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第７レン
ズ成分L7とを有することが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】まず、本発明の条件について説明
する。本発明の赤外線用リレー光学系は、第１レンズ群
G１の屈折力をφ１、第２レンズ群G２の屈折力をφ２と
するとき、 １．９ < φ２/φ１ < ８．１ ．．．(1) を満足するように構成される。

【０００８】この条件(１)は、第１レンズ群G１と、第
２レンズ群G２との屈折力に関する最適な比を規定する
ものである。この条件(1)の上限値を超える場合には、
第１レンズ群G１の屈折力が小さくなり、第２レンズ群G
２の屈折力が強くなる。よって、第２レンズ群G２で発
生するコマ収差を補正しきれなくなるので好ましくな
い。逆に、条件(1)の下限値を超える場合には、第１レ
ンズ群の屈折力が大きくなり、第１レンズ群で発生する
像面湾曲、コマ収差を小さく補正できなくなるので好ま
しくない。なお、本発明による赤外線用リレー光学系の
更なる光学性能の向上を図るためには、上記条件(１)の
上限値は５．５とすることが望ましい。

【０００９】また、本発明の赤外線用リレー光学系は、
第１レンズ群G１と第２レンズ群G２との光軸上の間隔を
ｄ６、全系の焦点距離ｆＴとするとき、 ０．３ < ｄ６/ｆＴ < ０．６ ．．．(２) を満足するように構成することが望ましい。上記条件
(２)は、全系の焦点距離ｆＴに対する第１レンズ群と第
２レンズ群との光軸上の間隔比を規定するものであり、
特に、良好な光学性能を得るための条件である。

【００１０】この条件(２)の上限値を上回る場合、第２
レンズ群を通過する軸上光線と軸外の光線の通過位置の
バランスが悪くなり、軸外のコマ収差が大きく発生する
ため好ましくない。逆に、条件(２)の下限値を下回る場
合、メリジオナル像面は負に倒れ、サジッタル像面は正
に倒れ、非点隔差が大きくなると同時にコマ収差が大き
く発生するため好ましくない。

【００１１】このように、本発明による赤外線用リレー
光学系においては、正屈折力の第１レンズ群G１と正の
屈折力の第２レンズ群G２との屈折力比が適切の範囲に
規定されているため、諸収差を劣化させることなく、明
るい光学系を実現することができ、且つ高い開口効率が
とれる。さて、本発明による赤外線用リレー光学系にお
いて、第１レンズ群G1は、物体側から順に、正屈折力を
持つ第１レンズ成分L1と、物体側に凸面を向けた形状の
第２レンズ成分L2と、物体側に凹面を向けた形状の負屈
折力を有する第３レンズ成分L3とを有することが好まし
く、第２レンズ群G2は、物体側から順に、物体に凹面を
向けた形状の負屈折力を有する第４レンズ成分L4と、物
体に凹面を向けた形状の正屈折力を有する第５レンズ成
分L5と、物体側に凹面を向けた形状の正屈折力を有する
第６レンズ成分L6と、物体側に凸面を向けた正の屈折力
を有する第７レンズ成分L7とを有することが好ましい。

【００１２】この構成において、第２レンズ成分L2と第
３レンズ成分L3との光軸上の間隔をｄ４、前記赤外線用
リレー光学系の全系の焦点距離をｆＴとするとき、 ０．１１ < ｄ４/ｆＴ < ０．６ ．．．(３) を満足するように構成することが望ましい。上記条件
（３）は、全系の焦点距離ｆＴに対する第２レンズ成分
L2と第３レンズL3成分との光軸上の間隔を規定するもの
である。これは、特に、諸収差のバランスを考慮しなが
ら、良好な光学性能を得るための条件である。この条件
(３)の上限値を上回る場合、第４レンズ成分L4を通過す
る球面収差を決定する光線と軸外の光線の通過位置のバ
ランスが悪くなり、軸外のコマ収差が大きく発生し、球
面収差とのバランスが良くないため好ましくない。また
この場合、第３レンズ成分L3の製造誤差感度に対する効
き方が敏感になり良くない。逆に、条件(３)の下限値を
下回る場合、メリジオナル像面が大きく負に倒れると同
時にコマ収差が大きく発生するため好ましくない。また
この場合、第３レンズ成分L3が第２レンズ成分L2に干渉
する恐れがあるので好ましくない。

【００１３】また、本発明の赤外線用リレー光学系にお
いては、第２レンズ群G2の焦点距離をf2、前記赤外線用
リレー光学系の全系の焦点距離をｆＴとするとき、 ０．３ < f2/ｆＴ < ０．６ ．．．(４) を満足するように構成することが望ましい。上記条件
（４）は、第２レンズ群G2の焦点距離をf2と、前記赤外
線用リレー光学系の全系の焦点距離ｆＴとの比をとった
ものである。これは、特に、諸収差のバランスを考慮し
ながら、且つ、高NAで開口効率を高くしたまま良好な光
学性能を得るための条件である。この条件(４)の上限値
を上回る場合、諸収差、特に球面収差及び非点収差が大
きく変化するため好ましくない。逆に、条件(４)の下限
値を下回る場合、開口絞りと像面迄の距離が近くなり、
撮像素子に入射する光線の角度差が光軸上と光軸外とで
大きくなる。従って、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が大きくなり、コサイン４剰
則に基づいて画面中心部と周辺部での光量差（感度）が
大きくなり過ぎ画像処理用ソフトで補正することが難し
くなる。

【００１４】また、本発明にかかる赤外線用リレー光学
系は、その横倍率βが、 −０．７≦β≦−０．２ ．．．(５) を満足することが好ましい。このとき、第２レンズ群G2
の倍率β２は、 ０．２ < β２ < ０．６ ．．．(６) を満足する様に構成することが望ましい。

【００１５】上記条件（６）は、第２レンズ群G2の横倍
率を規定するものである。この条件(６)の上限値を上回
る場合、第２レンズ群G2の屈折力が小さくなる傾向にあ
る。従って、第１レンズ群G１の屈折力とのバランスが
崩れてしまうので、諸収差を補正することが難しくな
る。また、第２レンズ群G２から検知器までの距離が長
くなるので、検知器と第２レンズ群G２を覆う鏡筒内か
ら放射される赤外線の影響を少なくすることが難しくな
るので好ましくない。逆に、条件(５)の下限値を下回る
場合、第２レンズ群G２の正の屈折力が強くなり諸収差
を補正できなくなるだけでなく、バックフォーカスを充
分に確保できなくなるので好ましくない。

【００１６】さて、本発明による赤外線用リレー光学系
が、前述の通り７つのレンズ成分L1-L7を有する場合に
は、第１レンズ成分L1の焦点距離をｆ１、全系の焦点距
離をｆＴとするとき、 ０．０９ < ｆ１/ｆＴ < ２．５ ．．．(７) を満足するように構成されることが好ましい。

【００１７】上記条件(７)は、第１レンズ成分L1の焦点
距離ｆ１と全系の焦点距離ｆＴとの適切な焦点距離比を
規定し、赤外線用リレー光学系の諸収差を良好に補正す
るための条件である。この条件(７)の上限値を上回る場
合、第２レンズ成分を通過する軸上光線と軸外の光線の
通過位置のバランスが悪くなり、軸外のコマ収差が大き
く発生するため好ましくない。逆に、条件(７)の下限値
を下回る場合、第１レンズ成分の屈折力が大きくなるた
め、像面湾曲が発生と同時にコマ収差が大きく発生する
ため好ましくない。

【００１８】また、本発明の赤外線用リレー光学系は、
少なくともゲルマニウムおよびシリコンからなるグルー
プから選択された１又は２以上の材料から構成されるこ
とが好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の赤外線用リ
レーレンズの実施例１〜１０を説明する。これらの実施
例１〜１０は、本発明による赤外線用光学系を３〜５μ
mの波長帯の赤外光により赤外画像を得る赤外線撮像装
置用の光学系として適用した例を示すものである。ここ
で、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、
図１５、図１７及び図１９は、本発明による実施例１〜
１０のレンズ構成図を示している。

【００２０】例えば図１に示す通り、各実施例１〜１０
は、正屈折力の第１レンズ群G１と、正屈折力の第１レ
ンズ群G２とから構成されている。そして、各実施例１
〜１０において、第１レンズ群G1は、物体側から順に、
正屈折力を持つ第１レンズ成分L1と、物体側に凸面を向
けた形状の第２レンズ成分L2と、物体側に凹面を向けた
形状の負屈折力を有する第３レンズ成分L3とを有する。
また、第２レンズ群G2は、物体側から順に、物体に凹面
を向けた形状の負屈折力を有する第４レンズ成分L4と、
物体に凹面を向けた形状の正屈折力を有する第５レンズ
成分L5と、物体側に凹面を向けた形状の正屈折力を有す
る第６レンズ成分L6と、物体側に凸面を向けた正の屈折
力を有する第７レンズ成分L7とを有する。このように、
各実施例１〜１０は、７群７枚構成である。

【００２１】なお、各実施例１〜１０において、開口絞
りは、第７レンズ成分L7の像側に配置されている。以下
に、各実施例１〜１０の諸元の値を掲げる。表１〜表１
０中において、ｆＴは波長４μmの赤外線に対する無限
遠時の全系の焦点距離、NAiは検知器側の開口数を表わ
す。また、Φ1、Φ2は、各々第１レンズ群G1、第２レン
ズ群G2の屈折力を表わし、d６は第１レンズ群G1と第２
レンズ群G2との間隔、ｄ４は第２レンズ成分L2と第３レ
ンズ成分L3との間隔、ｆ２は第２レンズ群G2の焦点距
離、ｆ１は第１レンズ成分の焦点距離、D0は、物体から
第１レンズ成分L1までの距離を表わす。そして、左端の
数字は光線の入射順に沿った順序を表わし、rはレンズ
面の曲率半径、dはレンズ面の間隔、nは各光学部材の波
長４μmの赤外線に対する屈折率を示す。なお、以下の
表１〜表１０において、ｅ−Ｋは１０のＫ乗を示してい
る。

【００２２】また、以下の表１〜表１０の諸元において
は、コールドシールドの窓Wに相当する平行平板のデー
タを併せて示す。

【００２３】

【表１】 〔第１実施例の諸元〕 ｆＴ＝７７.６９ NAi＝０.４２７ Φ1＝7.906e-3 Φ2＝2.251e-2 β＝−０.３３３× ｄ６＝39.0 ｄ４＝14.00 ｆ２=44.428 ｆ１=77.535 D0＝169.195 No. R d n 硝材 １ 264.9865 7.0000 3.428900 シリコン L１ ２ -638.7826 0.1000 1.000000 ３ 183.8825 9.0000 3.428900 シリコン L２ ４ 247.9833 14.0000 1.000000 ５ -131.8744 4.70000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -313.8642 39.00000 1.000000 ７ -48.6947 6.00000 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -102.7357 2.00000 1.000000 ９ -79.8718 9.50000 3.428900 シリコン L５ １０ -60.9024 1.00000 1.000000 １１ -261.8696 10.50000 3.428900 シリコン L６ １２ -103.6333 0.50000 1.000000 １３ 67.1593 7.00000 3.428900 シリコン L７ １４ 83.4973 20.00000 1.000000 １５ 0.0000 10.00000 1.000000 １６ 0.0000 3.00000 3.428900 シリコン W １７ 0.0000 25.12508 1.000000

【００２４】

【表２】 〔第２実施例の諸元〕 ｆＴ＝98.0 NAi＝0.427 Φ1＝7.213e-3 Φ2＝2.381e-2 β＝−０.３３３× ｄ６＝49.6457 ｄ４＝21.3786 ｆ２=42.007 ｆ１=100.925 D0＝142.9412 No. R d n 硝材 １ 1635.8592 6.4649 3.428900 シリコン L１ ２ -287.5401 3.0000 1.000000 ３ 185.6805 8.2893 3.428900 シリコン L２ ４ 268.0478 21.3786 1.000000 ５ -108.2450 10.5000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -187.7776 49.6457 1.000000 ７ -44.6289 7.5377 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -98.7511 2.6413 1.000000 ９ -84.0242 7.3762 3.428900 シリコン L５ １０ -58.1245 1.7986 1.000000 １１ -260.2710 8.9399 3.428900 シリコン L６ １２ -104.5824 0.1000 1.000000 １３ 59.9954 7.0985 3.428900 シリコン L７ １４ 72.1793 20.0000 1.000000 １５ 0.0000 10.0000 1.000000 １６ 0.0000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.0000 26.9129 1.000000

【００２５】

【表３】 〔第３実施例の諸元〕 ｆＴ＝93.394 NAi＝0.427 Φ1＝5.5057e-3 Φ2＝2.3675e-2 β＝−０.３３３× ｄ６＝42.9056 ｄ４＝31.8407 ｆ２=42.007 ｆ１=100.925 D0＝142.9412 No. R d n 硝材 １ -2244.5463 9.8782 3.428900 シリコン L１ ２ -325.3178 3.0000 1.000000 ３ 229.9613 6.9891 3.428900 シリコン L２ ４ 613.4157 31.8407 1.000000 ５ -87.3306 4.7000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -148.9941 42.9056 1.000000 ７ -45.7768 7.9566 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -90.1668 1.9162 1.000000 ９ -82.1983 7.7349 3.428900 シリコン L５ １０ -57.0334 0.1000 1.000000 １１ -624.7934 10.5000 3.428900 シリコン L６ １２ -144.6014 0.1000 1.000000 １３ 60.6327 7.2000 3.428900 シリコン L７ １４ 70.7955 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 30.2712 1.000000

【００２６】

【表４】 〔第４実施例の諸元〕 ｆＴ＝85.4255 NAi＝0.427 Φ1＝2.8844e-3 Φ2＝2.3431e-2 β＝−０．２× ｄ６＝46.2255 ｄ４＝50.4502 ｆ２=42.679 ｆ１=247.962 D0＝240.2175 No. R d n 硝材 １ 583.4658 4.7000 3.428900 シリコン L１ ２ 18577.0098 0.1000 1.000000 ３ 209.6256 4.9471 3.428900 シリコン L２ ４ 343.4342 50.4502 1.000000 ５ -94.3737 13.0000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -149.9852 46.2255 1.000000 ７ -57.2328 12.9154 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -146.8433 1.4740 1.000000 ９ -134.0288 12.2980 3.428900 シリコン L５ １０ -76.4285 0.1000 1.000000 １１ -878.0149 5.7037 3.428900 シリコン L６ １２ -175.6733 0.1000 1.000000 １３ 59.7472 5.4624 3.428900 シリコン L７ １４ 73.4365 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 31.3779 1.000000

【００２７】

【表５】 〔第５実施例の諸元〕 ｆＴ＝88.9228 NAi＝0.421 Φ1＝9.9274e-3 Φ2＝2.4819e-2 β＝−０．３３３× ｄ６＝37.8738 ｄ４＝14.2142 ｆ２=40.292 ｆ１=91.618 D0＝165.2023 No. R d n 硝材 １ 414.2527 7.1607 3.428900 シリコン L１ ２ -474.9365 0.6876 1.000000 ３ 145.1091 10.5000 3.428900 シリコン L２ ４ 200.0454 14.2142 1.000000 ５ -198.2158 4.7000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -549.4543 37.8738 1.000000 ７ -48.7876 6.5871 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -169.0219 2.8013 1.000000 ９ -102.1590 9.8605 3.428900 シリコン L５ １０ -64.2205 5.5849 1.000000 １１ -381.0178 10.5000 3.428900 シリコン L６ １２ -103.9191 0.1000 1.000000 １３ 59.7472 6.2907 3.428900 シリコン L７ １４ 73.4365 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 22.5619 1.000000

【００２８】

【表６】 〔第６実施例の諸元〕 ｆＴ＝90.1291 NAi＝0.4271 Φ1＝5.9949e-3 Φ2＝2.3380e-2 β＝−０．３３３× ｄ６＝46.0616 ｄ４＝25.5451 ｆ２=42.771 ｆ１=122.689 D0＝138.7238 No. R d n 硝材 １ 6039.6167 10.0901 3.428900 シリコン L１ ２ -313.0943 3.0000 1.000000 ３ 213.2252 7.7194 3.428900 シリコン L２ ４ 415.3220 25.5451 1.000000 ５ -95.6602 9.9022 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -170.1189 46.0616 1.000000 ７ -45.1856 7.5790 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -89.8047 2.1093 1.000000 ９ -79.0457 7.5027 3.428900 シリコン L５ １０ -57.0361 0.1000 1.000000 １１ -327.2598 9.5687 3.428900 シリコン L６ １２ -117.6876 0.1000 1.000000 １３ 61.1332 7.4150 3.428900 シリコン L７ １４ 72.9147 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 29.2082 1.000000

【００２９】

【表７】 〔第７実施例の諸元〕 ｆＴ＝87.0364 NAi＝0.4263 Φ1＝6.1729e-3 Φ2＝2.2839e-2 β＝−０．３３３× ｄ６＝48.8218 ｄ４＝21.3578 ｆ２=43.784 ｆ１=101.442 D0＝142.2321 No. R d n 硝材 １ 1930.6521 8.8811 3.428900 シリコン L１ ２ -281.5172 3.0000 1.000000 ３ 184.3454 7.5390 3.428900 シリコン L２ ４ 258.0241 21.3578 1.000000 ５ -95.7280 10.5000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -162.8039 48.8218 1.000000 ７ -45.1471 7.3023 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -88.8763 2.3724 1.000000 ９ -76.8387 7.3215 3.428900 シリコン L５ １０ -57.1382 0.1000 1.000000 １１ -268.2119 8.3660 3.428900 シリコン L６ １２ -108.3823 0.1000 1.000000 １３ 62.5876 7.4357 3.428900 シリコン L７ １４ 75.6719 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 29.2953 1.000000

【００３０】

【表８】 〔第８実施例の諸元〕 ｆＴ＝80.0870 NAi＝0.427 Φ1＝4.9843e-3 Φ2＝2.7232e-2 β＝−０．２５× ｄ６＝38.8528 ｄ４＝38.7807 ｆ２=36.721 ｆ１=195.433 D0＝164.5408 No. R d n 硝材 １ 1286.1765 4.7000 3.428900 シリコン L１ ２ -750.4139 0.1000 1.000000 ３ 168.6020 4.9701 3.428900 シリコン L２ ４ 279.9633 38.7807 1.000000 ５ -80.2905 5.4976 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -117.3419 38.8528 1.000000 ７ -53.1660 13.0000 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -159.8397 1.3782 1.000000 ９ -146.5336 13.0000 3.428900 シリコン L５ １０ -71.8085 0.1000 1.000000 １１ -3570.7694 5.4623 3.428900 シリコン L６ １２ -191.4550 0.1000 1.000000 １３ 53.0136 5.3082 3.428900 シリコン L７ １４ 64.0565 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 23.3354 1.000000

【００３１】

【表９】 〔第９実施例の諸元〕 ｆＴ＝152.3223 NAi＝0.427 Φ1＝8.9166e-3 Φ2＝2.0562e-2 β＝−０．５× ｄ６＝47.4546 ｄ４＝23.4452 ｆ２=48.632 ｆ１=90.863 D0＝99.2156 No. R d n 硝材 １ 33981.1309 13.0000 3.428900 シリコン L１ ２ -222.0807 3.0000 1.000000 ３ 429.8555 13.0000 3.428900 シリコン L２ ４ -10951.5111 23.4452 1.000000 ５ -82.8132 9.4142 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -142.4771 47.4546 1.000000 ７ -52.6782 6.9682 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -119.8213 2.9106 1.000000 ９ -92.3680 9.7181 3.428900 シリコン L５ １０ -66.0284 1.1034 1.000000 １１ -257.8856 12.4234 3.428900 シリコン L６ １２ -107.9779 7.3000 1.000000 １３ 68.2913 5.8274 3.428900 シリコン L７ １４ 82.8279 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 42.0530 1.000000

【００３２】

【表１０】 〔第１０実施例の諸元〕 ｆＴ＝80.8551 NAi＝0.421 Φ1＝1.1561e-2 Φ2＝2.3123e-2 β＝−０．３３３× ｄ６＝34.2107 ｄ４＝10.0449 ｆ２=43.247 ｆ１=92.041 D0＝178.0235 No. R d n 硝材 １ 394.5805 7.0994 3.428900 シリコン L１ ２ -509.2135 0.1000 1.000000 ３ 130.4927 8.8422 3.428900 シリコン L２ ４ 187.3188 10.0449 1.000000 ５ -299.0881 4.7000 4.025500 ゲルマニウム L３ ６ -1373.9307 34.2107 1.000000 ７ -55.7931 5.8286 4.025500 ゲルマニウム L４ ８ -267.1710 3.4519 1.000000 ９ -96.6412 9.3478 3.428900 シリコン L５ １０ -65.5037 8.0174 1.000000 １１ -660.8864 7.7096 3.428900 シリコン L６ １２ -106.1459 0.1000 1.000000 １３ 66.7865 5.8904 3.428900 シリコン L７ １４ 76.4601 20.0000 1.000000 １５ 0.00000 10.0000 1.000000 １６ 0.00000 3.0000 3.428900 シリコン W １７ 0.00000 21.2588 1.000000 また、本発明の実施例でレンズ材料として用いられてい
るシリコン及びゲルマニウムの各波長に対する屈折率
（N4、N３、N５）を以下の表１１に示す。ここで、N４
は波長４μmの赤外線に対する屈折率、N５は波長５μm
の赤外線に対する屈折率、N３は波長３μmの赤外線に対
する屈折率を表わす。

【００３３】

【表１１】 N４ N３ N５ シリコン ３.４２８９０ ３.４３６００ ３.４２５６０ ゲルマニウム ４.０２５５０ ４.０４４６０ ４.０１７０５ さて、実施例１の有限時の諸収差図を図２に、実施例２
の有限時の諸収差図を図４に、実施例３の有限時の諸収
差図を図６に、実施例４の有限時の諸収差図を図８に、
実施例５の有限時の諸収差図を図１０に、実施例６の有
限時の諸収差図を図１２に、実施例７の有限時の諸収差
図を図１４に、実施例８の有限時の諸収差図を図１６
に、実施例９の有限時の諸収差図を図１８に、実施例１
０の有限時の諸収差図を図２０に示す。

【００３４】ここで、球面収差図中において、実線は波
長４μmの赤外線に対する収差を示し、一点鎖線は波長
３μmの赤外線に対する収差を示し、２点鎖線は波長５
μmの赤外線に対する収差を示し、破線は正弦条件を示
している。また、非点収差図中において、破線は波長４
μmの赤外線に対するメリジオナル像面、実線は波長４
μmの赤外線に対するサジッタル像面を示している。そ
して、コマ収差図中の実線はメリジオナルコマを示して
いる。

【００３５】各収差図の比較から、各実施例による赤外
線用リレー光学系は、有効Ｆナンバーが１．２と極めて
明るい光学系であるにも関わらず、波長３〜５μmの範
囲にわたり良好な光学性能を示していることがわかる。
以下の表１２に、本発明による各実施例の条件対応値表
を示す。

【００３６】

【表１２】 〔条件対応値表〕 条件 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ （１） ２．８４７ ３．３００ ４．３００ ８．１２３ ２．５００ （２） ０．５０２ ０．５０７ ０．４５９ ０．５４１ ０．４２６ （３） ０．１８０ ０．２１８ ０．３４１ ０．５９１ ０．１５９ （４） ０．５７２ ０．４２９ ０．４５２ ０．４９９ ０．４５３ （５） -0.333 -0.333 -0.333 -0.25 -0.333 （６） ０．２６０ ０．３７６ ０．４４８ ０．４５９ ０．３２６ （７） ０．９９８ １．０２９ １．６７１ ２．９０３ １．０３０ 条件 実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９ 実施例１０ （１） ３．９００ ３．７００ ５．４６４ ２．３０６ １．９９８ （２） ０．５１１ ０．５６１ ０．４８５ ０．３１２ ０．４２３ （３） ０．２８３ ０．２４５ ０．４８４ ０．１５４ ０．１２４ （４） ０．４７５ ０．５０３ ０．４５８ ０．３１９ ０．５３５ （５） -0.333 -0.333 -0.25 -0.5 -0.333 （６） ０．４０８ ０．３７１ ０．４７６ ０．５００ ０．２０６ （７） １．３６１ １．１６６ ２．４４０ ０．５９７ １．１３８ このように、本発明による各実施例は、上記条件で規定
された範囲を満足しており、これにより、有効Fナンバ
ー１．２（有効開口数NAiが０．４１７）、横倍率β
０．２倍〜０．７倍程度でありながら、良好な結像性能
が達成されている。

【００３７】さて、上述の実施例では、物像間距離（共
役長）が固定であったが、各実施例における赤外線用リ
レー光学系では、例えば以下に説明する手法により、異
なる物像間距離に対応することができる（物体距離が変
化しても合焦することができる）。 (a) リレー光学系全体を光軸に沿って移動させる(全体
繰り出し)； (b) 第１及び第２レンズ成分L1,L2のみを光軸に沿って
移動させる： (c) 第１レンズ成分L1のみを光軸に沿って移動させる； (d) 第１〜第３レンズ成分L1-L3のみを光軸に沿って移
動させる； (e) 第１及び第２レンズ成分L1,L2と、第３レンズ成分L
3と、第２レンズ群G2とを互いに異なる速度で光軸に沿
って移動させる。

【００３８】なお、上述の実施例では、上記の手法(a)-
(e)以外の手法により、合焦を行うことができることは
言うまでもない。また、上述の各実施例の赤外線用リレ
ー光学系は、ゲルマニウム(Ｇｅ)及びシリコン(Ｓｉ)か
ら構成されているが、このリレー光学系を構成する材料
としては、硫化亜鉛(ＺｎＳ)やセレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)
などの赤外線を透過する材料を用いることもできる。

【００３９】また、上述の各実施例では７群７枚構成で
あったが、この構成に限られないことは言うまでもな
い。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、極めて
明るいにも関わらず、充分に収差補正がなされるので、
明るい鮮明な像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の光路図

【図２】本発明による実施例１の諸収差図

【図３】本発明による実施例２の光路図

【図４】本発明による実施例２の諸収差図

【図５】本発明による実施例３の光路図

【図６】本発明による実施例３の諸収差図

【図７】本発明による実施例４の光路図

【図８】本発明による実施例４の諸収差図

【図９】本発明による実施例５の光路図

【図１０】本発明による実施例５の諸収差図

【図１１】本発明による実施例６の光路図

【図１２】本発明による実施例６の諸収差図

【図１３】本発明による実施例７の光路図

【図１４】本発明による実施例７の諸収差図

【図１５】本発明による実施例８の光路図

【図１６】本発明による実施例８の諸収差図

【図１７】本発明による実施例９の光路図

【図１８】本発明による実施例９の諸収差図

【図１９】本発明による実施例１０の光路図

【図２０】本発明による実施例１０の諸収差図

【符号の説明】

G１・・・第１レンズ群 G２・・・第２レンズ群 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 L６・・・第６レンズ成分 L７・・・第７レンズ成分 W ・・・フイルター Ｉ ・・・像

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側から順に、正屈折力を有する第１レ
   ンズ群と、正屈折力を有する第２レンズ群とを有し、 前記第１レンズ群は、最も像側に配置されて物体側に凹
   面を向けた形状の負レンズ成分と、該負レンズ成分の物
   体側に配置される少なくとも１枚の正レンズ成分とを含
   み、 前記第２レンズ群は、最も物体側に配置されて物体側に
   凹面を向けた形状の負レンズ成分と、最も像側に配置さ
   れて物体側に凸面を向けた形状の正レンズ成分とを含
   み、 以下の条件を満足することを特徴とする赤外線用リレー
   光学系。 １．９ < φ２/φ１ < ８ ．１ ０．３ < ｄ６/ｆＴ < ０．６ 但し、φ１:前記第１レンズ群の屈折力、 φ２:前記第２レンズ群の屈折力、 ｆＴ :全系の焦点距離、 ｄ６:前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、 である。
2. 【請求項２】前記第１レンズ群は、物体側から順に、正
   屈折力を持つ第１レンズ成分と、物体側に凸面を向けた
   形状の第２レンズ成分と、物体側に凹面を向けた形状の
   負屈折力を有する第３レンズ成分とを有し、 前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体に凹面を向
   けた形状の負屈折力を有する第４レンズ成分と、物体に
   凹面を向けた形状の正屈折力を有する第５レンズ成分
   と、物体側に凹面を向けた形状の正屈折力を有する第６
   レンズ成分と、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有す
   る第７レンズ成分とを有することを特徴とする請求項１
   記載の赤外線用リレー光学系。
3. 【請求項３】前記第２レンズ成分と前記第３レンズ成分
   との光軸上の間隔をd４、前記赤外線用対物光学系の全
   系の焦点距離をｆＴとするとき、 ０．１１ < ｄ４/ｆＴ < ０．６ を満足することを特徴とする請求項２記載の赤外線用リ
   レー光学系。
4. 【請求項４】前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記
   赤外線用リレー光学系の全系の焦点距離をｆＴとすると
   き、 ０．３ < ｆ２/ｆＴ < ０．６ を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何
   れか一項記載の赤外線用リレー光学系。
5. 【請求項５】前記赤外線用リレー光学系の横倍率をβと
   するとき、 −０．７≦β≦−０．２ を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何
   れか一項記載の赤外線用リレー光学系。
6. 【請求項６】前記第２レンズ群の倍率をβ２とすると
   き、 ０．２ < β２ < ０．６ を満足することを特徴とする請求項５記載の赤外線用リ
   レー光学系。
7. 【請求項７】前記第１レンズ成分の焦点距離をｆ１、全
   系の焦点距離をｆＴとするとき、 ０．０９ < ｆ１/ｆＴ < ２．５ を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項６の何
   れか一項記載の赤外線用リレー光学系。
8. 【請求項８】前記赤外線用リレー光学系は、少なくとも
   ゲルマニウムおよびシリコンからなるグループから選択
   された１又は２以上の材料から構成されることを特徴と
   する請求項１乃至請求項７の何れか一項記載の赤外線用
   リレー光学系。