JP2001183582A - 明るく広角な赤外線レンズ - Google Patents
明るく広角な赤外線レンズInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 物体側より、少なくとも１枚の負のレンズを
含む３枚のレンズよりなり、少なくとも１面が非球面形
状とされている前群と、少なくとも２枚の正のレンズよ
りなる後群とにより構成され、８〜12μｍの波長帯域に
好適な、良好な結像性能を有する明るく広角な赤外線レ
ンズを得る。 【構成】 物体側より順に、前群は３枚の物体側に凸面
を向けたメニスカスレンズからなる第１レンズＬ１〜第
３レンズＬ３により構成され、後群は２枚の物体側に凸
面を向け正の屈折力を有するメニスカスレンズからなる
第４レンズＬ ４および第５レンズＬ５により構成され
る。前群は少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズ
を含み、図１（Ａ）においては第３レンズＬ３が負の屈
折力のレンズとなっている。第１レンズＬ１は両面が非
球面形状とされている。
含む３枚のレンズよりなり、少なくとも１面が非球面形
状とされている前群と、少なくとも２枚の正のレンズよ
りなる後群とにより構成され、８〜12μｍの波長帯域に
好適な、良好な結像性能を有する明るく広角な赤外線レ
ンズを得る。 【構成】 物体側より順に、前群は３枚の物体側に凸面
を向けたメニスカスレンズからなる第１レンズＬ１〜第
３レンズＬ３により構成され、後群は２枚の物体側に凸
面を向け正の屈折力を有するメニスカスレンズからなる
第４レンズＬ ４および第５レンズＬ５により構成され
る。前群は少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズ
を含み、図１（Ａ）においては第３レンズＬ３が負の屈
折力のレンズとなっている。第１レンズＬ１は両面が非
球面形状とされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線レンズに関
し、特に８〜12μｍの波長帯域の赤外線イメージングシ
ステムに好適な明るく広角な赤外線レンズに関するもの
である。
し、特に８〜12μｍの波長帯域の赤外線イメージングシ
ステムに好適な明るく広角な赤外線レンズに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】赤外線イメージングシステムに用いられ
る検出器としては、ハイブリッド方式（InSb、HgCdTeを
使用)やショットキーバリア型（PtSiを使用)などの冷却
タイプと、サーモパイルやマイクロボロメータを用いた
非冷却タイプが知られている。両タイプの特徴として
は、冷却タイプは高感度を達成し得る反面高価でコンパ
クト化が難しいことが問題となり、一方、非冷却タイプ
は低コスト化、コンパクト化が可能であるが温度分解能
は冷却タイプには及ばない。そのため、いずれの場合で
も被写体から放射される熱すなわち赤外線を集光して検
出器面上に像を形成させる光学系には、雑音等価温度差
（ＮＥＴＤ）を良くするために明るいレンズを使用する
ことが望まれるが、特に非冷却タイプで感度を上げるた
めには、レンズはＦ値の非常に小さい明るいものが要求
される。
る検出器としては、ハイブリッド方式（InSb、HgCdTeを
使用)やショットキーバリア型（PtSiを使用)などの冷却
タイプと、サーモパイルやマイクロボロメータを用いた
非冷却タイプが知られている。両タイプの特徴として
は、冷却タイプは高感度を達成し得る反面高価でコンパ
クト化が難しいことが問題となり、一方、非冷却タイプ
は低コスト化、コンパクト化が可能であるが温度分解能
は冷却タイプには及ばない。そのため、いずれの場合で
も被写体から放射される熱すなわち赤外線を集光して検
出器面上に像を形成させる光学系には、雑音等価温度差
（ＮＥＴＤ）を良くするために明るいレンズを使用する
ことが望まれるが、特に非冷却タイプで感度を上げるた
めには、レンズはＦ値の非常に小さい明るいものが要求
される。
【０００３】さらに、近年では、検出器の画素数の増加
に伴い十分な結像性能と広視界であることが要望されて
いる。このような問題をある程度解決した従来技術とし
ては、下記公報記載のものが知られている。英国特許
1,345,506号公報（Fno＝0.80，2ω＝35゜，３枚レンズ構
成）、米国特許 4,030,805号公報（Fno＝0.59，2ω＝1
6.5゜,４枚レンズ構成）、特開昭52- 85834号公報（Fno
＝1.0，2ω＝9.2゜，３枚レンズ構成）、特開昭52- 8634
4号公報（Fno＝0.9，2ω＝19゜，３枚レンズ構成）、特
開昭52-100247号公報（Fno＝0.8，2ω＝18゜，４枚レン
ズ構成）、特開昭62- 5211号公報（Fno＝0.9，2ω＝1
0.2゜,３枚レンズ構成）、特開昭62- 30208号公報（Fno
＝0.8，2ω＝10.2゜，３枚レンズ構成）。
に伴い十分な結像性能と広視界であることが要望されて
いる。このような問題をある程度解決した従来技術とし
ては、下記公報記載のものが知られている。英国特許
1,345,506号公報（Fno＝0.80，2ω＝35゜，３枚レンズ構
成）、米国特許 4,030,805号公報（Fno＝0.59，2ω＝1
6.5゜,４枚レンズ構成）、特開昭52- 85834号公報（Fno
＝1.0，2ω＝9.2゜，３枚レンズ構成）、特開昭52- 8634
4号公報（Fno＝0.9，2ω＝19゜，３枚レンズ構成）、特
開昭52-100247号公報（Fno＝0.8，2ω＝18゜，４枚レン
ズ構成）、特開昭62- 5211号公報（Fno＝0.9，2ω＝1
0.2゜,３枚レンズ構成）、特開昭62- 30208号公報（Fno
＝0.8，2ω＝10.2゜，３枚レンズ構成）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の技術はいずれも、上述した要望のうちのいくつ
かを満足するものであるが全てを満足するものとはなっ
ていない。特に、画角の点で要望に応えられないものが
多いことに加え、明るさについてもFno＝0.8〜1.0のも
のが多く、非冷却タイプにはより明るいレンズが要望さ
れる。また、Ｆ値が小さく明るいものや広視界のもので
あっても、収差補正が不十分で性能上の問題がある。本
発明は上記事情に鑑みてなされたもので、Ｆ値が非常に
小さくかつ広視界でありながら性能の良好な、明るく広
角な赤外線レンズを提供することを目的とするものであ
る。
報記載の技術はいずれも、上述した要望のうちのいくつ
かを満足するものであるが全てを満足するものとはなっ
ていない。特に、画角の点で要望に応えられないものが
多いことに加え、明るさについてもFno＝0.8〜1.0のも
のが多く、非冷却タイプにはより明るいレンズが要望さ
れる。また、Ｆ値が小さく明るいものや広視界のもので
あっても、収差補正が不十分で性能上の問題がある。本
発明は上記事情に鑑みてなされたもので、Ｆ値が非常に
小さくかつ広視界でありながら性能の良好な、明るく広
角な赤外線レンズを提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の明るく広角な赤
外線レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の
屈折力を有するレンズを含む３枚のレンズよりなる前
群、および少なくとも２枚の正の屈折力を有するレンズ
よりなる後群により構成され、前記前群のうち少なくと
も１面が非球面形状とされていることを特徴とするもの
である。
外線レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の
屈折力を有するレンズを含む３枚のレンズよりなる前
群、および少なくとも２枚の正の屈折力を有するレンズ
よりなる後群により構成され、前記前群のうち少なくと
も１面が非球面形状とされていることを特徴とするもの
である。
【０００６】なお、前記前群のうち少なくとも２面が非
球面形状とされ、前記前群のうち最も物体側のレンズの
物体側の面が非球面形状とされていることが望ましい。
また、前記後群のうち少なくとも２枚の正の屈折力を有
するレンズが、いずれも曲率の大きい面を物体側に向け
ていることが好ましい。
球面形状とされ、前記前群のうち最も物体側のレンズの
物体側の面が非球面形状とされていることが望ましい。
また、前記後群のうち少なくとも２枚の正の屈折力を有
するレンズが、いずれも曲率の大きい面を物体側に向け
ていることが好ましい。
【０００７】また、以下の条件式（１）および（２）を
満足するように構成されていることが好ましい。 1.5 ＜ ｆ１ ／ ｆ …… （１） 2.5 ＜ ｆ１−３ ／ ｆ …… （２） ただし、 ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１ ： 前群のうち最も物体側のレンズの焦点距
離 ｆ１−３ ： 前群の合成焦点距離 さらに、前記前群および前記後群を構成するすべてのレ
ンズがともにゲルマニウムを材料として形成され、８〜
12μｍの波長帯域用として用いられることがより望まし
い。
満足するように構成されていることが好ましい。 1.5 ＜ ｆ１ ／ ｆ …… （１） 2.5 ＜ ｆ１−３ ／ ｆ …… （２） ただし、 ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１ ： 前群のうち最も物体側のレンズの焦点距
離 ｆ１−３ ： 前群の合成焦点距離 さらに、前記前群および前記後群を構成するすべてのレ
ンズがともにゲルマニウムを材料として形成され、８〜
12μｍの波長帯域用として用いられることがより望まし
い。
【０００８】本発明の明るく広角な赤外線レンズは、物
体側より順に、全体として正の屈折力を有し少なくとも
１枚の負の屈折力を有するメニスカスレンズを含む３枚
のメニスカスレンズよりなる前群、および少なくとも２
枚の、物体側に曲率の大きい面を向けた正の屈折力を有
するレンズよりなる後群により構成されていてもよい。
体側より順に、全体として正の屈折力を有し少なくとも
１枚の負の屈折力を有するメニスカスレンズを含む３枚
のメニスカスレンズよりなる前群、および少なくとも２
枚の、物体側に曲率の大きい面を向けた正の屈折力を有
するレンズよりなる後群により構成されていてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について図面を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は、本
実施形態として、後述する実施例１の明るく広角な赤外
線レンズを代表として示しているものである。この赤外
線レンズは、物体側より順にともに正の屈折力を有する
前群および後群からなり、前群は物体側より順に、３枚
の物体側に凸面を向けたメニスカスレンズからなる第１
レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成され、後群は物
体側より順に、２枚の物体側に凸面を向け正の屈折力を
有するメニスカスレンズからなる第４レンズＬ４および
第５レンズＬ５により構成されている。前群は少なくと
も１枚の負の屈折力を有するレンズを含み、図１（Ａ）
においては第３レンズＬ３が負の屈折力のレンズとなっ
ている。また、第１レンズＬ１の両面が非球面形状とさ
れており、この非球面形状は下記に示す非球面形状式に
より表される。
について図面を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は、本
実施形態として、後述する実施例１の明るく広角な赤外
線レンズを代表として示しているものである。この赤外
線レンズは、物体側より順にともに正の屈折力を有する
前群および後群からなり、前群は物体側より順に、３枚
の物体側に凸面を向けたメニスカスレンズからなる第１
レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成され、後群は物
体側より順に、２枚の物体側に凸面を向け正の屈折力を
有するメニスカスレンズからなる第４レンズＬ４および
第５レンズＬ５により構成されている。前群は少なくと
も１枚の負の屈折力を有するレンズを含み、図１（Ａ）
においては第３レンズＬ３が負の屈折力のレンズとなっ
ている。また、第１レンズＬ１の両面が非球面形状とさ
れており、この非球面形状は下記に示す非球面形状式に
より表される。
【００１０】
【数１】
【００１１】すなわち、この赤外線レンズは、物体から
の光束をこれら５枚のレンズＬ１〜Ｌ５によって収束
し、検出器の検出面１上の結像位置Ｐに結像する。な
お、図中Ｘは光軸を示す。
の光束をこれら５枚のレンズＬ１〜Ｌ５によって収束
し、検出器の検出面１上の結像位置Ｐに結像する。な
お、図中Ｘは光軸を示す。
【００１２】また、この赤外線レンズは以下の条件式
（１）および（２）を満足するように構成されている。 1.5 ＜ ｆ１ ／ ｆ …… （１） 2.5 ＜ ｆ１−３ ／ ｆ …… （２） ただし、 ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１ ： 前群のうち最も物体側のレンズ（第１レ
ンズＬ１）の焦点距離 ｆ１−３ ： 前群の合成焦点距離 なお、第１レンズＬ１から第５レンズＬ５は全てゲルマ
ニウムを材料として形成されている。
（１）および（２）を満足するように構成されている。 1.5 ＜ ｆ１ ／ ｆ …… （１） 2.5 ＜ ｆ１−３ ／ ｆ …… （２） ただし、 ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１ ： 前群のうち最も物体側のレンズ（第１レ
ンズＬ１）の焦点距離 ｆ１−３ ： 前群の合成焦点距離 なお、第１レンズＬ１から第５レンズＬ５は全てゲルマ
ニウムを材料として形成されている。
【００１３】以下に、本実施形態による作用効果につい
て述べる。前群のレンズ構成を、少なくとも１枚の負の
屈折力を有するレンズを含む３枚のレンズとし、この前
群のうち少なくとも１面が非球面形状とされていること
により、赤外線レンズの広角化を図ることができる。非
球面形状の面は少なくとも２面であることがより好まし
い。また、このような構成とすることにより、球面収差
およびコマ収差を良好に補正することができる。さら
に、上記非球面形状の面により、歪曲収差をも良好に補
正することができる。
て述べる。前群のレンズ構成を、少なくとも１枚の負の
屈折力を有するレンズを含む３枚のレンズとし、この前
群のうち少なくとも１面が非球面形状とされていること
により、赤外線レンズの広角化を図ることができる。非
球面形状の面は少なくとも２面であることがより好まし
い。また、このような構成とすることにより、球面収差
およびコマ収差を良好に補正することができる。さら
に、上記非球面形状の面により、歪曲収差をも良好に補
正することができる。
【００１４】これらの構成に加え、後群が、少なくとも
２枚の正の屈折力を有するレンズにより構成されること
により、像面湾曲および非点収差をバランスよく補正す
ることができ、非常に明るく広角な赤外線レンズを得る
ことができる。
２枚の正の屈折力を有するレンズにより構成されること
により、像面湾曲および非点収差をバランスよく補正す
ることができ、非常に明るく広角な赤外線レンズを得る
ことができる。
【００１５】また、以下のような条件を満たすことによ
り、さらに性能のよい赤外線レンズを得ることができ
る。すなわち、後群のうち少なくとも２枚の正の屈折力
を有するレンズが、いずれも曲率の大きい面を物体側に
向けているように構成することで、像面湾曲および非点
収差を補正し、Ｆ値が小さくかつ広角なレンズとするこ
とができる。
り、さらに性能のよい赤外線レンズを得ることができ
る。すなわち、後群のうち少なくとも２枚の正の屈折力
を有するレンズが、いずれも曲率の大きい面を物体側に
向けているように構成することで、像面湾曲および非点
収差を補正し、Ｆ値が小さくかつ広角なレンズとするこ
とができる。
【００１６】また、上記条件式（１）を満足することに
より、第１レンズＬ１は比較的屈折力の緩いレンズとさ
れるため、球面収差およびコマ収差を良好に補正するこ
とができる。また、このように前群の第１レンズＬ１の
屈折力が比較的緩い場合には、レンズ周辺部を通る光束
が大きく曲げられることがないので、赤外線レンズの組
立てや各レンズ部品の加工において求められる精度を緩
くでき、製造が容易になる。
より、第１レンズＬ１は比較的屈折力の緩いレンズとさ
れるため、球面収差およびコマ収差を良好に補正するこ
とができる。また、このように前群の第１レンズＬ１の
屈折力が比較的緩い場合には、レンズ周辺部を通る光束
が大きく曲げられることがないので、赤外線レンズの組
立てや各レンズ部品の加工において求められる精度を緩
くでき、製造が容易になる。
【００１７】また、上記条件式（２）を満足することに
より、球面収差、像面湾曲および非点収差をバランスよ
く補正することができる。なお、非球面形状とする面と
しては、第１レンズＬ１の物体側の面を非球面形状とす
ることによる効果が大きく、球面収差およびコマ収差を
特に良好に補正することができ、条件式（１）に規定さ
れる第１レンズＬ１のパワー範囲とも相俟って、明るく
かつ広角な赤外線レンズを得ることができる。また、収
差補正のみならずレンズ加工のうえからも、比較的緩い
球面となっているこの面に非球面を形成することが好ま
しい。
より、球面収差、像面湾曲および非点収差をバランスよ
く補正することができる。なお、非球面形状とする面と
しては、第１レンズＬ１の物体側の面を非球面形状とす
ることによる効果が大きく、球面収差およびコマ収差を
特に良好に補正することができ、条件式（１）に規定さ
れる第１レンズＬ１のパワー範囲とも相俟って、明るく
かつ広角な赤外線レンズを得ることができる。また、収
差補正のみならずレンズ加工のうえからも、比較的緩い
球面となっているこの面に非球面を形成することが好ま
しい。
【００１８】レンズ材料については、ゲルマニウムは屈
折率が大きくかつ８〜12μｍの波長帯域では分散が非常
に小さいという特性を有する。そのため、第１レンズＬ
１から第５レンズＬ５を全てゲルマニウムを材料として
形成することにより、８〜12μｍの波長帯域に好適な、
非常に明るくてかつ広角な赤外線レンズを得ることがで
きる。
折率が大きくかつ８〜12μｍの波長帯域では分散が非常
に小さいという特性を有する。そのため、第１レンズＬ
１から第５レンズＬ５を全てゲルマニウムを材料として
形成することにより、８〜12μｍの波長帯域に好適な、
非常に明るくてかつ広角な赤外線レンズを得ることがで
きる。
【００１９】なお、赤外線を透過させる光学材料として
は一般に、Ge、Si、ZnSeなどの結晶材料が使用されてお
り、本発明の赤外線レンズにこれらを用いることもでき
る。ただし、分散が大きいために色収差が大きくなりや
すく性能劣化が懸念されるセレン化亜鉛に比べ、８〜12
μｍの波長帯域におけるゲルマニウムの特性は本発明に
係る赤外線レンズに適している。なお、３〜５μｍの波
長帯域用としては、レンズ材料としてシリコンを利用す
ることもできる。
は一般に、Ge、Si、ZnSeなどの結晶材料が使用されてお
り、本発明の赤外線レンズにこれらを用いることもでき
る。ただし、分散が大きいために色収差が大きくなりや
すく性能劣化が懸念されるセレン化亜鉛に比べ、８〜12
μｍの波長帯域におけるゲルマニウムの特性は本発明に
係る赤外線レンズに適している。なお、３〜５μｍの波
長帯域用としては、レンズ材料としてシリコンを利用す
ることもできる。
【００２０】なお、本実施形態のように、物体側より順
に、全体として正の屈折力を有し少なくとも１枚の負の
屈折力を有するメニスカスレンズを含む３枚のメニスカ
スレンズよりなる前群、および少なくとも２枚の、物体
側に曲率の大きい面を向けた正の屈折力を有するレンズ
よりなる後群により赤外線レンズを構成することによっ
ても明るく広角な赤外線レンズを得ることができる。前
群は、全体として正の屈折力を有することが収差補正上
望ましい。
に、全体として正の屈折力を有し少なくとも１枚の負の
屈折力を有するメニスカスレンズを含む３枚のメニスカ
スレンズよりなる前群、および少なくとも２枚の、物体
側に曲率の大きい面を向けた正の屈折力を有するレンズ
よりなる後群により赤外線レンズを構成することによっ
ても明るく広角な赤外線レンズを得ることができる。前
群は、全体として正の屈折力を有することが収差補正上
望ましい。
【００２１】また、レンズ全体が５枚構成となっている
にもかかわらず、本実施形態の赤外線レンズはレンズ長
としてはコンパクトな構成とされており、カメラ自体の
小型化には十分対応可能である。
にもかかわらず、本実施形態の赤外線レンズはレンズ長
としてはコンパクトな構成とされており、カメラ自体の
小型化には十分対応可能である。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例１〜３について具体的
に説明する。
に説明する。
【００２３】＜実施例１＞本実施例１に係る明るく広角
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図１（Ａ）にその基本構成を示している。す
なわち、前群中には負の屈折力のレンズとして第３レン
ズＬ３が配され、第１レンズＬ１の両面が非球面形状と
されている。
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図１（Ａ）にその基本構成を示している。す
なわち、前群中には負の屈折力のレンズとして第３レン
ズＬ３が配され、第１レンズＬ１の両面が非球面形状と
されている。
【００２４】図１（Ｂ）の光線図に示すようにこのレン
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
【００２５】表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表１および以下の表において、各記
号に対応させた数字は物体側から順次増加するようにな
っており、数字の左側の＊印は非球面であることを示
す。また、表１の下段には本実施例１における上記非球
面形状式に示される非球面の各定数の値を示す。
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表１および以下の表において、各記
号に対応させた数字は物体側から順次増加するようにな
っており、数字の左側の＊印は非球面であることを示
す。また、表１の下段には本実施例１における上記非球
面形状式に示される非球面の各定数の値を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】＜実施例２＞本実施例２に係る明るく広角
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図２（Ａ）にその基本構成を示している。た
だし、前群中には負の屈折力のレンズとして第１レンズ
Ｌ１および第３レンズＬ３が配され、第１レンズＬ１の
物体側の面および第２レンズＬ２の物体側の面が非球面
形状とされている。
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図２（Ａ）にその基本構成を示している。た
だし、前群中には負の屈折力のレンズとして第１レンズ
Ｌ１および第３レンズＬ３が配され、第１レンズＬ１の
物体側の面および第２レンズＬ２の物体側の面が非球面
形状とされている。
【００２８】図２（Ｂ）の光線図に示すようにこのレン
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
【００２９】表２に、本実施例２の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表２の下段には本実施例２における
上記非球面形状式に示される非球面の各定数の値を示
す。
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表２の下段には本実施例２における
上記非球面形状式に示される非球面の各定数の値を示
す。
【００３０】
【表２】
【００３１】＜実施例３＞本実施例３に係る明るく広角
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図３（Ａ）にその基本構成を示している。た
だし、前群中には負の屈折力のレンズとして第１レンズ
Ｌ１および第３レンズＬ３が配され、第１レンズＬ１の
物体側の面および第３レンズＬ３の物体側の面が非球面
形状とされている。
な赤外線レンズの構成は実施形態において説明したとお
りであり、図３（Ａ）にその基本構成を示している。た
だし、前群中には負の屈折力のレンズとして第１レンズ
Ｌ１および第３レンズＬ３が配され、第１レンズＬ１の
物体側の面および第３レンズＬ３の物体側の面が非球面
形状とされている。
【００３２】図３（Ｂ）の光線図に示すようにこのレン
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
ズによれば、物体情報を担持した光束を、その周辺光束
までもけられのない状態でほぼ100％透過させることが
でき、明るく広視野な赤外線レンズとすることができ
る。
【００３３】表３に、本実施例３の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表３の下段には本実施例３における
上記非球面形状式に示される非球面の各定数の値を示
す。
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
の波長10μｍにおける屈折率Ｎ、および各レンズの形成
材料を示す。また、表３の下段には本実施例３における
上記非球面形状式に示される非球面の各定数の値を示
す。
【００３４】
【表３】
【００３５】また、表４に、実施例１〜３に係る明るく
広角な赤外線レンズの、ｆ、ｆ１／ｆ、およびｆ１−３
／ｆの各値を示す。
広角な赤外線レンズの、ｆ、ｆ１／ｆ、およびｆ１−３
／ｆの各値を示す。
【００３６】
【表４】
【００３７】上記表４から明らかなように、実施例１〜
３は条件式（１）および（２）を全て満足する。
３は条件式（１）および（２）を全て満足する。
【００３８】図４〜６は、実施例１〜３に係るレンズの
球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収
差図である。これらの図に示すとおり、各実施例はＦ値
＝0.70と非常に明るく、画角２ω＝37.6°と広角であり
ながら、周辺視野まで良好な結像性能を有する赤外線レ
ンズであることが明らかである。また、特に歪曲収差の
補正が良好であることが明らかである。
球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収
差図である。これらの図に示すとおり、各実施例はＦ値
＝0.70と非常に明るく、画角２ω＝37.6°と広角であり
ながら、周辺視野まで良好な結像性能を有する赤外線レ
ンズであることが明らかである。また、特に歪曲収差の
補正が良好であることが明らかである。
【００３９】なお、本発明の明るく広角な赤外線レンズ
としては、上記実施例のものに限られるものではなく種
々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半
径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変
更することが可能である。また、前群において上記実施
例と異なる面が非球面形状とされていてもよい。
としては、上記実施例のものに限られるものではなく種
々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半
径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変
更することが可能である。また、前群において上記実施
例と異なる面が非球面形状とされていてもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明の明るく広角な赤外線レンズによ
れば、Ｆ値が0.7という明るさでかつ広視界でありなが
ら、光束のけられも無く、結像性能が良好で特に歪曲収
差が良好に補正された明るく広角な赤外線レンズを実現
することができる。
れば、Ｆ値が0.7という明るさでかつ広視界でありなが
ら、光束のけられも無く、結像性能が良好で特に歪曲収
差が良好に補正された明るく広角な赤外線レンズを実現
することができる。
【図１】本発明の実施例１に係る明るく広角な赤外線レ
ンズを示すレンズ構成図
ンズを示すレンズ構成図
【図２】本発明の実施例２に係る明るく広角な赤外線レ
ンズを示すレンズ構成図
ンズを示すレンズ構成図
【図３】本発明の実施例３に係る明るく広角な赤外線レ
ンズを示すレンズ構成図
ンズを示すレンズ構成図
【図４】本発明の実施例１に係る明るく広角な赤外線レ
ンズの諸収差を示す収差図
ンズの諸収差を示す収差図
【図５】本発明の実施例２に係る明るく広角な赤外線レ
ンズの諸収差を示す収差図
ンズの諸収差を示す収差図
【図６】本発明の実施例３に係る明るく広角な赤外線レ
ンズの諸収差を示す収差図
ンズの諸収差を示す収差図
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ Ｒ１〜Ｒ１０ 曲率半径 Ｄ１〜Ｄ１０ 軸上面間隔 １ 検出面 Ｘ 光軸 Ｐ 結像位置
Claims (7)
- 【請求項１】 物体側より順に、少なくとも１枚の負の
屈折力を有するレンズを含む３枚のレンズよりなる前
群、および少なくとも２枚の正の屈折力を有するレンズ
よりなる後群により構成され、前記前群のうち少なくと
も１面が非球面形状とされていることを特徴とする明る
く広角な赤外線レンズ。 - 【請求項２】 前記前群のうち少なくとも２面が非球面
形状とされていることを特徴とする請求項１記載の明る
く広角な赤外線レンズ。 - 【請求項３】 前記後群のうち少なくとも２枚の正の屈
折力を有するレンズが、いずれも曲率の大きい面を物体
側に向けていることを特徴とする請求項１または２記載
の明るく広角な赤外線レンズ。 - 【請求項４】 以下の条件式（１）および（２）を満足
するように構成されていることを特徴とする請求項１〜
３のうちいずれか１項記載の明るく広角な赤外線レン
ズ。 1.5 ＜ ｆ１ ／ ｆ …… （１） 2.5 ＜ ｆ１−３ ／ ｆ …… （２） ただし、 ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１ ： 前群のうち最も物体側のレンズの焦点距
離 ｆ１−３ ： 前群の合成焦点距離 - 【請求項５】 前記前群のうち最も物体側のレンズの物
体側の面が非球面形状とされていることを特徴とする請
求項１〜４のうちいずれか１項記載の明るく広角な赤外
線レンズ。 - 【請求項６】 前記前群および前記後群を構成するすべ
てのレンズがともにゲルマニウムを材料として形成さ
れ、８〜12μｍの波長帯域用として用いられることを特
徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の明るく
広角な赤外線レンズ。 - 【請求項７】 物体側より順に、全体として正の屈折力
を有し少なくとも１枚の負の屈折力を有するメニスカス
レンズを含む３枚のメニスカスレンズよりなる前群、お
よび少なくとも２枚の、物体側に曲率の大きい面を向け
た正の屈折力を有するレンズよりなる後群により構成さ
れていることを特徴とする明るく広角な赤外線レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36864499A JP2001183582A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 明るく広角な赤外線レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36864499A JP2001183582A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 明るく広角な赤外線レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183582A true JP2001183582A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18492365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36864499A Withdrawn JP2001183582A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 明るく広角な赤外線レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001183582A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100334477C (zh) * | 2005-07-18 | 2007-08-29 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 大口径宽视场双波段折射式红外相机光学系统 |
| CN103364932A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-10-23 | 福建福光数码科技有限公司 | 中波红外制冷型长焦距、大口径镜头 |
| CN111458841A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-28 | 惠州市星聚宇光学有限公司 | 一种红外镜头 |
| CN112255773A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-22 | 福建福光股份有限公司 | 一种制冷型大视场中波红外光学系统 |
| CN112882210A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-01 | 昆明云锗高新技术有限公司 | 一种非制冷型中长波宽波段共焦红外光学系统 |
| CN114935811A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-23 | 安徽光智科技有限公司 | 一种鱼眼型红外消热差镜头 |
| CN115166941A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 江西晶超光学有限公司 | 光学镜头、摄像模组及电子设备 |
| CN116047714A (zh) * | 2022-12-25 | 2023-05-02 | 福建福光股份有限公司 | 一种激光红外共孔径双模光学系统 |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP36864499A patent/JP2001183582A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN115166941A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 江西晶超光学有限公司 | 光学镜头、摄像模组及电子设备 |
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| CN116047714A (zh) * | 2022-12-25 | 2023-05-02 | 福建福光股份有限公司 | 一种激光红外共孔径双模光学系统 |
| CN116047714B (zh) * | 2022-12-25 | 2024-03-15 | 福建福光股份有限公司 | 一种激光红外共孔径双模光学系统 |
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