JP2013195795A - 赤外線用光学系 - Google Patents

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Abstract

【課題】レンズ構成が２枚でありながら、広画角においても収差が良好に補正された赤外線用光学系を提供すること。特に、４０°から１１０°の広画角を得ても、ペッツバール和が大きくならず、像平面を確保できる赤外線用光学系を提供すること。
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズの２枚のレンズから構成され、第1レンズは、像側に凹面を向けた形状であり、第２レンズは、物体側に凸面を向けた形状であり、d：第1レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離、f：全系の焦点距離とするとき、
条件式2.1 ≦ d/ｆ ≦ 11を満たす赤外線用光学系。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線用光学系、さらに詳しくは、赤外線撮像装置等に用いる広角の赤外線用光学系に関する。ここで、赤外線とは、波長が３μｍ〜５μｍの中赤外線、及び波長が８μｍ〜１４μｍの遠赤外線を含む放射である。
従来の赤外線用光学系は、使用されるゲルマニウム（Ge）、カルコゲナイト等の赤外線用レンズ材料が非常に高価であるため、少ないレンズ枚数で構成されることが強く望まれている。
（１）従来の２枚レンズ構成の赤外線用光学系としては、物体側から順に、共に硫化亜鉛（ＺｎＳ）を材料とする第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の２枚のレンズで構成されたものが提案されている。第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状で、かつ凹面側が回折作用を有する非球面形状、第２レンズＬ２は、少なくとも一方の面が非球面形状とされている（例えば、特許文献１参照）。
（２）従来の他の２枚レンズ構成の赤外線用光学系としては、３μｍから１４μｍまでの赤外線から遠赤外線までの波長域で用いられ、物体側より順に、物体側に凸面を向けた凸メニスカスの第１レンズと、物体側に凹面を向けた凸メニスカスの第２レンズの２枚のレンズで構成され、第１レンズと第２レンズの少なくとも一方の両面を回折光学素子面としたことを特徴とする赤外線光学系が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
（３）従来の他の２枚レンズ構成の赤外線用光学系としては、物体側より順に、第１レンズＧ１と第２レンズＧ１とで構成し、第１レンズＧ１は物体側に凸面を向けた正メニスカス形状、第２レンズＧ２は像側に凸面を向けた正メニスカス形状とし、第１レンズＧ１の像側の面または第２レンズＧ２の物体側の面を回折光学面とし、回折光学面以外の１以上の面を非球面とする赤外線用光学系が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
（４）一方、暗視野監視装置等に使用する赤外線用光学系は、広い静止監視領域をもつことが望まれ、画角の広い赤外線用光学系が提案されている。例えば、レンズの構成枚数が少なく、バックフォーカスが大きく、歪曲を含めた諸収差を良好に補正した明るい赤外光学系等を目指したもので、物体側から順に、少なくとも１枚の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１を含む負の屈折力を有する第一レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第二レンズ群Ｇ２とから構成され、所定の条件式を満足する赤外線用光学系である（特許文献４参照）。
特開２００３−２９５０５２号公報 特開２０１０−１１３１９１号公報 特開２０１１−１２８５３８号公報 特開２００２−１９６２３３号公報
（１）特許文献１に開示された赤外線光学系は、２枚構成で画角が１８°である。レンズ構成は、物体側から順に、正レンズ、パワーの弱い正または負レンズという構成であるため、ペッツバール和が大きく、広角化すると像面をフラットに保つことが困難である。また、特許文献１の構成においては、画角が２０°を超える場合、レンズ２枚構成では軸外収差の補正が困難であるから、レンズ３枚構成となっている。
（２）引用文献２に開示された赤外線レンズは、２枚構成で画角が２８°の赤外線用光学系である。しかしそのレンズ構成が、物体側から順に、正レンズ、正レンズという構成であるため、ペッツバール和が大きく、広角化すると像面をフラットに保つことが困難である。
（３）引用文献３に開示された赤外線用結像レンズは、２枚構成で画角が３４°の赤外線用光学系であるが、物体側から順に、正レンズ、正レンズという構成であるため、ペッツバール和が大きく、広角化すると像面をフラットに保つことが困難である。
（４）引用文献４に開示された赤外光学系は、負レンズ先行タイプで画角が６６°である。しかし、構成レンズは、４枚又は５枚が必要であり、高い製造コストに加えレンズ透過やレンズ表面反射による光量損失が大きいという問題がある。
（発明の目的）
本発明は、赤外線用光学系に関する先行技術の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、レンズ構成が２枚でありながら、広画角においても収差が良好に補正された赤外線用光学系を提供することを目的とする。特に、４０°から１１０°の広画角を得ても、ペッツバール和が大きくならず、像平面を確保できる赤外線用光学系を提供することを目的とする。
本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズの２枚のレンズから構成され、
第1レンズは、像側に凹面を向けた形状であり、
第２レンズは、物体側に凸面を向けた形状であり、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする赤外線用光学系。
2.1 ≦ d/ｆ ≦ 11 ・・・・・・・・・・・・（１）
ただし、
d：第1レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離
f：全系の焦点距離
である。
なお、条件式（１）に関し、好ましくは、
2.9≦ d/ｆ ≦ 5.5 ・・・・・・・・・・・・（１’）
である。
本発明の赤外線用光学系によれば、レンズ構成が２枚でありながら、広画角においても収差が良好に補正された赤外線用光学系を構成することができる。特に、４０°から１１０°の広画角を得ても、ペッツバール和が大きくならず、像平面を確保した赤外線用光学系を構成できる。例えば、本発明の赤外線用光学系のペッツバール和は、引用文献２の赤外線用光学系の１／３以下にすることができる。
条件式（１）の下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなり、像面を平面に保つのが難しく、広角化が困難になる。条件式（１）の上限を上回ると、倍率色収差の抑制が困難となる。また、各面における非点収差の発生量が大きくなり、製造誤差に対する光学性能の感度が高く、製造が難しくなる。
条件式（１’）を満たすことにより、広画角においても収差がより良好に補正された赤外線用光学系を構成することができる。特に、４０°から１１０°の広画角を得ても、ペッツバール和をより小さく抑え、より良い像平面を確保した赤外線用光学系を構成できる。
本発明の実施態様及びその効果は以下の通りである。
（実施態様１）
上記本発明の赤外線用光学系において、更に、絞りが、前記第１レンズと第２レンズとの間に配置されていことを特徴とする。
絞りを負の屈折力の第１レンズと正の屈折力の第２レンズとの間に配置することにより、両レンズにおいて軸外光線が低いところを通過するようになり、各レンズ面の軸外光線の非点収差等の発生量を抑えることができるので、少ないレンズ枚数であっても、非点収差を補正することができる。
また、負の屈折力の第１レンズを絞りより物体側に配置することにより、入射瞳を絞りより物体側の位置に形成し、さらに入射瞳の直径を小さくすることにより、赤外線用光学系で重要な課題である周辺光量の不足を大幅の抑えることができる。
一方、絞りを前記第１レンズと第２レンズとの間に配置することは、前記第１レンズと第２レンズの直径を小さくし易い。
（実施態様２）
上記本発明の赤外線用光学系において、更に、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
-2.1 ≦ ｆ1/ｆ2 ≦ -0.80 ・・・・・・・・・（２）
ただし、
f1：第1レンズの焦点距離
f2：第2レンズの焦点距離
条件式（２）の下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなり、像面の平面性を保つことができず、広角化ができない。
条件式（２）の上限を上回ると、ペッツバール和が負の方向に大きくなる。条件式（２）の上限を上回ると、さらに各レンズ面での球面収差、コマ収差の発生量が大きくなり、収差の補正が困難になる。
条件式（２）に関し、好ましくは、
-1.6 ≦ ｆ1/ｆ2 ≦ -0.96 ・・・・・・・・・（２’）
である。
条件式（２’）を満たすことにより、ペッツバール和を小さく抑え、像面の平面性を保ってより広角化が可能となる。さらに、各レンズ面での球面収差、コマ収差の発生量が小さくり、収差の補正が容易になる。
（実施態様３）
上記本発明の赤外線用光学系において、更に、前記第１レンズと第２レンズがゲルマニウムからなることを特徴とする。
全てのレンズを屈折率が高く、色分散特性に優れたガラス材料であるゲルマニウムを使用することにより、カルコゲナイト等他のガラス材料を使用する場合に比較して、球面収差や色収差を抑制し易いという効果を得ることができる。
（実施態様４）
上記本発明の赤外線用光学系において、更に、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする。
0.8 ≦ r2/ｆ ≦ 60 ・・・・・・・・（３）
ただし、
r2：第1レンズの像側の面の曲率半径
f ：全系の焦点距離
条件式（３）の下限を下回る又は上限を上回ると、各レンズ面での球面収差、コマ収差、非点収差の発生量が大きくなり、赤外線用光学系全体の球面収差、コマ収差、非点集載物部の補正が困難になる。
条件式（３）に関し、好ましくは、
3.1 ≦ r2/ｆ ≦ 7.1 ・・・・・・・・（３’）
である。
条件式（３’）を満たすことにより、各レンズ面での球面収差、コマ収差の発生量が小さくり、収差の補正が容易になる。
本発明の第１実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第１実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μm、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第２実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第２実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第３実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第３実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第４実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第４実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第５実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第５実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第６実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第６実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第７実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第７実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。 本発明の第８実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第８実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第９実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第９実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第１０実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第１０実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第９実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第９実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。 本発明の第９実施形態の赤外線用光学系の光学断面図である。 本発明の第１０実施形態の赤外線用光学系の収差図であり、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図（ａ）において、８，１０，１４はそれぞれ波長８μｍ、１０μｍ、１４μｍの球面収差を示す。非点収差図（ｂ）において、Ｓは波長１０μｍのサジタル方向の非点収差を示し、Ｍは波長１０μｍのメリジオナル方向の非点収差を示す。
以下に、本発明の赤外線レンズの実施形態のレンズデータ等を示す。波長は、１０μｍである。
（第１実施形態）
焦点距離: f = 10.3mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 70°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 337.1818 2.17 Ge 4.0044
*2 54.0041 20.41 1.0000
(絞り)3 INF 14.59 1.0000
*4 60.7849 4.27 Ge 4.0044
*5 -526.8440 24.71 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 4.06482E-005 8.21676E-009 -8.37004E-010 -3.62747E-012
2 13.2725 0.00000E+000 4.61480E-005 9.19327E-008 -3.66826E-010 -1.60024E-011
4 0.4302 0.00000E+000 -7.08006E-007 -1.19004E-009 -4.24844E-012 8.30175E-014
5 1.0000 0.00000E+000 1.79662E-006 -3.50169E-009 1.75841E-012 8.44718E-014
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 3.41
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.18
条件式（３） r2/ｆ ＝ 5.27
（第２実施形態）
焦点距離: f =11.5mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 60°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 -2010.8899 2.34 Ge 4.0044
*2 75.3424 21.46 1.0000
(絞り)3 INF 14.38 1.0000
*4 70.4046 4.90 Ge 4.0044
*5 -323.1153 26.40 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 7.17980E-005 -2.99560E-007 8.89654E-010 -4.74321E-012
2 1.0000 0.00000E+000 8.60264E-005 -1.86590E-007 6.75849E-010 -9.03629E-012
4 0.9309 0.00000E+000 -6.58696E-007 -8.42890E-010 -1.26210E-011 6.24055E-014
5 1.0000 0.00000E+000 1.64741E-006 -2.93559E-009 -7.59822E-012 6.17267E-014
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 3.12
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.24
条件式（３） r2/ｆ ＝ 6.55
（第３実施形態）
焦点距離: f = 7.6mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 110°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 47.9663 1.34 Ge 4.0044
*2 30.6174 38.31 1.0000
(絞り)3 INF 37.88 1.0000
*4 36.0899 4.35 Ge 4.0044
*5 75.6184 23.46 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 1.87737E-005 1.66360E-008 -1.02334E-010 -2.69329E-014
2 1.0000 0.00000E+000 2.51546E-005 3.54785E-008 9.94135E-011 -7.24854E-013
4 1.0000 0.00000E+000 -1.75435E-006 4.38951E-009 -6.35292E-012 -3.30332E-015
5 1.0000 0.00000E+000 -3.34829E-007 8.03368E-009 -1.75290E-011 8.75427E-015
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 10.00
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.41
条件式（３） r2/ｆ ＝ 4.02
（第４実施形態）
焦点距離: f =16.7mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 40°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 1486.3642 2.00 Ge 4.0044
*2 117.5351 36.79 1.0000
(絞り)3 INF 0.80 1.0000
*4 71.6121 4.88 Ge 4.0044
*5 -1195.4868 28.98 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 1.01116E-005 -1.70005E-008 -1.54714E-010 1.34054E-013
2 1.0000 0.00000E+000 1.49933E-005 -8.97612E-009 -1.71167E-010 8.15588E-014
4 -0.1005 0.00000E+000 -2.78230E-007 9.24795E-011 -3.06952E-012 9.17633E-015
5 1.0000 0.00000E+000 6.47781E-007 -4.85740E-010 -1.90099E-012 8.73265E-015
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 2.26
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.89
条件式（３） r2/ｆ ＝ 7.06
（第５実施形態）
焦点距離: f = 8.2mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 90°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 -2298.4854 1.47 Ge 4.0044
*2 44.2970 18.38 1.0000
(絞り)3 INF 11.71 1.0000
*4 70.8007 4.92 Ge 4.0044
*5 -149.3585 23.38 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 2.08127E-004 -1.34785E-006 1.21830E-009 -1.18628E-012
2 1.0000 0.00000E+000 2.42061E-004 -4.53259E-007 -8.59963E-009 1.33456E-011
4 1.0000 0.00000E+000 1.61987E-006 -4.60274E-008 2.18211E-010 -2.97119E-013
5 1.0000 0.00000E+000 6.01072E-006 -5.48252E-008 2.58804E-010 -3.69564E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 3.67
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-0.89
条件式（３） r2/ｆ ＝ 5.41
（第６実施形態）
焦点距離: f =10.4mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 70°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 12.6540 1.96 Ge 4.0044
*2 9.4345 8.02 1.0000
(絞り)3 INF 22.26 1.0000
*4 54.7505 5.94 Ge 4.0044
*5 -335.1926 20.53 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 -1.77800E-004 -1.35986E-006 1.74560E-008 -8.29206E-011
2 1.0000 0.00000E+000 -3.07086E-004 -3.27064E-006 5.83959E-008 -5.41319E-010
4 1.0000 0.00000E+000 -1.62690E-006 2.24846E-009 8.17462E-014 -4.67630E-015
5 1.0000 0.00000E+000 2.47744E-006 1.30831E-009 -1.37111E-012 -3.51700E-015
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 2.92
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.44
条件式（３） r2/ｆ ＝ 0.91
（第７実施形態）
焦点距離: f =16.6mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 40°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 Nd
*1 -150.3697 1.99 Ge 4.0044
*2 831.6981 36.68 1.0000
(絞り)3 INF 0.79 1.0000
*4 73.2206 4.87 Ge 4.0044
*5 -920.8177 28.90 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.29
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 2.97092E-005 -6.59391E-008 -1.64006E-010 5.60486E-013
2 1.0000 0.00000E+000 3.38288E-005 -4.59588E-008 -2.39486E-010 6.68353E-013
4 -0.1005 0.00000E+000 -2.69826E-007 -6.94847E-010 6.82272E-013 2.25602E-015
5 1.0000 0.00000E+000 6.54883E-007 -1.27891E-009 2.05145E-012 1.14771E-015
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 2.25
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.87
条件式（３） r2/ｆ ＝ 50.00
（第８実施形態）
焦点距離: f = 8.4mm
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 90°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 162.4908 1.11 Ge 4.0044
*2 43.4520 22.47 1.0000
(絞り)3 INF 11.18 1.0000
*4 46.2384 5.23 Ge 4.0044
*5 1416.8967 19.97 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 1.76405E-004 -1.01441E-006 3.24594E-009 -1.84502E-011
2 1.0000 0.00000E+000 2.02364E-004 -6.18613E-007 1.99954E-009 -3.86993E-011
4 1.0000 0.00000E+000 5.31536E-007 -2.71215E-008 1.80955E-010 -1.91888E-013
5 1.0000 0.00000E+000 5.56952E-006 -4.34697E-008 3.06620E-010 -4.54106E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 4.00
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.25
条件式（３） r2/ｆ ＝ 5.17
（第９実施形態）
焦点距離: f = 8.1mm(λ=10μm)
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 96°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 52.0447 1.06 Ge 4.0044
*2 29.2108 29.74 1.0000
(絞り)3 INF 14.43 1.0000
*4 40.7591 4.65 Ge 4.0044
*5 171.1160 20.74 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 5.78551E-005 -8.53576E-008 -5.01290E-011 -3.67753E-012
2 1.0000 0.00000E+000 7.36817E-005 -5.20797E-009 1.33021E-009 -1.63103E-011
4 1.0000 0.00000E+000 -8.51070E-007 -2.13180E-008 1.06362E-010 -2.92503E-013
5 1.0000 0.00000E+000 2.69204E-006 -3.26778E-008 1.79624E-010 -4.83725E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 5.44
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.32
条件式（３） r2/ｆ ＝ 3.60
（第１０実施形態）
焦点距離: f = 8.1mm(λ=10μm)
FNo. = 1.0
画角（2ω） = 90°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 138.4200 1.46 Ge 4.0044
*2 33.9541 18.17 1.0000
(絞り)3 INF 11.58 1.0000
*4 64.8832 4.86 Ge 4.0044
*5 -164.2972 22.02 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 1.88517E-004 -8.44557E-007 -6.67904E-010 -1.03254E-011
2 1.0000 0.00000E+000 2.27891E-004 1.18665E-008 -4.43672E-009 -6.61074E-011
4 1.0000 0.00000E+000 1.23922E-006 -4.02577E-008 2.54964E-010 -2.80349E-013
5 1.0000 0.00000E+000 6.26082E-006 -5.31975E-008 3.29460E-010 -4.08537E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 3.67
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-0.96
条件式（３） r2/ｆ ＝ 4.19
（第１１実施形態）
焦点距離: f =10.2mm(λ=10μm)
FNo. = 1.0
画角（2ω） =70°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 16.5671 1.92 Ge 4.0044
*2 12.5558 16.15 1.0000
(絞り)3 INF 21.08 1.0000
*4 47.7710 5.82 Ge 4.0044
*5 723.4824 20.50 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 -4.22239E-005 -9.59012E-007 1.17684E-008 -5.05490E-011
2 1.0000 0.00000E+000 -5.74346E-005 -2.04963E-006 3.12237E-008 -1.78038E-010
4 1.0000 0.00000E+000 -2.42970E-006 1.35178E-008 -6.69483E-011 7.17135E-014
5 1.0000 0.00000E+000 7.54192E-007 1.76076E-008 -1.05060E-010 1.46793E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 3.66
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.59
条件式（３） r2/ｆ ＝ 1.23
（第１２実施形態）
焦点距離: f = 8.5mm(λ=10μm)
FNo. = 1.0
画角（2ω） =90°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 44.8927 1.11 Ge 4.0044
*2 26.2305 26.66 1.0000
(絞り)3 INF 17.88 1.0000
*4 45.3080 4.83 Ge 4.0044
*5 236.8980 22.63 1.0000
6 INF 1.00 Ge 4.0044
7 INF 1.00 1.0000
非球面係数
面 ε A B C D E
1 1.0000 0.00000E+000 1.28452E-005 1.47431E-007 -9.86571E-010 -1.94212E-012
2 1.0000 0.00000E+000 2.37849E-005 2.20580E-007 -7.87749E-011 -1.18649E-011
4 1.0000 0.00000E+000 -1.50872E-006 -5.19557E-009 2.93309E-011 -1.04649E-013
5 1.0000 0.00000E+000 1.28141E-006 -8.12332E-009 4.31903E-011 -1.43361E-013
条件式に係る値
条件式（１） d/ｆ ＝ 5.26
条件式（２） ｆ1/ｆ2＝-1.20
条件式（３） r2/ｆ ＝ 3.10
STOP 絞り
IMG 結像
L１ 第１レンズ
L２ 第２レンズ

Claims (5)

  1. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズの２枚のレンズから構成され、
    第1レンズは、像側に凹面を向けた形状であり、
    第２レンズは、物体側に凸面を向けた形状であり、
    以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする赤外線用光学系。
    2.1 ≦ d/ｆ ≦ 11 ・・・・・・・・・・・・（１）
    ただし、
    d：第1レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離
    f：全系の焦点距離
  2. 更に、絞りが、前記第１レンズと第２レンズとの間に配置されていことを特徴とする請求項１に記載の赤外線用光学系。
  3. 更に、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線用光学系。
    -2.1 ≦ ｆ1/ｆ2 ≦ -0.80 ・・・・・・・・・（２）
    ただし、
    f1：第1レンズの焦点距離
    f2：第2レンズの焦点距離
  4. 更に、前記第1レンズと第２レンズがゲルマニウムからなることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の赤外線用光学系。
  5. 更に、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の赤外線用光学系。
    0.8 ≦ r2/ｆ ≦ 60 ・・・・・・・・（３）
    ただし、
    r2：第1レンズの像側の面の曲率半径
    f ：全系の焦点距離
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