JP2011158550A - 赤外光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来から、ゲルマニウム、シリコン、セレン化亜鉛からなるレンズと樹脂材料からなるレンズを用い、樹脂材料のフレネル化、非球面化により収差を補正し所望の光学性能を有する光学構成が提案されている。しかし、従来の樹脂材料は一般に赤外線吸収が大きい。そのため、樹脂材料からなるレンズは、収差補正を主目的とした薄肉であり屈折作用を持たせた厚肉レンズとしての構成が困難であるという問題があった。
【解決手段】被写体側から順に第1レンズ2、第2レンズ3が配置された赤外光学系1において、前記第1レンズ2は高耐湿または低透湿レンズ材料からなり、
第2レンズ3は低耐湿または高透湿レンズ材料からなる赤外光学系。
【選択図】図1
【解決手段】被写体側から順に第1レンズ2、第2レンズ3が配置された赤外光学系1において、前記第1レンズ2は高耐湿または低透湿レンズ材料からなり、
第2レンズ3は低耐湿または高透湿レンズ材料からなる赤外光学系。
【選択図】図1
Description
本発明は、赤外線カメラに用いて被写体の像を結ぶ赤外光学系に関するものである。
従来から、ゲルマニウム、シリコン、セレン化亜鉛からなるレンズと樹脂材料からなるレンズを用い、樹脂材料のフレネル化、非球面化により収差を補正し所望の光学性能を有する光学構成が提案されている(特許文献1、2参照)
また、樹脂材料の温度による屈折率変化を抑制するために樹脂材料中に無機材料微粒子を分散させた構成が提案されている(特許文献3、4、5、6参照)。
また、樹脂材料の温度による屈折率変化を抑制するために樹脂材料中に無機材料微粒子を分散させた構成が提案されている(特許文献3、4、5、6参照)。
ところで上記特許文献1、2に開示された樹脂材料は一般に赤外線吸収が大きい。そのため樹脂材料からなるレンズは、収差補正を主目的とした薄肉であり屈折作用を持たせた厚肉レンズとしての構成が困難であるという問題があった。
また上記特許文献3、4、5、6では、樹脂材料の温度による屈折率変化を抑制するために樹脂材料中に無機材料微粒子を分散させた構成としている。しかし、特許文献3、6は可視波長域光学系、特許文献4、5は光ディスク用対物光学系であり、赤外光学系に適応したものでないという問題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は樹脂材料中に無機材料微粒子を分散させた材料からなるレンズを用い収差補正が容易に行え、耐環境性にも優れた赤外光学系を提供することにある。
本発明の赤外光学系は、被写体側から順に第1レンズ、第2レンズが配置された光学系において、前記第1レンズは高耐湿、あるいは低透湿レンズ材料からなり、第2レンズは低耐湿、あるいは高透湿レンズ材料からなる光学系。
樹脂材料中に無機材料微粒子を分散させた易成形性材料で非球面レンズ成形を可能とし、収差補正が容易に行え、耐環境性にも優れた光学系を提供することができる。また、
被写体側の第1レンズと鏡筒で保護された第2レンズは所望の波長に透過率特性が良好で、かつ安価な潮解性、水溶性無機材料微粒子を選択することが出来る。
被写体側の第1レンズと鏡筒で保護された第2レンズは所望の波長に透過率特性が良好で、かつ安価な潮解性、水溶性無機材料微粒子を選択することが出来る。
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る赤外光学系1の概略断面図である。
図1は、本実施の形態1に係る赤外光学系1の概略断面図である。
赤外光学系1は、第1レンズ2と、第2レンズ3と、を備える。この赤外光学系1が鏡筒4内に保持されている。鏡筒4の第2レンズ3側には、撮像素子5を備えた撮像部6が接合されている。
本実施形態において、第1レンズ2は、高耐湿、かつ低透湿レンズ材料のゲルマニウムで形成されている。第2レンズ3は、高透湿材料であるフッ素系樹脂材料中に非潮解性、あるいは非水溶性のMgF2からなる無機材料微粒子を分散した高耐湿材料で形成されている。無機材料MgF2からなる微粒子は赤外線透過率が良好で、フッ素樹脂材料中に分散させることで赤外線透過率が向上し、第2レンズ3の厚肉化が可能となっている。
鏡筒4の内部に第1レンズ2と第2レンズ3が配置され、少なくとも第1レンズの外周部分が鏡筒4とシーリング部材(図示なし)により気密性を得ながら保持されている。第1レンズ2および第2レンズ3は、被写体側から見て、第1レンズ2、第2レンズ3、の順に構成されている。
また、撮像素子5を有する気密構造の撮像部6が鏡筒4に気密接合されている。第2レンズ3は、易成形材料であるため非球面化が可能であり、屈折力保有と収差補正が容易に行える。また、外部から水分の侵入が無く、また、外気に触れる第1レンズ2は高耐湿性を有するので、ので耐環境性に優れている。
なお、無機材料微粒子のMgF2の代わりにBaF2を用いても良い。さらにフッ素系樹脂材料の代わりにポリエチレン樹脂を用いても良い。
(実施の形態2)
図2は、本実施の形態2に係る赤外光学系11の概略断面図である。第1レンズ7はポリエチレン樹脂材料中に非潮解性、非水溶性のBaF2からなる無機材料微粒子を分散した高耐湿材料で形成されている。無機材料BaF2からなる微粒子は赤外線透過率が良好で、ポリエチレン樹脂材料中に分散させることで第1レンズを構成するレンズ材料としての赤外線透過率が向上し厚肉化が可能となっている。第2レンズ8は低耐湿レンズ材料であるNaClで形成されている。
図2は、本実施の形態2に係る赤外光学系11の概略断面図である。第1レンズ7はポリエチレン樹脂材料中に非潮解性、非水溶性のBaF2からなる無機材料微粒子を分散した高耐湿材料で形成されている。無機材料BaF2からなる微粒子は赤外線透過率が良好で、ポリエチレン樹脂材料中に分散させることで第1レンズを構成するレンズ材料としての赤外線透過率が向上し厚肉化が可能となっている。第2レンズ8は低耐湿レンズ材料であるNaClで形成されている。
鏡筒4の内部に第1レンズ7と第2レンズ8が配置され、少なくとも第1レンズ7の外周が鏡筒4とシーリング部材(図示なし)により気密性を得ながら保持されている。
第1レンズ7および第2レンズ8は、被写体側から見て、第1レンズ7、第2レンズ8、の順に構成されている。
第1レンズ7および第2レンズ8は、被写体側から見て、第1レンズ7、第2レンズ8、の順に構成されている。
また、撮像素子5を有する気密構造の撮像部6が鏡筒4に気密接合されている。第1レンズ7は易成形材料であるため非球面化が可能であり、屈折力保有と収差補正が容易に行える。また、外部からのわずかな水分の侵入は鏡筒内面に乾燥剤9を配置することで耐環境性を長期に保持することができる。なお、無機材料微粒子のBaF2の代わりにMgF2を用いても良い。さらにポリエチレン樹脂の代わりにフッ素系樹脂を用いても良い。
(実施の形態3)
図3は、本実施の形態3に係る赤外光学系21の概略断面図である。第1レンズ12は低透湿レンズ材料シリコンで形成されている。第2レンズ13はポリエチレン樹脂中に潮解性を有し、水溶性のNaClからなる無機材料微粒子を分散した高透湿材料で形成されている。
図3は、本実施の形態3に係る赤外光学系21の概略断面図である。第1レンズ12は低透湿レンズ材料シリコンで形成されている。第2レンズ13はポリエチレン樹脂中に潮解性を有し、水溶性のNaClからなる無機材料微粒子を分散した高透湿材料で形成されている。
本来は低透湿であるポリエチレン樹脂であるが、NaCl微粒子との境界に存在する微小空間等を水蒸気が通過し透湿性を保有する。無機材料NaClからなる微粒子は赤外線透過率が良好で、ポリエチレン樹脂材料中に分散させることで第2レンズ13を構成するレンズ材料としての赤外線透過率が向上し厚肉化が可能となっている。
鏡筒4の内部に第1レンズ12と第2レンズ13が配置され、少なくとも第1レンズ13の外周が鏡筒4とシーリング部材(図示なし)により気密性を得ながら保持されている。
また、撮像素子5を有する気密構造の撮像部6が鏡筒4に気密接合されている。第2レンズ13は易成形材料であるため非球面化が可能であり、屈折力保有と収差補正が容易に行える。また、外部からのわずかな水分の侵入は鏡筒内面に乾燥剤9を配置することで耐環境性を長期に保持することができる。なお、無機材料微粒子のNaClの代わりにKBrを用いても良い。さらにポリエチレン樹脂の代わりにフッ素系樹脂を用いても良い。
なお、より低収差を実現するためにレンズ構成枚数を3枚以上にする場合でも、被写体側の第1レンズを第2レンズ以降の材料より高耐湿、低透湿材料とすることで本発明の目的とするところは実現できる。また、撮像部や撮像部と鏡筒間が気密接合でないときは第1レンズと最撮像部側のレンズを高耐湿、低透湿材料から構成すると良い。
1、11、21 赤外光学系
2、7、12 第1レンズ
3、8、13 第2レンズ
4 鏡筒
5 撮像素子
6 撮像部
9 乾燥剤
2、7、12 第1レンズ
3、8、13 第2レンズ
4 鏡筒
5 撮像素子
6 撮像部
9 乾燥剤
Claims (8)
- 被写体側から順に第1レンズ、第2レンズが配置された赤外光学系において、前記第1レンズは高耐湿または低透湿レンズ材料からなり、
第2レンズは低耐湿または高透湿レンズ材料からなる赤外光学系。 - 前記高耐湿または低透湿レンズ材料が、ゲルマニウムまたはシリコンのいずれか一方であるであることを特徴とする請求項1に記載の赤外光学系。
- 前記高耐湿レンズ材料は、樹脂材料中に非潮解性あるいは非水溶性の無機材料微粒子を分散された材料であることを特徴とする請求項1に記載の赤外光学系。
- 前記非潮解性または非水溶性の無機材料微粒子が、MgF2またはBaF2のいずれか一方であることを特徴とする請求項3に記載の赤外光学系。
- 前記低耐湿レンズ材料が、NaClまたはKBrのいずれか一方であることを特徴とする請求項1に記載の赤外光学系。
- 前記高透湿レンズ材料は、樹脂材料中に潮解性または水溶性の無機材料微粒子が分散された材料であることを特徴とする請求項1に記載の赤外光学系。
- 前記潮解性または水溶性の無機材料微粒子が、NaClまたはKBrのいずれか一方であることを特徴とする請求項6に記載の赤外光学系。
- 前記樹脂材料がフッ素系樹脂、あるいはポリエチレン樹脂である請求項3から6に記載の赤外光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010018149A JP2011158550A (ja) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | 赤外光学系 |
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Cited By (2)
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CN103312954A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 四川优美信息技术有限公司 | 红外防水网络摄像机 |
WO2014038541A1 (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | ナルックス株式会社 | 赤外線用撮像光学系 |
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2010
- 2010-01-29 JP JP2010018149A patent/JP2011158550A/ja active Pending
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JP5584870B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2014-09-10 | ナルックス株式会社 | 赤外線用撮像光学系 |
CN104603664A (zh) * | 2012-09-05 | 2015-05-06 | 纳卢克斯株式会社 | 红外线用摄像光学系统 |
US9618660B2 (en) | 2012-09-05 | 2017-04-11 | Nalux Co., Ltd. | Infrared imaging system |
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