JP2001083413A - Infrared lens - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外光用の結像レ
ンズに関し、特に、長波長の赤外光に適したレンズシス
テムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging lens for infrared light, and more particularly to a lens system suitable for long-wavelength infrared light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】波長８０００〜１２０００ｎｍ（波長８
〜１２μｍ）の赤外光（赤外線）は太陽光の影響を受け
ずに温度、画像およびその他のデータを取得することが
できるなどの利用分野がある。このため、この長波長帯
の赤外線を結像することにより画像あるいは温度を検出
する光学装置あるいは測定機器が開発されている。例え
ば、温度分布を検出する装置においては、検出面におい
て温度差の感知精度を確保するためにＦ値の小さいレン
ズが要求される。また、高解像を達成するためには、中
心から周辺部までのコマ収差、像面湾曲、歪曲収差の小
さなレンズあるいはレンズシステムが要求される。2. Description of the Related Art Wavelengths of 8000 to 12000 nm (wavelength 8
Infrared light (.about.12 .mu.m) has a field of application in which temperature, images and other data can be obtained without being affected by sunlight. For this reason, an optical device or a measuring instrument for detecting an image or temperature by forming an image of infrared rays in the long wavelength band has been developed. For example, in an apparatus for detecting a temperature distribution, a lens having a small F value is required in order to secure the accuracy of detecting a temperature difference on a detection surface. Further, in order to achieve high resolution, a lens or a lens system having small coma, curvature of field, and distortion from the center to the periphery is required.
【０００３】波長が８から１２μｍの赤外光用のレンズ
は、赤外線の透過率を考慮すると光学材料にはゲルマニ
ウムが使用される。ゲルマニウムの屈折率はこの波長領
域で４程度と非常に大きい。したがって、レンズの曲率
は小さくて良いので球面収差などの補正はほとんど必要
とされない。また、ゲルマニウムのこの波長領域での色
分散は非常に小さいので色収差も大きくない。このた
め、従来、この長い波長帯では、１枚あるいは２枚程度
の比較的簡単な構成のレンズあるいはレンズシステムが
採用されている。In a lens for infrared light having a wavelength of 8 to 12 μm, germanium is used as an optical material in consideration of the transmittance of infrared light. Germanium has a very large refractive index of about 4 in this wavelength region. Therefore, since the curvature of the lens may be small, correction of spherical aberration and the like is hardly required. Also, the chromatic dispersion of germanium in this wavelength region is very small, so that the chromatic aberration is not large. For this reason, conventionally, in this long wavelength band, a lens or a lens system having a relatively simple structure of about one or two lenses has been employed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
この波長領域においても、検出面においてさらに高い感
知精度が要求されており、このため、Ｆ値の小さな、た
とえばＦ値が１あるいはそれ以下のレンズ（レンズシス
テム）が要求されている。そして、Ｆ値が小さくなる
と、コマ収差、像面湾曲あるいは歪曲収差を小さくする
ことが難しくなる。さらに、この波長領域においても、
望遠レンズとしての機能を持つ焦点距離が１００ｍｍ程
度の長焦点レンズが要求されており、焦点距離が長くな
ると、さらに収差を小さくすることが難しくなる。However, in recent years,
Even in this wavelength region, higher detection accuracy is required on the detection surface, and therefore, a lens (lens system) having a small F value, for example, an F value of 1 or less is required. When the F-number becomes small, it becomes difficult to reduce coma, curvature of field or distortion. Furthermore, in this wavelength region,
A long focal length lens having a focal length of about 100 mm having a function as a telephoto lens is required. As the focal length increases, it becomes difficult to further reduce aberration.
【０００５】そこで、本発明においては、長波長の赤外
光に対し、上記のような要求を満たすことができる赤外
線レンズを提供することを目的としている。さらに、こ
の赤外線レンズに用いられる材質は非常に高価なゲルマ
ニウムであり、レンズを小型化してコストを下げること
が要求される。したがって、本発明においては、小型
で、さらに、結像性能の良い赤外線レンズを提供するこ
とも目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide an infrared lens which can satisfy the above-mentioned requirements for long-wavelength infrared light. Furthermore, the material used for this infrared lens is extremely expensive germanium, and it is required to reduce the size of the lens to reduce the cost. Therefore, an object of the present invention is to provide a small-sized infrared lens having good imaging performance.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、少なくとも４枚のゲルマニウム製のレンズを用い
た３群構成の赤外線レンズ（赤外線レンズシステム）を
提供することにより、長波長領域でＦ値が１以下と小さ
く、長焦点距離で、さらに十分な収差性能とバックフォ
ーカスを持ったレンズを実現している。すなわち、本発
明にかかる赤外線レンズは、物体側から像側に向かって
順に、物体側に凸の正の屈折力のメニスカスレンズを備
えた第１のレンズ群と、物体側に凸の正の屈折力のメニ
スカスレンズ、および少なくとも１つの物体側に凸の負
の屈折力のメニスカスレンズを備えた負の屈折力の第２
のレンズ群と、少なくとも１つの物体側に凸の正の屈折
力のメニスカスレンズを備えた正の屈折力の第３のレン
ズ群とを有し、これら第１、第２および第３のレンズ群
はゲルマニウム製のレンズで構成されていることを特徴
としている。Therefore, in the present invention, by providing a three-group infrared lens (infrared lens system) using at least four germanium lenses, an F lens in a long wavelength region is provided. A lens having a small value of 1 or less, a long focal length, and more sufficient aberration performance and back focus is realized. That is, the infrared lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens group including a meniscus lens having a positive refractive power convex on the object side, and a positive refraction convex on the object side. A negative meniscus lens with at least one object-side convex negative refractive meniscus lens
, And a third lens group having a positive refractive power provided with at least one meniscus lens having a positive refractive power convex on the object side, and the first, second, and third lens groups are provided. Is characterized by being constituted by a lens made of germanium.
【０００７】上述したように、ゲルマニウムは屈折率が
大きく曲率を大きくしなくても（曲率半径を小さくしな
くても）屈折力を確保できる。また、曲率を大きくしな
いほうがレンズを薄くすることができるのでコストも安
い。その一方で、曲率が小さいとレンズ間の反射による
ゴースト（ナルシサス）が発生し易い。そして、このレ
ンズを採用する赤外線を検出する装置では、可視光と異
なり人間が識別できないので、ゴーストがすべて記録お
よび評価の対象となってしまう。このため、本発明の赤
外線レンズでは、全てのレンズを物体側に凸のメニスカ
スレンズとすることによりゴーストの発生を最小限にし
ている。As described above, germanium has a large refractive index and can secure a refractive power without increasing the curvature (even without reducing the radius of curvature). If the curvature is not increased, the lens can be made thinner, so that the cost is lower. On the other hand, if the curvature is small, ghost (narcissus) due to reflection between lenses is likely to occur. In a device that detects infrared rays using this lens, unlike visible light, humans cannot be identified, and all ghosts are recorded and evaluated. For this reason, in the infrared lens of the present invention, the generation of ghost is minimized by making all the lenses meniscus lenses convex to the object side.
【０００８】また、Ｆ値を小さくするために、最も物体
側のレンズ径を大きくする必要があるが、いわゆるトリ
プレット型のレンズ構成とは異なり、正の第１のレンズ
群に対し、負の第２のレンズ群を独立させて、レンズ間
の距離を開けることにより、最も物体側のレンズに対し
第２のレンズ群以降のレンズ径を小さくし、コストを低
減できる構成としている。さらに、負のパワーの第２の
レンズ群と、正のパワーの第３のレンズ群の組み合わせ
により、光線を平行化し、十分な量のバックフォーカス
が確保できるようにしている。In order to reduce the F-number, it is necessary to increase the diameter of the lens closest to the object. However, unlike a so-called triplet type lens configuration, the negative first lens group is By making the second lens group independent and increasing the distance between the lenses, the lens diameters of the second and subsequent lens groups are reduced with respect to the lens closest to the object side, so that the cost can be reduced. Further, the combination of the second lens group having a negative power and the third lens group having a positive power collimates the light beams so that a sufficient amount of back focus can be secured.
【０００９】本発明のレンズシステムにおいて、レンズ
径が最も大きくなるのは最も物体側のレンズである。し
たがって、このレンズを小型化することがコストを下げ
る上で重要である。そして、小型でＦ値を小さくするに
は最も物体側のレンズの曲率を大きくすることが望まし
い。しかしながら、最も物体側のレンズの曲率を大きく
すると収差を補正するためには第２のレンズ群のパワー
を上げる必要がある。このため、第２のレンズ群の焦点
距離ｆ2は、第１のレンズ群の最も前記物体側の面の曲
率半径ｒ1に対し、以下の条件を満足することが望まし
い。In the lens system of the present invention, the lens with the largest lens diameter is the lens closest to the object. Therefore, it is important to reduce the size of the lens to reduce the cost. In order to reduce the F-number with a small size, it is desirable to increase the curvature of the lens closest to the object. However, if the curvature of the lens closest to the object is increased, it is necessary to increase the power of the second lens group in order to correct the aberration. For this reason, it is desirable that the focal length f 2 of the second lens group satisfies the following condition with respect to the radius of curvature r 1 of the most object-side surface of the first lens group.
【００１０】 ｜ｆ2／ｒ1｜ ＜ ０．６ ・・・（Ａ） この式（Ａ）の上限を超えると、コマ収差および像面湾
曲の補正が困難になってくる。| F 2 / r 1 | <0.6 (A) If the upper limit of the expression (A) is exceeded, it becomes difficult to correct coma aberration and field curvature.
【００１１】また、第２および第３のレンズ群の間隔を
広くした方が諸収差の変動は小さくなるが、第２あるい
は第３のレンズ群のレンズ径が大きくなる。したがっ
て、第２のレンズ群および第３のレンズ群の距離Ｄ
23は、赤外線レンズの焦点距離ｆに対し以下の条件を満
足することが望ましい。Further, when the distance between the second and third lens groups is increased, the fluctuation of various aberrations is reduced, but the lens diameter of the second or third lens group is increased. Therefore, the distance D between the second lens group and the third lens group
It is preferable that the lens 23 satisfies the following conditions with respect to the focal length f of the infrared lens.
【００１２】Ｄ23／ｆ ＜ ０．４ ・・・（Ｂ） この式（Ｂ）の上限を超えると、レンズ径、特に第２の
レンズ群のレンズ径が大きくなるので、高価なレンズに
なってしまう。D 23 /f<0.4 (B) When the value exceeds the upper limit of the expression (B), the lens diameter, particularly the lens diameter of the second lens group, becomes large, so that the lens becomes expensive. Would.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図１に、本発明にかかる赤外レ
ンズ（レンズシステム）の一例を示してある。本例のレ
ンズ１は、物体側２から像側３に向かって順に並んだ、
正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２の
レンズ群Ｇ２および正の屈折力の第３のレンズ群Ｇ３に
よって構成されている。第１のレンズ群Ｇ１は、物体側
２に凸の正のメニスカスレンズＬ１１によって構成され
ている。また、第２のレンズ群Ｇ２は、物体側２に凸の
正のメニスカスレンズＬ２１と、物体側２に凸の負のメ
ニスカスレンズＬ２２と、さらに、物体側２に凸の負の
メニスカスレンズＬ２３により構成されている。また、
第３のレンズ群Ｇ３は、物体側２に凸の正のメニスカス
レンズＬ３１により構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an infrared lens (lens system) according to the present invention. The lenses 1 of the present example are arranged in order from the object side 2 to the image side 3,
The first lens group G1 has a positive refractive power, the second lens group G2 has a negative refractive power, and the third lens group G3 has a positive refractive power. The first lens group G1 includes a positive meniscus lens L11 convex on the object side 2. The second lens group G2 includes a positive meniscus lens L21 convex to the object side 2, a negative meniscus lens L22 convex to the object side 2, and a negative meniscus lens L23 convex to the object side 2. It is configured. Also,
The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 convex to the object side 2.
【００１４】このように、本例の赤外線レンズ１は、計
５枚のレンズを用いた３群構成であり、それぞれのレン
ズのデータは次の通りである。なお、以下に示すレンズ
データにおいて、ｒｉは物体側２から順番に並んだ各レ
ンズの曲率半径（ｍｍ）、ｄｉは物体側２から順番に並
んだ各レンズ面の間の距離（ｍｍ）であり、レンズの材
質はすべてゲルマニウムである。As described above, the infrared lens 1 of the present embodiment has a three-group configuration using a total of five lenses, and the data of each lens is as follows. In the following lens data, ri is the radius of curvature (mm) of each lens arranged in order from the object side 2, and di is the distance (mm) between the lens surfaces arranged in order from the object side 2. The lens material is germanium.
【００１５】 また、このレンズシステム１の合成焦点距離（以降にお
いては焦点距離）ｆ、第２のレンズ群の合成焦点距離
（以降においては焦点距離、但し絶対値で示す）ｆ2、
Ｆ値およびバックフォーカスは次の通りである。[0015] Further, a combined focal length of the lens system 1 (hereinafter, a focal length) f, a combined focal length of the second lens group (hereinafter, a focal length, which is represented by an absolute value) f 2 ,
The F value and the back focus are as follows.
【００１６】 焦点距離 ｆ＝１００．００ 焦点距離 ｆ2＝ ６２．８２ Ｆ値 ０．８０ バックフォーカス １９．７１ｍｍ さらに、距離ｄ８が第２および第３のレンズ群の間隔に
あたるので、上述した条件は次のようになる。Focal length f = 100.00 Focal length f 2 = 62.82 F-number 0.80 Back focus 19.71 mm Furthermore, since the distance d8 corresponds to the distance between the second and third lens groups, the above condition is satisfied. It looks like this:
【００１７】 条件（Ａ） ｜ｆ2／ｒ1｜ ＝０．４６ 条件（Ｂ） Ｄ23／ｆ ＝０．２５ このように、本例の赤外線レンズ１は、全て物体側２に
凸のゲルマニウム製のメニスカスレンズで構成されてお
り、焦点距離ｆが１００ｍｍと長く、また、Ｆ値が０．
８と非常に明るいレンズシステムである。また、図２お
よび図３に示してあるように、収差も良好に補正されて
いる。なお、図２には、球面収差、非点収差および歪曲
収差を示してあり、図３には、球面収差を横収差図によ
り示してある。各々の球面収差は、８０００ｎｍ（破
線）、１００００ｎｍ（実線）および１２０００ｎｍ
（一点鎖線）の各波長における収差を示している。ま
た、非点収差および横収差図においては、タンジェンシ
ャル光線（Ｔ）およびサジタル光線（Ｓ）の収差をそれ
ぞれ示してある。これらの図から判るように、本例の赤
外線レンズ１の縦収差および横収差は、ほぼ±０．１ｍ
ｍ程度の範囲に入り、さらに、非点収差および歪曲収差
も非常に低い値に補正されている。Condition (A) | f 2 / r 1 | = 0.46 Condition (B) D 23 /f=0.25 Thus, the infrared lens 1 of the present example is all germanium convex to the object side 2. Made of a meniscus lens having a long focal length f of 100 mm and an F-number of 0.3 mm.
8 is a very bright lens system. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the aberration is also well corrected. FIG. 2 shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion, and FIG. 3 shows the spherical aberration in a lateral aberration diagram. Each spherical aberration is 8000 nm (dashed line), 10000 nm (solid line) and 12000 nm
The aberration at each wavelength (dashed line) is shown. In the astigmatism and lateral aberration diagrams, aberrations of the tangential ray (T) and the sagittal ray (S) are shown, respectively. As can be seen from these figures, the longitudinal aberration and the transverse aberration of the infrared lens 1 of this example are approximately ± 0.1 m.
m, and astigmatism and distortion are also corrected to very low values.
【００１８】このように、本例の赤外線レンズ１は、８
〜１２μｍの長波長の赤外線領域においてＦ値が非常に
小さく、例えば本例のレンズが温度分布を検出する装置
に用いられた場合に、その検出面において非常に高い温
度差の感知精度を確保することができる。また、中心か
ら周辺部までのコマ収差、像面湾曲、歪曲収差の小さな
レンズであることが示されており、解像度の高い検出結
果を得ることができる。さらに、バックフォーカスも充
分に大きいので、検出装置などに本例の赤外線レンズを
組み込むことも容易である。As described above, the infrared lens 1 of the present embodiment has
The F value is very small in a long wavelength infrared region of up to 12 μm. For example, when the lens of this example is used in an apparatus for detecting a temperature distribution, a very high temperature difference sensing accuracy is ensured on the detection surface. be able to. Further, it is shown that the lens has a small coma aberration, a curvature of field, and a distortion from the center to the peripheral portion, and a detection result with high resolution can be obtained. Furthermore, since the back focus is sufficiently large, it is easy to incorporate the infrared lens of this example into a detection device or the like.
【００１９】また、本例の赤外線レンズ１を構成する全
てのレンズは物体側に凸のメニスカスレンズであるの
で、ゴーストが発生することはなく、その影響が検出装
置に表れることもない。したがって、精度の高い温度検
出に適した赤外線レンズとなっている。さらに、計５枚
のゲルマニウム製のレンズを採用しているが、最も物体
側のレンズＬ１１の曲率はそれほど大きくない範囲で薄
くすることによりコストダウンを図っている。そして、
条件（Ａ）を満足するように曲率ｒ１と、第２のレンズ
群のパワー（焦点距離ｆ2）を設定することによりレン
ズ径も適当な大きさで上記のようにＦ値が小さく、その
一方で収差性能の良い赤外線レンズを得ている。また、
条件（Ｂ）を満足するように第２および第３のレンズ群
の間の距離（空気間距離）を設定することにより第２お
よび第３のレンズ群を構成するレンズ径を小さくしてコ
ストダウンを図っている。Further, since all the lenses constituting the infrared lens 1 of the present embodiment are meniscus lenses convex on the object side, no ghost is generated and the influence does not appear on the detecting device. Therefore, the infrared lens is suitable for highly accurate temperature detection. Furthermore, a total of five germanium lenses are employed, but the cost is reduced by making the curvature of the lens L11 closest to the object side not too large. And
Of curvature r1 so as to satisfy the condition (A), F value as described above in lens diameter also appropriate size by setting the second lens group power (focal length f 2) is small, while The infrared lens with good aberration performance is obtained. Also,
By setting the distance (air distance) between the second and third lens groups so as to satisfy the condition (B), the diameters of the lenses constituting the second and third lens groups are reduced to reduce the cost. Is being planned.
【００２０】図４に、本発明にかかる赤外線レンズの異
なる例を示してある。このレンズ１も上記と同様に物体
側２から像側３へ、正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１
と、負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２と、正の屈折力の
第３のレンズ群Ｇ３が順番に配置されたレンズシステム
である。第１のレンズ群Ｇ１およびは第２のレンズ群Ｇ
２は、上記と物体側２に凸の正のメニスカスレンズＬ１
１、物体側２に凸の正のメニスカスレンズＬ２１、物体
側２に凸の負のメニスカスレンズＬ２２および物体側２
に凸の負のメニスカスレンズＬ２３により各々構成され
ている。また、第３のレンズ群Ｇ３は、物体側２に凸の
正のメニスカスレンズＬ３１に続き、物体側２に凸の正
のメニスカスレンズＬ３２の２枚により構成されてい
る。また、これらレンズはすべてゲルマニウム製であ
る。したがって、本例の赤外線レンズ１は、計６枚構成
であり、各々のレンズのデータは以下の通りである。FIG. 4 shows a different example of the infrared lens according to the present invention. This lens 1 also has a first lens group G1 having a positive refractive power from the object side 2 to the image side 3 as described above.
, A second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group G3 having a positive refractive power are arranged in this order. The first lens group G1 and the second lens group G
2 is a positive meniscus lens L1 convex to the above and the object side 2
1. A positive meniscus lens L21 convex on the object side 2, a negative meniscus lens L22 convex on the object side 2, and an object side 2
, And each is constituted by a negative meniscus lens L23 which is convex. The third lens group G3 is composed of two positive meniscus lenses L31 convex to the object side 2 and subsequent to the positive meniscus lens L31 convex to the object side 2. These lenses are all made of germanium. Therefore, the infrared lens 1 of the present example has a total of six lenses, and the data of each lens is as follows.
【００２１】 また、このレンズシステム１の焦点距離ｆ、第２のレン
ズ群の焦点距離ｆ2、Ｆ値およびバックフォーカスは次
の通りである。[0021] The focal length f of the lens system 1, the focal length f 2 of the second lens group, F value and the back focus is as follows.
【００２２】 焦点距離 ｆ＝ ９９．９９ 焦点距離 ｆ2＝ ５８．９７ Ｆ値 ０．７０ バックフォーカス ２０．０３ｍｍ さらに、距離ｄ８が第２および第３のレンズ群の間隔に
あたるので、上述した条件は次のようになる。Focal length f = 99.99 Focal length f 2 = 58.97 F value 0.70 Back focus 20.03 mm Further, since the distance d8 corresponds to the distance between the second and third lens groups, the above condition is satisfied. It looks like this:
【００２３】 条件（Ａ） ｜ｆ2／ｒ1｜ ＝０．４２ 条件（Ｂ） Ｄ23／ｆ ＝０．１２ 本例の赤外線レンズ１も、全て物体側２に凸のゲルマニ
ウム製のメニスカスレンズで構成されており、焦点距離
ｆがほぼ１００ｍｍと長く、また、Ｆ値が０．７とさら
に明るいレンズシステムとなっている。また、図５およ
び図６に示してあるように、収差も良好に補正されてい
る。特に像面歪曲はほとんど見られず、歪みのない画像
あるいは検出結果を得ることができる赤外線レンズであ
ることが判る。Condition (A) | f 2 / r 1 | = 0.42 Condition (B) D 23 /f=0.12 The infrared lens 1 of this embodiment is also a meniscus lens made of germanium, all of which is convex on the object side 2. The lens system has a long focal length f of approximately 100 mm and a brighter F value of 0.7. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the aberration is also corrected well. In particular, almost no image surface distortion is observed, indicating that the infrared lens is capable of obtaining an image without distortion or a detection result.
【００２４】このように、本例の赤外線レンズ１も、８
〜１２μｍの長波長の赤外線領域においてＦ値が非常に
小さく、上記のレンズと同様に温度分布を検出する装置
に用いられた場合に、その検出面において非常に高い温
度差の感知精度を確保することができ、それと共に諸収
差は非常に小さいので高解像度の検出結果を得ることが
できる。また、バックフォーカスも充分に大きいので、
装置に本例の赤外線レンズを組み込むことが容易であ
る。As described above, the infrared lens 1 of the present embodiment also
The F value is very small in a long wavelength infrared region of up to 12 μm, and when used in an apparatus for detecting a temperature distribution as in the case of the above-described lens, a very high temperature difference sensing accuracy is ensured on the detection surface. And various aberrations are very small, so that a high-resolution detection result can be obtained. Also, the back focus is large enough,
It is easy to incorporate the infrared lens of this example into the device.
【００２５】そして、本例の赤外線レンズ１も全て物体
側に凸のメニスカスレンズで構成されておりゴーストの
発生しにくい構成となっている。また、計６枚のゲルマ
ニウム製のレンズを採用しているが、最も物体側のレン
ズＬ１１の曲率はそれほど大きく設定せずに径がそれほ
ど大きくならない範囲で薄くしており、条件（Ａ）およ
び（Ｂ）を満足することにより、低コストで性能の良い
赤外線レンズとなっている。The infrared lens 1 of this embodiment is also formed of a meniscus lens that is convex on the object side, so that ghost is unlikely to occur. In addition, a total of six germanium lenses are employed, but the curvature of the lens L11 closest to the object side is not set so large, but is made thin within a range where the diameter does not become so large, and the conditions (A) and ( By satisfying B), a low-cost, high-performance infrared lens is obtained.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、８から１２μｍという長波長領域の赤外光に適した
複数のゲルマニウム製のレンズを用い、Ｆ値が１．０と
非常に明るく、さらに、焦点距離が１００ｍｍ程度と長
焦点であり、さらに、諸収差の小さな赤外線レンズシス
テムを開示している。すなわち、本発明におけるレンズ
システムでは、全てのレンズを物体側に凸のメニスカス
レンズとすることによりゴーストの発生を避け、さら
に、物体側から正−負−正の屈折力の３群構成にするこ
とにより、長波長領域で長焦点距離でありながらＦ値が
小さく、収差も小さなレンズシステムを実現している。
したがって、本発明により、長波長の赤外線画像の撮影
あるいは温度検出などに使用でき、コンパクトで無限遠
から近距離まで視野全域で高い結像性能を備えた低コス
トの赤外線レンズを提供できる。As described above, in the present invention, a plurality of germanium lenses suitable for infrared light in a long wavelength range of 8 to 12 μm are used, and the F value is extremely bright as 1.0. Further, an infrared lens system having a long focal length of about 100 mm and a small aberration is disclosed. That is, in the lens system according to the present invention, all lenses are formed as meniscus lenses that are convex on the object side to avoid ghosts, and further, have a three-group configuration of positive-negative-positive refractive power from the object side. As a result, a lens system having a small F-number and a small aberration while having a long focal length in a long wavelength region is realized.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a low-cost infrared lens that can be used for capturing a long-wavelength infrared image or for detecting temperature, and that is compact and has high imaging performance over the entire visual field from infinity to short distance.
【図１】本発明の実施の形態にかかる赤外線レンズの構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an infrared lens according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す赤外線レンズの縦収差図である。FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram of the infrared lens shown in FIG.
【図３】図１に示す赤外線レンズの横収差図である。FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the infrared lens shown in FIG. 1;
【図４】本発明の実施の形態にかかる上記と異なる赤外
線レンズの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an infrared lens different from the above according to the embodiment of the present invention.
【図５】図４に示す赤外線レンズの縦収差図である。5 is a longitudinal aberration diagram of the infrared lens shown in FIG.
【図６】図４に示す赤外線レンズの横収差図である。6 is a lateral aberration diagram of the infrared lens shown in FIG.
１ 赤外線レンズ（レンズシステム） ２ 物体側 ３ 像側 Ｇ１ 第１のレンズ群 Ｇ２ 第２のレンズ群 Ｇ３ 第３のレンズ群 Reference Signs List 1 infrared lens (lens system) 2 object side 3 image side G1 first lens group G2 second lens group G3 third lens group
Claims (3)
た第１のレンズ群と、 前記物体側に凸の正の屈折力のメニスカスレンズ、およ
び少なくとも１つの前記物体側に凸の負の屈折力のメニ
スカスレンズを備えた負の屈折力の第２のレンズ群と、 少なくとも１つの前記物体側に凸の正の屈折力のメニス
カスレンズを備えた正の屈折力の第３のレンズ群とを有
し、これら第１、第２および第３のレンズ群はゲルマニ
ウム製のレンズで構成されている赤外線レンズ。1. A first lens group including, in order from an object side to an image side, a meniscus lens having a positive refractive power convex toward the object side, and a meniscus having a positive refractive power convex toward the object side. A second lens group having a negative refractive power and a lens, and at least one meniscus lens having a negative refractive power convex on the object side; and a meniscus lens having a positive refractive power convex on the object side. And a third lens group having a positive refractive power, wherein the first, second, and third lens groups are made of germanium lenses.
の焦点距離ｆ2および、前記第１のレンズ群の最も前記
物体側の面の曲率半径ｒ1が、以下の条件を満足するこ
とを特徴とする赤外線レンズ。 ｜ｆ2／ｒ1｜ ＜ ０．６2. The optical system according to claim 1, wherein a focal length f 2 of the second lens unit and a radius of curvature r 1 of a surface of the first lens unit closest to the object side satisfy the following conditions. An infrared lens characterized by the following. | F 2 / r 1 | <0.6
レンズ群および第３のレンズ群の距離Ｄ23および該赤外
線レンズの焦点距離ｆが、以下の条件を満足することを
特徴とする赤外線レンズ。 Ｄ23／ｆ ＜ ０．４3. An apparatus according to claim 1 or 2, infrared focal length f of the second lens group and the third lens group distances D 23 and the infrared lens, and satisfies the following conditions lens. D 23 / f <0.4
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