JP3204718U - 赤外線カメラ用レンズモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】結像性能が高い赤外線カメラ用レンズモジュールを提供する。【解決手段】赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、少なくとも１つの硫化亜鉛製レンズを備える光学系１１と、光学系１１の光軸に沿う中心軸を有する鏡筒１２とを備える。光学系１１は、結像範囲が３ｍｍ以上１６ｍｍ以下であり、水平画角が２０度以上４０度以下であり、Ｆ値が０．８以上１．３以下であり、かつＭＴＦ回析限界値に対する中心軸上のＭＴＦ設計値が０．５よりも大きくなる形状構造を有し、ＭＴＦ回析限界値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの回析限界ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値であり、中心軸上のＭＴＦ設計値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値である。【選択図】図１
Description
本考案は、赤外線カメラ用レンズモジュールに関する。
赤外線カメラ用レンズモジュールとして、特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の赤外線カメラ用レンズモジュールは、画素ピッチが２５μｍのイメージセンサーに用いられている。
特許文献１に記載の赤外線カメラ用レンズモジュールは、画素ピッチが２５μｍのイメージセンサーに用いられている。
ところで、近年、技術革新によりイメージセンサーにおける画素の狭ピッチ化が進んでいる。画素ピッチが狭くなるとイメージセンサーが小さくなるが、そのような小さなイメージセンサーに従来の赤外線カメラ用レンズモジュールを用いると結像性能（例えば、ＭＴＦ特性）が低下する。本考案は、このような課題を解決する。
（１）上記課題を解決する赤外線カメラ用レンズモジュールは、少なくとも１つの硫化亜鉛製レンズを備える光学系と、前記光学系の光軸を中心軸とする鏡筒とを備え、前記光学系は、結像範囲が３ｍｍ以上１６ｍｍ以下であり、水平画角が２０度以上４０度以下であり、Ｆ値が０．８以上１．３以下であり、かつＭＴＦ回析限界値に対する前記中心軸上のＭＴＦ設計値が０．５よりも大きくなる形状構造を有し、前記ＭＴＦ回析限界値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの回析限界ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値であり、前記中心軸上のＭＴＦ設計値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの前記中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値である。
上記赤外線カメラ用レンズモジュールは従来の赤外線カメラ用レンズモジュールに比べて結像性能が高い。
［本願考案の実施形態の説明］
最初に本願考案の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本願考案に係る赤外線カメラ用レンズモジュールは、少なくとも１つの硫化亜鉛製レンズを備える光学系と、前記光学系の光軸を中心軸とする鏡筒とを備え、前記光学系は、結像範囲が３ｍｍ以上１６ｍｍ以下であり、水平画角が２０度以上４０度以下であり、Ｆ値が０．８以上１．３以下であり、かつＭＴＦ回析限界値に対する前記中心軸上のＭＴＦ設計値が０．５よりも大きくなる形状構造を有し、前記ＭＴＦ回析限界値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの回析限界ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値であり、前記中心軸上のＭＴＦ設計値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの前記中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値である。この構成によれば、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーに赤外線カメラ用レンズモジュールが用いられると、従来の赤外線カメラ用レンズモジュールに比べて、結像性能が高くなる。
最初に本願考案の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本願考案に係る赤外線カメラ用レンズモジュールは、少なくとも１つの硫化亜鉛製レンズを備える光学系と、前記光学系の光軸を中心軸とする鏡筒とを備え、前記光学系は、結像範囲が３ｍｍ以上１６ｍｍ以下であり、水平画角が２０度以上４０度以下であり、Ｆ値が０．８以上１．３以下であり、かつＭＴＦ回析限界値に対する前記中心軸上のＭＴＦ設計値が０．５よりも大きくなる形状構造を有し、前記ＭＴＦ回析限界値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの回析限界ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値であり、前記中心軸上のＭＴＦ設計値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの前記中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値である。この構成によれば、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーに赤外線カメラ用レンズモジュールが用いられると、従来の赤外線カメラ用レンズモジュールに比べて、結像性能が高くなる。
上記構成の赤外線カメラ用レンズモジュールと、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとを備える赤外線カメラは、画素ピッチが同じかつサイズが等しいイメージセンサーと従来の赤外線カメラ用レンズモジュールとを備える赤外線カメラと比べて、結像性能が高くなる。
［本願考案の実施形態の詳細］
図１に示すように、赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、少なくとも１つのレンズを有する光学系１１と、光学系１１を支持する鏡筒１２とを備える。鏡筒１２は、光学系１１の光軸に沿う中心軸Ｃを有し光学系１１を支持する。図２に示されるように、赤外線カメラ１は、赤外線カメラ用レンズモジュール１０と、イメージセンサー２と、これらを収容するケース３とを備える。イメージセンサー２の画素ピッチは８μｍ以上２０μｍ以下である。
図１に示すように、赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、少なくとも１つのレンズを有する光学系１１と、光学系１１を支持する鏡筒１２とを備える。鏡筒１２は、光学系１１の光軸に沿う中心軸Ｃを有し光学系１１を支持する。図２に示されるように、赤外線カメラ１は、赤外線カメラ用レンズモジュール１０と、イメージセンサー２と、これらを収容するケース３とを備える。イメージセンサー２の画素ピッチは８μｍ以上２０μｍ以下である。
赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサー２に好適に組み合わされるものとして構成される。
光学系１１は、例えば、１または２つのレンズにより構成される。図１では、２つのレンズ１１１，１１２を有する赤外線カメラ用レンズモジュール１０が示されている。光学系１１には、必要に応じてレンズ保護用のフィルタが設けられる。レンズ１１１，１１２は、硫化亜鉛により構成される。硫化亜鉛は、遠赤外線に対して高い屈折率及び透過率を有し、遠赤外線用レンズの材料として用いられているゲルマニウムに比べて成型が容易なため量産性に優れているからである。硫化亜鉛製のレンズは、例えば、硫化亜鉛粉末を金型で熱間圧縮成形することにより形成される。
光学系１１は、例えば、１または２つのレンズにより構成される。図１では、２つのレンズ１１１，１１２を有する赤外線カメラ用レンズモジュール１０が示されている。光学系１１には、必要に応じてレンズ保護用のフィルタが設けられる。レンズ１１１，１１２は、硫化亜鉛により構成される。硫化亜鉛は、遠赤外線に対して高い屈折率及び透過率を有し、遠赤外線用レンズの材料として用いられているゲルマニウムに比べて成型が容易なため量産性に優れているからである。硫化亜鉛製のレンズは、例えば、硫化亜鉛粉末を金型で熱間圧縮成形することにより形成される。
光学系１１の形状構造は、次のように決定される。
光学系１１の結像範囲は、３ｍｍ以上１６ｍｍ以下に設定される。ここで結像範囲とは、光学系１１の像が形成される位置における有効結像範囲の直径（イメージサークルサイズ）を示す。光学系１１の焦点距離は、例えば７ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定される。光学系１１の水平画角は、２０度以上４０度以下に設定される。光学系１１のＦ値は０．８以上１．３以下に設定される。さらに、光学系１１のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）曲線に基づいて次のように定義される比率Ｒが０．５よりも大きくなるように設定される。比率Ｒは、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサー２との組み合わせて得られる回析限界ＭＴＦ曲線におけるナイキスト周波数での値に対する、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサー２との組み合わせて得られる中心軸上の設計ＭＴＦ曲線におけるナイキスト周波数での値の比として定義される。図３に示されるＭＴＦ曲線を用いて比率Ｒについて説明すると、比率Ｒは、図３に示される中心軸上のＭＴＦ設計値Ｍ（１）／ＭＴＦ回析限界値Ｍ（０）として定義される。ＭＴＦ回析限界値Ｍ（０）は、所定の画素ピッチのイメージセンサーに使用される理想的光学系で理論的に得られる回析限界ＭＴＦ曲線上におけるナイキスト周波数での値を示す。中心軸上のＭＴＦ設計値Ｍ（１）は、所定の画素ピッチのイメージセンサーに使用される設計上の光学系でシミュレーションによって得られる中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上におけるナイキスト周波数での値を示す。ナイキスト周波数は、イメージセンサーの画素ピッチをｄとすると、１／（２ｄ）と定義される。比率Ｒを０．５よりも大きくする理由は、比率Ｒが０．５以下であると、結像性能が低くなり、赤外線カメラ１の解像度が低くなるからである。
光学系１１の結像範囲は、３ｍｍ以上１６ｍｍ以下に設定される。ここで結像範囲とは、光学系１１の像が形成される位置における有効結像範囲の直径（イメージサークルサイズ）を示す。光学系１１の焦点距離は、例えば７ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定される。光学系１１の水平画角は、２０度以上４０度以下に設定される。光学系１１のＦ値は０．８以上１．３以下に設定される。さらに、光学系１１のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）曲線に基づいて次のように定義される比率Ｒが０．５よりも大きくなるように設定される。比率Ｒは、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサー２との組み合わせて得られる回析限界ＭＴＦ曲線におけるナイキスト周波数での値に対する、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサー２との組み合わせて得られる中心軸上の設計ＭＴＦ曲線におけるナイキスト周波数での値の比として定義される。図３に示されるＭＴＦ曲線を用いて比率Ｒについて説明すると、比率Ｒは、図３に示される中心軸上のＭＴＦ設計値Ｍ（１）／ＭＴＦ回析限界値Ｍ（０）として定義される。ＭＴＦ回析限界値Ｍ（０）は、所定の画素ピッチのイメージセンサーに使用される理想的光学系で理論的に得られる回析限界ＭＴＦ曲線上におけるナイキスト周波数での値を示す。中心軸上のＭＴＦ設計値Ｍ（１）は、所定の画素ピッチのイメージセンサーに使用される設計上の光学系でシミュレーションによって得られる中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上におけるナイキスト周波数での値を示す。ナイキスト周波数は、イメージセンサーの画素ピッチをｄとすると、１／（２ｄ）と定義される。比率Ｒを０．５よりも大きくする理由は、比率Ｒが０．５以下であると、結像性能が低くなり、赤外線カメラ１の解像度が低くなるからである。
表１に、赤外線カメラ用レンズモジュール１０の幾つかの構成例を示す。
表１に示される「Ｃ１」は従来の赤外線カメラ用レンズモジュール１０の構成例である。従来の赤外線カメラ用レンズモジュール１０として、表１に示されるように、画素ピッチが２５μｍであるイメージセンサーとの組み合わせの例が示されている。表１に示されるように、「Ｃ１」の構成例の比率Ｒは０．５よりも大きい。
表１に示される「Ｃ１」は従来の赤外線カメラ用レンズモジュール１０の構成例である。従来の赤外線カメラ用レンズモジュール１０として、表１に示されるように、画素ピッチが２５μｍであるイメージセンサーとの組み合わせの例が示されている。表１に示されるように、「Ｃ１」の構成例の比率Ｒは０．５よりも大きい。
表１に示される「Ｓ１〜Ｓ１４」は実施例である。実施例として、画素ピッチが１０μｍ以上１７μｍ以下であるイメージセンサー２との組み合わせの例が示されている。
表１におけるＭＴＦとは、上述の比率Ｒが０．５よりも大きいか否かを示す欄である。ＭＴＦの欄において「ＯＫ」は、比率Ｒが０．５よりも大きいことを示す。表１に示されるように、「Ｓ１」〜「Ｓ１４」の全ての構成例において比率Ｒが０．５よりも大きい。
表１におけるＭＴＦとは、上述の比率Ｒが０．５よりも大きいか否かを示す欄である。ＭＴＦの欄において「ＯＫ」は、比率Ｒが０．５よりも大きいことを示す。表１に示されるように、「Ｓ１」〜「Ｓ１４」の全ての構成例において比率Ｒが０．５よりも大きい。
以上のように、これらの実施例に係る赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、狭い画素ピッチのイメージセンサーに好適に組み合わされ得る。従来の赤外線カメラ用レンズモジュールが狭い画素ピッチのイメージセンサーに組み合わされると、結像性能が低下するが、実施例に係る赤外線カメラ用レンズモジュール１０は、狭い画素ピッチのイメージセンサー用のものとして種々のパラメータが設定されているため、結像性能が維持される。また、赤外線カメラ用レンズモジュール１０の結像性能は、従来の赤外線カメラ用レンズモジュールの結像性能と比べても遜色がない。したがって、本実施形態の赤外線カメラ用レンズモジュール１０によれば、従来よりも小型のイメージセンサー（画素ピッチが小さいもの）を用いることが可能であり、かつその結像性能の低下が抑制されている。このため、小型のイメージセンサーと本実施形態に係る赤外線カメラ用レンズモジュール１０とを組み合わせた赤外線カメラ１は、小型でありかつ従来と遜色のない結像性能を有する。
１…赤外線カメラ
２…イメージセンサー
３…ケース
１０…赤外線カメラ用レンズモジュール
１１…光学系
１２…鏡筒
１１１，１１２…レンズ
２…イメージセンサー
３…ケース
１０…赤外線カメラ用レンズモジュール
１１…光学系
１２…鏡筒
１１１，１１２…レンズ
Claims (1)
- 少なくとも１つの硫化亜鉛製レンズを備える光学系と、前記光学系の光軸を中心軸とする鏡筒とを備え、
前記光学系は、結像範囲が３ｍｍ以上１６ｍｍ以下であり、水平画角が２０度以上４０度以下であり、Ｆ値が０．８以上１．３以下であり、かつＭＴＦ回析限界値に対する前記中心軸上のＭＴＦ設計値が０．５よりも大きくなる形状構造を有し、
前記ＭＴＦ回析限界値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの回析限界ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値であり、前記中心軸上のＭＴＦ設計値は、画素ピッチが８μｍ以上２０μｍ以下のイメージセンサーとの組み合わせでの前記中心軸上の設計ＭＴＦ曲線上のナイキスト周波数における値である
赤外線カメラ用レンズモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016001498U JP3204718U (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 赤外線カメラ用レンズモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016001498U JP3204718U (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 赤外線カメラ用レンズモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3204718U true JP3204718U (ja) | 2016-06-09 |
Family
ID=56103113
Family Applications (1)
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| JP2016001498U Active JP3204718U (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 赤外線カメラ用レンズモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3204718U (ja) |
-
2016
- 2016-03-31 JP JP2016001498U patent/JP3204718U/ja active Active
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