JP2002511151A - 否透熱性素子を有する赤外線レンズ組立体及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 赤外線レンズ組立体は、１個又はそれ以上の屈折性レンズを含むレンズ組（３２）を具える。屈折性レンズは赤外線放射を受光するように光軸（３０）に沿って配置する。レンズ組（３２）は、被写体（１４）からの赤外線放射が撮像面（１５）に合焦するように構成する。否透熱性素子（３４）は光軸に沿って配置してレンズ組（３２）と光学的に連絡する。否透熱性素子（３４）は回折パターン（４２）を支持する赤外線透過部材（４０）を含む。この赤外線透過部材（４０）は赤外線透過性ポリマで構成することができる。回折パターン（４２）はレンズ組（３２）の温度変化により生ずる焦点距離の変化を補償し、被写体（１４）からの赤外線放射の撮像面（１５）での合焦を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】 否透熱性素子を有する赤外線レンズ組立体及び方法発明の技術分野 本発明は、一般的には赤外線装置、より詳細には否透熱性素子を有する赤外線 レンズ組立体及び方法に関するものである。発明の背景 赤外線又は熱線撮像装置は火災、機器の過剰加熱、飛行機、自動車及び人間を 検出するのに用いられる。熱線撮像装置は温度感知プロセス装置の制御にも用い ることができる。熱線撮像装置において、赤外線又は熱放射は複数の熱センサに より検出することができる。熱センサは、典型的には被写体中の種々の物体間の 熱放射の差を検出し、これらの差を被写体の可視像として表示する。 熱線撮像装置の基本的な構成要素は、一般的に被写体からの赤外線放射を集光 し集束させる光学素子、赤外線放射を電気信号に変換する複数の熱センサを有す る赤外線検出器、及び電気信号を増幅し処理して可視表示を行い又は適当な媒体 に記憶する電子回路を含む。熱線撮像装置にはチョッパがしばしば含まれ、赤外 線放射を変調し基準信号を与える一定のバックグランドの放射を発生させている 。この熱線撮像装置の電子的処理部分は、放射信号全体から基準信号を減算して 最小バックグランドバイアスの信号を発生させる。 熱線撮像装置として種々の赤外線検出器を用いることができる。赤外線検出器 は赤外スペクトルの電磁波に応答するデバイスである。これらの赤外線検出器は 、冷却型と非冷却型の２種類に大別される。冷却型の赤外線検出器は、液体窒素 の温度のような低温度で動作させて赤外線放射の変化に対して所望の応答性を得 る必要がある。冷却される検出器は、光電子の相互作用に起因して電圧変化を発 生するバンドギャップの小さな半導体を有する熱センサを用いている。この後者 の効果は内部光電気効果と称されている。 冷却されない赤外線検出器はバンドギャップの小さな半導体を用いることがで きない。この理由は、室温において暗電流がいかなる信号をも消してしまうから である。従って、冷却されない検出器は別の物理現象による影響を受けやすく、 冷却型の検出器よりも感度が低いものである。一方、非冷却検出器は冷却される 検出器のエネルギー消費を必要としないので、非冷却検出器はポータブル用、低 電力及び冷却型検出器の大きな感度を必要としない用途について好適に選択され る。典型的な非冷却検出器において、赤外域のフォトンが吸収され、吸収性素子 により温度差が検出される。熱線検出器はパイロエレクトリック検出器、熱伝対 、又はボロメータを含む。 赤外線放射は、赤外線レンズ系により熱検出器上に集束する。赤外線レンズを 用いる問題は、レンズの焦点距離が温度変化と共に変化することである。結果と して、被写体の像は熱線検出器の前方又は後方に合焦し不鮮明な画像が形成され てしまう。発明の概要 従って、当該技術分野において赤外線レンズ組立体を改良する必要がある。本 発明は、従来の赤外線レンズ組立体と関連する欠点及び問題点を除去し又は大幅 に軽減する否透熱性素子を提供する 本発明においては、赤外線レンズ組立体は１個又はそれ以上の屈折性レンズを 含むレンズ組を有することができる。屈折性レンズは赤外線放射を受光するよう に光軸に沿って配置する。レンズ組は、被写体からの赤外線放射が撮像面に合焦 するように構成する。否透熱性素子は光軸に沿って配置してレンズ組と光学的に 連絡する。否透熱性素子は回折パターンを支持する赤外線透過部材を含むことが できる。この赤外線透過部材は赤外線透過性ポリマで構成することができる。回 折パターンはレンズ組の温度変化により生ずる焦点距離の変化を補償し、被写体 からの赤外線放射の撮像面での合焦を維持する。 一実施例において、例えば温度が上昇するとレンズ組の焦点距離が短くなる。 温度上昇に応じて、赤外線透過部材のポリマが膨張して回折パターンを変形させ る。変形した回折パターンは否透熱性素子の焦点距離を長くし、レンズ組の焦点 距離が短くなるのを相殺する。これとは逆に、温度低下によりレンズ組の焦点距 離が長くなる。温度低下に応じて、赤外線透過部材のポリマが回折パターンを変 形するように収縮する。変形した回折パターンは否透熱性素子の焦点距離を短く し、レンズ組の焦点距離の拡大を相殺する。 一実施例として、カラー補正素子を光軸に沿って配置することができる。カラ ー補正素子はレンズ組及び否透熱性素子と光学的に連絡することができる。この カラー補正素子はレンズ組及び否透熱性素子の色収差を補正する回折面を有する ことができる。特有の実施例において、カラー補正素子の回折面は、赤外線透過 部材の否透熱性素子の回折パターンが形成されている側と反対側に形成すること ができる。 本発明の重要な技術的利点は、改良された赤外線レンズ組立体を提供すること を含む。特に、能動型の否透熱性素子は温度により導入されるレンズ組の焦点距 離の変化を補償して被写体からの赤外線放射を熱検出器に合焦させ続けることが できる。従って、熱検出器により発生する画像は温度変化により不鮮明になるこ とはない。 本発明の別の重要な技術的利点は、赤外線レンズ組立体用の比較的安価な否透 熱性素子を提供することを含む。否透熱性素子は回折パターンが形成されている ポリマとすることができる。さらに、レンズ組立体内に固定することができる。 従って、否透熱性素子は安価に製造することができると共にレンズ組立体内に装 着することができる。 別の技術的利点は、以下の図面、発明の説明及び請求の範囲から当業者にとっ て容易に明らかにする。図面の簡単な説明 本発明及び本発明の利点を一層明瞭に理解するため、添付図面と共に説明する 。 図１は本発明による否透熱性素子を有するレンズ組立体を具える赤外線撮像装 置のブロック線図であり、 図２は図１のレンズ組立体の実施例を示す線図であり、 図３は図１のレンズ組立体の別の実施例を示す線図であり、 図１レンズ組立体のさらに別の実施例を示す線図である。本発明の詳細な説明 図１から図４を参照することにより本発明の実施例及びその利点は最良に理解 され、これらの図面において同様な構成要素には同様な符号を付することにする 。 図１は物体１４の熱画像を検出し、処理し及び表示する赤外線撮像システムの線 図的ブロック図を示す。この撮像システム１２は火災、過剰に加熱された機器、 飛行機、自動車及び人間を検出し、並びに温度感知処理装置を制御するために用 いことができる。図１に示すように、赤外線撮像システム１２は、赤外線検出器 １８と光学的に連結するレンズ組立体１６を具える。この赤外線検出器１８は赤 外放射、典型的には３〜５ミクロン（０．４〜０．２５ｅＶのエネルギーを有す る）又は８〜１４ミクロン（０．１６〜０．０９ｅＶのエネルギーを有する）の スペクトル域の赤外放射を検知する。３〜５ミクロンのスペクトル域は、一般的 に「近赤外域」と称され、８〜１４ミクロンのスペクトル域は「遠赤外域」と称 する。近赤外線域と遠赤外線域との間の赤外線放射は大気吸収により通常は検出 することができない。 レンズ組立体１６は、物体１４から放出された赤外線放射を集束して赤外線検 出器１８の撮像面に入射させることができる。冷却されない検出器を用いる場合 、レンズ組立体１６と赤外線検出器１８との間にチョッパ２０を配置する。チョ ッパ２０は、信号プロセサ２２により赤外線検出器１８の撮像面１５への赤外線 画像の送出が周期的に遮断されるように制御することができる。チョッパ２０は 、赤外線放射を周期的に遮断及び通過させる複数の開口が形成されている回転デ ィスクとすることができる。 赤外線検出器１８は入射する赤外線放射を１個又はそれ以上の画像及び処理の ための対応する電気信号に変換する。電気信号は信号プロセサ２２に供給され、 この信号プロセサにより電気信号から表示用のビデオ信号を形成する。前述した ように、信号プロセサ２２はチョッパ２０の動作と同期させることもできる。こ の同期により、信号プロセサ２２は入射する赤外線放射を減算的に処理して固定 された赤外線バックグランド放射及び時間定数ノイズの両方を除去することがで きる。信号プロセサ２２の出力信号は視認、別の処理、記憶等ができるビデオ信 号とする。 このビデオ信号は局所的なモニタ２４で見ることができ又は遠隔モニタ２６に 供給して表示することもできる。局所的モニタ２４は電子ビューハァイイダ、陰 極線管等を含む接眼系とすることができる。同様に、遠隔モニタ２６はテレビジ ョンのような電子デスプレイ、陰極線管、或いはビデオ信号を表示することがで きる別の形式のデバイスとすることができる。ビデオ信号は後で再生するために 記憶媒体２８に記憶することもできる。記憶媒体２８はコンパクトディスク、ハ ードディスクドライブ、ランダムアクセスメモリ、或いは後で再生するために電 子ビデオ信号を記憶することができる別の形式の媒体とすることができる。モニ タ及び記憶媒体は当該技術分野において周知であり、従ってさらに説明しないこ とにする。 赤外線撮像システム１２を駆動するための電力は電源２９により供給すること ができる。電源２９は、チョッパ２０、赤外線検出器１８、信号プロセサ２２及 び局所的モニタ２４に直接供給することができる。例えば、レンズ１６を合焦さ せるためにモータが用いられる場合、レンズ１６にも電力を供給することができ る。 図２はレンズ組立体１６の一例を示す線図である。図２に示すように、レンズ 組立体１６を光軸３０に沿って配置して物体１４から放出された赤外線放射を赤 外線検出器１８の撮像面１５上に集束することができる。このレンズ組立体１６ はレンズ組３２及び否透熱性素子３４を具える。レンズ組３２は１個又はそれ以 上の屈折性のレンズ及びカラー補正素子３５を含むことができる。屈折性レンズ は対物レンズ３６及び集光レンズ３８を含むことができる。 通常の技術では、レンズの曲率半径は曲率中心が光軸３０に沿ってレンズの右 側に位置する場合正として規定され、曲率中心が光軸３０に沿って左側に位置す る場合負として規定される。レンズは、集束パワーにより平行光が集束する場合 集束性であると規定され、集束パワーにより平行光が虚の焦点から発生するよう に現れる場合発散性として規定される。さらに、レンズの側については、物体１ ４と対向する側は第１の側として規定され、画像面１５と対向する側は第２の側 として規定する。 図２の実施例に関して、対物レンズ３６及び集光レンズ３８は正の集束性レン ズとする。本例では、レンズ組立体１６は単一視野のビューレンズとして説明す ることができる。レンズ組立体１６は物体１４から放出された赤外線放出を赤外 線検出器１８の撮像面１５上に集束できる別の形式のものとすることができる。 例えば、レンズ組立体１６は集束性ズームレンズとすることができる。さらに、 レンズ組立体１６は、本発明の範囲内において別の異種の負のレンズ及び／又は 発散性レンズとすることができる。 対物レンズ３６及び集光レンズ３８は、ゲルマニウム、ガリウム砒素（ＧａＡ ｓ）又はカルコゲナイトガラスのような赤外線透過性ガラスで形成することがで きる。カルコゲナイトガラスは、テキサスインストルーメンツ社により製造され たＴＩ−１１７３とすることができる。さらに、対物レンズ３６及び集光レンズ ３８は、赤外線放射を透過させることができる別の形式のガラス又は別の材料で 形成することができる。例えば、レンズ３６及び３８は赤外線透過性ポリマで形 成することができる。好適なレンズ材料は、否透熱性素子３４及びカラー補正素 子３５の外形及び組立と両立する材料とすることができる。 本発明の顕著な特徴は否透熱性素子３４の構成にある。この否透熱性素子３４ はレンズ組立体１６への熱線入射を積極的に防止し、温度変化によりレンズ組３ ２の焦点距離に導入される変化を補償する。従って、否透熱性素子３４は物体１ ４からの赤外線放射を熱検出器１８の撮像面１５に合焦させる。否透熱性素子３ ４は、回折パターンが形成されている赤外線透過部材４０で構成することができ る。この赤外線透過部材４０は赤外線透過ポリマとすることができる。赤外線透 過ポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン等とすることができる。別の赤外線 透過ポリマは米国特許第５３２０４８号及び５３２５５８６号に開示されている 。本発明の範囲内において、別の形式の赤外線透過ポリマを用いて赤外線透過部 材４０を形成することもできる。 所定のレンズ設計及び材料並びに所定の赤外線透過ポリマについて、否透熱性 素子３４は所望の温度範囲について以下のように設計することができる。初めに 、レンズ組３２の最適な熱膨張係数を決定する。 レンズ組３２の最適の熱膨脹係数Ｘ_rは以下の式により計算することができる 。 ここで、α_r＝レンズ組の材料の熱膨脹係数 ｎ_r＝レンズ組の材料の屈折率 ｎ_o＝レンズ組の周囲媒質、すなわち空気の屈折率 例えば、ＴＩ １１７３ガラスを１０ミクロンの波長で用いる場合、レンズ組３ ２の最適な膨脹係数は以下の通りである。 レンズ組３２の最適な熱膨脹係数から、次にレンズ組３２の焦点シフトを所望 の温度範囲で計算する。レンズ組３２の焦点シフトΔｆ_rは以下の式により計算 することができる。 Δｆ_r＝ｆ_r×Ｘ_r×ΔＴ ここで、ｆ_r＝レンズ組の焦点距離 Ｘ_r＝レンズ組の最適な熱膨脹係数 ΔＴ＝所望の温度範囲 温度範囲は２５℃と６５℃との間の４０℃とすることができる。否透熱性素子 は本発明の範囲内において別の温度範囲についても設計することができる。４０ ℃の温度範囲及び４インチの焦点距離について上述した例を続行すると、ＴＩ １１７３ガラスのレンズ組３２の焦点シフトは以下のようになる。 Δｆ_r＝４（−4.34×10^-5）40 Δｆ_r＝−6.94×10^-3インチ 従って、このレンズ組３２の焦点距離はそれ自身に向けて0.00694インチ変移 することになる。レンズ組３２について温度補償するため、温度補償素子３４は 同一の温度範囲に対して同一の大きさで反対向きの焦点シフトを有する必要があ る。従って、温度補償素子３４の焦点シフトはレンズ組３２の焦点シフトに対し て大きさが等しく反対向きにする。実施例の説明を続けるに、温度補償素子３４ の焦点シフトは＋６．９４×１０^-3インチとすることができる。 温度補償素子３４の焦点距離ｆ_dは以下の式から計算することができる。 ここで、Δｆ_d＝温度補償素子３４の焦点シフト Ｘ_d＝温度補償素子の最適熱膨脹係数 ΔＴ＝温度範囲 前述したように、温度補償素子３４の焦点シフト及び温度範囲はレンズ組３２ に対して同一とする。次に、否透熱性素子３４の最適な熱膨脹係数を決定する。 断熱素子３４の最適な熱膨脹係数Ｘ_dは、以下の式から計算することができる。 ここで、α_d＝否透熱性素子の材料の熱膨脹 ｎ_o＝否透熱性素子を包囲する媒質、すなわち空気の屈折率 dn_o／ｄＴ＝否透熱性素子を包囲する媒質の温度に対する屈折率の変化 ポリエチレンポリマーを用いる場合、否透熱性素子３４の最適熱膨脹係数は以 下の通りである。 Ｘ_d＝１．３５×１０^-4を用いると、否透熱性素子３４の焦点距離は以下の通 りである。 従って、レンズ組３２についてＴＩ１１７３ガラスを用い否透熱性素子３４に ついてポリエチレンポリマを用いる場合、否透熱性素子３４は４０℃の温度範囲 について１．２インチの焦点距離を有することができる。 否透熱性素子３４の回折パターン４２は赤外線透過部材４０の否透熱性素子２ の面４４に形成することができる。一例として、この回折パターン４２は一連の 同心状リングとすることができる。この回折パターン４２は、キノフォーム面、 バイナリー面（binary surface）、位相プレート等とすることができる。この回 折パターンは本発明の範囲内において別の方法でも形成できるものと理解すべき である。 キノフォーム面はダイアモンドの針頭の回転、パターニング及びエッチング等 により形成することができる。キノフォームは、位相変調が表面のレリーフパタ ーンにより導入される回折素子である。回折性光学面とすることにより、注目す る光周波数の精密な１波長だけ表面がカットされ、各パターン毎にその量だけ厚 さが増大するステップ関数となる。回折性表面についての一般式は以下の通りで ある。ここで、Ｚは、Ｚ軸すなわち光軸に沿うサグ値であり、 Ｙは、半直径高さ（semi-diameter hight）であり、 ＣＣは、表面のベース曲率（１／半径）であり、 Ｋは、表面の円錐係数であり、 Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤは、それぞれ４次、６次、８次及び１０次の非球面係 数であり、 ＨＯＲは、回折次数、一般的には１次又は−１次であり、 λは、表面についての設計波長であり、 Ｎ１は、回折面の前側の材料の屈折率であり、 Ｎ２は、回折面の後側の材料の屈折率であり、 Ｃ１，Ｃ２及びＣ３は、非球面位相距程（asphric phase departure） を規定する係数である。 キノフォーム回折面に関する別の情報は、一般的に譲渡された米国特許出願第 ０８／１８１２６３号（１９９４年１月１３出願）名称「INFRARED CONTINUOUS ZOOM TELESCOPE USING DIFFRACTIVE OPTICS」に開示されており、その内容は本 願において参考として記載する。 本発明においては、温度上昇によりレンズ組３２の焦点距離が短くなる。温度 上昇に応じて、赤外線透過部材４０のポリマは膨張して回折パターン４２を変化 させる。変化した回折パターン４２は否透熱性素子３４の焦点距離を長くし、レ ンズ組３２の焦点距離の短縮を相殺する。逆に、温度低下によりレンズ組３２の 焦点距離を長くなる。温度低下に応じて、赤外線透過部材４０のポリマは収縮し て回折パターン４２を変化させる。変化した回折パターン４２は否透熱性素子３ ４の焦点距離を短くし、レンズ組３２の焦点距離の拡大を相殺する。 カラー補正素子３５を否透熱性素子３４と集光レンズ３８との間に配置するこ とがてきる。このカラー補正素子３５は第１の側５０上に形成した回折面４８を 有する。この回折面４８は、軸方向の集束性色収差及びラテラル方向の集束性色 収差を補正することができる。この回折面４８は、ダイアモンド針頭の回転、パ ターンエッチング等により形成したキノフォームとすることができる。 図３は本発明による別の実施例の赤外線レンズ組立体６０の線図である。本例 では、レンズ組立体６０は、物体１４から放出された赤外線放射を赤外線検出器 １８の撮像面１５上に合焦するように光軸６１に沿って配置することができる。 このレンズ組立体６０はレンズ組６２と否透熱性素子６４とで構成することがで きる。レンズ組６２は１個又はそれ以上の屈折性レンズ及びカラー補正素子６５ を含むことができる。屈折性レンズ６８は対物レンズ６６及び補正レンズ６８を 含むことができる。否透熱性素子６４は回折パターン７２を支持する赤外線透過 部材７０を含むことができる。カラー補正素子６５は回折面７４を含むことがで きる。 図３の実施例の場合、レンズ組６２及び否透熱性素子６４は図２に関連して説 明したように形成することができる。カラー補正素子６５の回折面７４は赤外線 透過部材７０の第１の側７６に形成することができる。従って、カラー補正素子 ６５の回折面７４は否透熱性素子６４の回折パターン７２と対向する。 図４は本発明による別の実施例の赤外線レンズ組立体８０の線図である。この 実施例では、レンズ組立体８０を光軸８１に沿って配置し、物体１４から放出さ れた赤外線放射を赤外線検出器１８の撮像面１５上に集束することができる。こ のレンズ組立体８０はレンズ組８２と否透熱性素子８４とで構成することができ る。レンズ組８２は１個又はそれ以上の屈折性レンズ及びカラー補正素子８５を 含むことができる。屈折性レンズは対物レンズ８６及び補正レンズ８８を含むこ とができる。否透熱性素子８４は回折パターン９２を支持する赤外線透過部材９ ０を含むことができる。カラー補正素子８５は回折面９４を含むことができる。 図４の実施例に関して、レンズ組８２及び否透熱性素子８４は図２に関連して 説明したように形成することができる。否透熱性素子８４の回折パターン９２は カラー補正素子８５の回折面９４を含むことができる。従って、回折パターン９ ２は物体１４からの赤外線放射を撮像面１５に集束させると共に軸方向の集束収 差及びラテラル方向の集束収差を補正することもできる。 数個の実施例に基づいて本発明を説明したが、当業者にとって種々の変形や変 更が想到できる。本発明は、添付した請求の範囲内においてこのような変更や変 形を含むものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１個又はそれ以上の屈折性レンズを含み、赤外線放射を受光するように光軸 に沿って配置され、物体からの赤外線放射を撮像面に集束するように構成され ているレンズ組と、 このレンズ組と光学的に連絡するように前記光軸に沿って配置され、回折パ ターンを支持する赤外線透過部材を有する否透熱性素子とを具え、 前記赤外線透過部材が赤外線透過ポリマを含み、 前記回折パターンを、前記レンズ組の焦点距離の温度により導入される変化 を補償するように構成し、前記物体からの赤外線放射の撮像面への集束を維持 するように構成したレンズ組立体。 ２．請求項１に記載のレンズ組立体において、前記否透熱性素子が光軸上に固定 されているレンズ組立体。 ３．前記レンズ組の焦点距離が温度上昇に応じて短くなり、 前記赤外線透過部材が温度上昇に応じて前記回折パターンを変化させるよう に膨張し、 変化した回折パターンが、前記レンズ組の焦点距離の短縮を相殺するように 前記否透熱性素子の焦点距離を長くする請求項１に記載のレンズ組立体。 ４．前記レンズ組の焦点距離が温度低下に応じて長くなり、 前記赤外線透過部材が温度低下に応じて前記回折パターンを変化させるよう に収縮し、 変化した回折パターンが、前記レンズ組の焦点距離の短縮を相殺するように 前記否透熱性素子の焦点距離を短くする請求項１に記載のレンズ組立体。 ５．前記赤外線透過部材の表面に形成した回折パターンを具える請求項１に記載 のレンズ組立体。 ６．前記回折パターンが、前記赤外線透過部材の表面に形成した一連の同心状の リングを有する請求項１に記載のレンズ組立体。 ７．前記回折パターンを前記赤外線透過部材の表面に形成したキノフォームで構 成した請求項１に記載の赤外線レンズ組立体。 ８．さらに、光軸に沿って配置され、前記屈折性レンズ及び否透熱性素子と光学 的に接続されているカラー補正素子を具え、このカラー補正素子が前記屈折性 レンズ及び否透熱性素子の色収差を補正する回折面を有する請求項１に記載の 請求項レンズ組立体。 ９．前記否透熱性素子の回折パターンが前記赤外線透過部材の一方の側の表面に 形成され、前記カラー補正素子の回折面が前記赤外線透過部材の反対側の表面 に形成されている請求項８に記載の請求項レンズ組立体。 10．前記否透熱性素子の回折パターンが前記赤外線透過部材の一方の表面に形成 され、この回折パターンが前記カラー補正素子の回折面を構成する請求項８に 記載のレンズ組立体。 11．光軸に沿って配置され、撮像面を含む赤外線検出器と、 赤外線放射を受光するように前記光軸に沿って配置され、１個又はそれ以上 の屈折性レンズを含み、被写体からの赤外線放射を前記撮像面に集束するレン ズ組と、 前記光軸に沿って配置され前記レンズ組と光学的に連絡し、回折パターンを 支持する赤外線透過部材を有する否透熱性素子とを具え、 前記赤外線透過部材が赤外線透過性ポリマを有し、 前記回折パターンが、前記レンズ組の温度により生ずる焦点距離の変化を補 償し、前記被写体からの赤外線放射の前記撮像面への集束を維持する赤外線撮 像装置。 12．請求項１１に記載の請求項撮像装置において、前記否透熱性素子が光軸に沿 って静止している赤外線撮像装置。 13．前記レンズ組の焦点距離が温度上昇に応じて短くなり、 前記赤外線透過部材が温度上昇に応じて膨張して前記回折パターンを変化さ せ、 変化した回折パターンが、前記否透熱性素子の焦点距離を長くして前記レン ズ組の焦点距離の短縮を相殺する請求項１１に記載の赤外線撮像装置。 14．前記レンズ組の焦点距離が温度低下に応じて短くなり、 前記赤外線透過部材が温度上昇に応じて収縮して前記回折パターンを変化さ せ、 変化した回折パターンが、前記否透熱性素子の焦点距離を短くして前記レン ズ組の焦点距離の拡張を相殺する請求項１１に記載の赤外線撮像装置。 15．前記回折パターンが前記赤外線透過部材の表面に形成されている請求項１１ に記載の赤外線撮像装置。 16．前記回折パターンが、前記赤外線透過部材の表面に形成した一連の同心状の リングを有する請求項１１に記載の請求項撮像装置。 17．前記回折パターンが、前記赤外線透過部材の表面に形成したキノフォームを 有する請求項１１に記載の赤外線撮像装置。 18．前記レンズ組が、前記光軸に沿って配置され、前記屈折性レンズ及び否透熱 性素子と光学的に連絡するカラー補正素子を具え、 前記カラー補正素子が、前記屈折性レンズ及び否透熱性素子の色収差を補正 する回折面を有する請求項１１に記載の赤外線撮像装置。 19．前記否透熱性素子の回折パターンが前記赤外線透過部材の一方の側の表面に 形成され、 前記カラー補正素子の回折面が前記赤外線透過部材の反対側に形成されてい る赤外線撮像装置。 20．赤外線レンズ組立体を断熱するに当たり、 被写体からの赤外線放射を、光軸に沿って配置した１個又はそれ以上の屈折 性レンズを含むレンズ組を透過させる工程と、 前記被写体からの赤外線放射を、前記光軸に沿って配置され前記屈折性レン ズと光学的に連絡する赤外線透過部材を透過させる工程と、 温度変化に応じて前記赤外線透過部材のポリマを調整し、前記レンズ組の温 度により生ずる焦点距離の変化を補償するように前記赤外線透過部材の回折パ ターンを変化させて前記被写体からの赤外線放射の前記撮像面での合焦を維持 する赤外線レンズ組立体の断熱方法。