JP3326900B2 - 赤外線用対物光学系 - Google Patents
赤外線用対物光学系Info
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- JP3326900B2 JP3326900B2 JP22100293A JP22100293A JP3326900B2 JP 3326900 B2 JP3326900 B2 JP 3326900B2 JP 22100293 A JP22100293 A JP 22100293A JP 22100293 A JP22100293 A JP 22100293A JP 3326900 B2 JP3326900 B2 JP 3326900B2
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- lens component
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線撮像装置に用い
る赤外線用対物光学系に関し、特に波長３〜５μｍ帯で
使用される赤外線用対物光学系に関するものである。
る赤外線用対物光学系に関し、特に波長３〜５μｍ帯で
使用される赤外線用対物光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の赤外線用対物光学系としては、例
えば特開昭52-100247 号公報、特開昭61-219015 号公報
及び特開平4-125515号公報に開示されているものが知ら
れている。これらの特開昭52-100247 号公報、特開昭61
-219015 号公報及び特開平4-125515号公報に開示されて
いるレンズ系は、４枚構成の単焦点レンズであり、その
Ｆナンバーが０．８〜１．２と明るいものであった。
えば特開昭52-100247 号公報、特開昭61-219015 号公報
及び特開平4-125515号公報に開示されているものが知ら
れている。これらの特開昭52-100247 号公報、特開昭61
-219015 号公報及び特開平4-125515号公報に開示されて
いるレンズ系は、４枚構成の単焦点レンズであり、その
Ｆナンバーが０．８〜１．２と明るいものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭52-100247 号公報、特開平4-125515号公報に開示
されている構成で、画角２２度、Ｆナンバー１．０程度
の諸元を持つ赤外用単焦点レンズを達成しようとする
と、収差を良好に補正することができないので、鮮明な
画像を得ることができない問題点がある。
特開昭52-100247 号公報、特開平4-125515号公報に開示
されている構成で、画角２２度、Ｆナンバー１．０程度
の諸元を持つ赤外用単焦点レンズを達成しようとする
と、収差を良好に補正することができないので、鮮明な
画像を得ることができない問題点がある。
【０００４】また、上記の特開昭61-219015 号公報に開
示されている構成では、そのバックフォーカスが全系の
焦点距離の０．１９倍〜０．２５倍程度と短く、赤外線
撮像素子のためのコールドシールド等を配置するスペー
スを十分に確保することが困難であるという問題が生じ
る。そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、３〜５μｍ帯の赤外
線を対象とし、Ｆナンバーが１．０と明るく、十分なバ
ックフォーカスが確保でき、結像性能が良好な赤外線用
対物光学系の提供にある。
示されている構成では、そのバックフォーカスが全系の
焦点距離の０．１９倍〜０．２５倍程度と短く、赤外線
撮像素子のためのコールドシールド等を配置するスペー
スを十分に確保することが困難であるという問題が生じ
る。そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、３〜５μｍ帯の赤外
線を対象とし、Ｆナンバーが１．０と明るく、十分なバ
ックフォーカスが確保でき、結像性能が良好な赤外線用
対物光学系の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点の解決の為
に本発明の赤外線用対物光学系は、以下に示す構成を有
している。例えば図１に示す如く、物体側から順に、負
屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と正屈折力の第２レンズ群Ｇ
2 とを有する赤外線用対物光学系において、第１レンズ
群Ｇ1 は、物体側から順に、正屈折力を持ち物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の第１レンズ成分と、負屈折
力を持ち物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２レ
ンズ成分とを有するように構成され、第２レンズ群Ｇ2
は、物体側から順に、正屈折力を持ち物体側に凹面を向
けたメニスカス形状の第３レンズ成分と、正屈折力を持
ち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズ成
分とを有するように構成される。そして、本発明による
赤外線用対物光学系は、以下の条件を満足するように構
成される。
に本発明の赤外線用対物光学系は、以下に示す構成を有
している。例えば図１に示す如く、物体側から順に、負
屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と正屈折力の第２レンズ群Ｇ
2 とを有する赤外線用対物光学系において、第１レンズ
群Ｇ1 は、物体側から順に、正屈折力を持ち物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の第１レンズ成分と、負屈折
力を持ち物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２レ
ンズ成分とを有するように構成され、第２レンズ群Ｇ2
は、物体側から順に、正屈折力を持ち物体側に凹面を向
けたメニスカス形状の第３レンズ成分と、正屈折力を持
ち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズ成
分とを有するように構成される。そして、本発明による
赤外線用対物光学系は、以下の条件を満足するように構
成される。
【０００６】 ０．３６＜｜φ1 ／φ2 ｜＜０．７５ …（１） １．４５＜｜ｆ1 ／ｆT ｜＜１．９ …（２） 但し、φ1 ：第１レンズ群Ｇ1 の屈折力、 φ2 ：第２レンズ群Ｇ2 の屈折力、 ｆT ：全系の焦点距離、 ｆ1 ：第１レンズ成分の焦点距離、 である。
【０００７】
【作用】本発明による赤外線用対物光学系においては、
各レンズ成分をメニスカス形状としているため、各レン
ズ面で反射された撮像素子からの光線が撮像素子面また
はレンズ系内部に集光しない。従って、赤外線用光学系
で問題となるナルシサスを良好に軽減することができ
る。ここで、ナルシサスとは、光学系の各レンズ面の表
面反射による冷却された検知器自身の像を再検出して生
じる画像信号レベルの低下の総和である。
各レンズ成分をメニスカス形状としているため、各レン
ズ面で反射された撮像素子からの光線が撮像素子面また
はレンズ系内部に集光しない。従って、赤外線用光学系
で問題となるナルシサスを良好に軽減することができ
る。ここで、ナルシサスとは、光学系の各レンズ面の表
面反射による冷却された検知器自身の像を再検出して生
じる画像信号レベルの低下の総和である。
【０００８】また、上記の如き本発明による赤外線用対
物光学系においては、４群４枚という少ないレンズ構成
にも係わらず、負屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と正屈折力
の第２レンズ群との屈折力比が適切の範囲内に規定され
ているため、諸収差を劣化させることなく、Ｆナンバー
が１．０と明るい光学系を実現することができ、バック
フォーカスも十分に確保できる。
物光学系においては、４群４枚という少ないレンズ構成
にも係わらず、負屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と正屈折力
の第２レンズ群との屈折力比が適切の範囲内に規定され
ているため、諸収差を劣化させることなく、Ｆナンバー
が１．０と明るい光学系を実現することができ、バック
フォーカスも十分に確保できる。
【０００９】以下、本発明による条件について詳述す
る。まず、本発明による赤外線用光学系は、第１レンズ
群Ｇ1 の屈折力をφ1 、第２レンズ群Ｇ2 の屈折力をφ
2 とするとき、 ０．３６＜｜φ1 ／φ2 ｜＜０．７５ …（１） を満足するように構成される。
る。まず、本発明による赤外線用光学系は、第１レンズ
群Ｇ1 の屈折力をφ1 、第２レンズ群Ｇ2 の屈折力をφ
2 とするとき、 ０．３６＜｜φ1 ／φ2 ｜＜０．７５ …（１） を満足するように構成される。
【００１０】この条件（１）は、第１レンズ群Ｇ1 と第
２レンズ群Ｇ2 との屈折力に関する最適な比を規定する
ものである。この条件（１）の上限値を越える場合に
は、第１レンズ群Ｇ1 の屈折力が大きくなり、第１レン
ズ群Ｇ1 にて発生するコマ収差と像面湾曲を第２レンズ
群Ｇ2 で補正しきれなくなるので好ましくない。逆に、
条件（１）の下限値を越える場合には、第１レンズ群Ｇ
1 の屈折力が小さくなり、球面収差とコマ収差とが発生
するため好ましくない。また、このときには、コールド
シールド等を挿入するための十分なバックフォーカスを
確保することができないので好ましくない。
２レンズ群Ｇ2 との屈折力に関する最適な比を規定する
ものである。この条件（１）の上限値を越える場合に
は、第１レンズ群Ｇ1 の屈折力が大きくなり、第１レン
ズ群Ｇ1 にて発生するコマ収差と像面湾曲を第２レンズ
群Ｇ2 で補正しきれなくなるので好ましくない。逆に、
条件（１）の下限値を越える場合には、第１レンズ群Ｇ
1 の屈折力が小さくなり、球面収差とコマ収差とが発生
するため好ましくない。また、このときには、コールド
シールド等を挿入するための十分なバックフォーカスを
確保することができないので好ましくない。
【００１１】なお、本発明による赤外線用光学系の更な
る光学性能の向上を図るためには、上記条件（１）の上
限値は０．６０とすることが望ましい。そして、本発明
による赤外線用対物光学系は、第１レンズ成分の焦点距
離をｆ 1 、全系の焦点距離をｆT とするとき、 １．４５＜｜ｆ1 ／ｆT ｜＜１．９ …（２） を満足するように構成される。
る光学性能の向上を図るためには、上記条件（１）の上
限値は０．６０とすることが望ましい。そして、本発明
による赤外線用対物光学系は、第１レンズ成分の焦点距
離をｆ 1 、全系の焦点距離をｆT とするとき、 １．４５＜｜ｆ1 ／ｆT ｜＜１．９ …（２） を満足するように構成される。
【００１２】上記条件（２）は、第１レンズ成分の焦点
距離ｆ1 と全系の焦点距離ｆT との適切な焦点距離比を
規定し、赤外線用光学系の諸収差を良好に補正するため
の条件である。この条件（２）の上限値を上回る場合、
軸外のコマ収差が甚大に発生するだけでなく、像面湾曲
が負に倒れると同時に、メリジオナル像面がサジッタル
像面に比べて大きく負に倒れるため好ましくない。ま
た、条件式（２）の下限値を下回る場合、像面湾曲が正
に倒れるため好ましくない。
距離ｆ1 と全系の焦点距離ｆT との適切な焦点距離比を
規定し、赤外線用光学系の諸収差を良好に補正するため
の条件である。この条件（２）の上限値を上回る場合、
軸外のコマ収差が甚大に発生するだけでなく、像面湾曲
が負に倒れると同時に、メリジオナル像面がサジッタル
像面に比べて大きく負に倒れるため好ましくない。ま
た、条件式（２）の下限値を下回る場合、像面湾曲が正
に倒れるため好ましくない。
【００１３】このように、本発明の赤外線用対物光学系
においては、第１レンズ群Ｇ1 と第２レンズ群Ｇ2 の屈
折力配置として、第２レンズ群の屈折力を第１レンズ群
の屈折力に対して、０．３６倍より大きくするか、また
は、０．７５倍より小さくする構成によって、コールド
シールド等を挿入するためのバックフォーカスを確保す
ることができる。また、このような構成により、Ｆナン
バーが１．０と明るく、かつ諸収差が良好に補正された
赤外線用光学系を提供できる。
においては、第１レンズ群Ｇ1 と第２レンズ群Ｇ2 の屈
折力配置として、第２レンズ群の屈折力を第１レンズ群
の屈折力に対して、０．３６倍より大きくするか、また
は、０．７５倍より小さくする構成によって、コールド
シールド等を挿入するためのバックフォーカスを確保す
ることができる。また、このような構成により、Ｆナン
バーが１．０と明るく、かつ諸収差が良好に補正された
赤外線用光学系を提供できる。
【００１４】また、本発明の赤外線用光学系において、
第２レンズ成分と第３レンズ成分との光軸上の間隔をｄ
4 、全系の焦点距離をｆT とするとき、本発明による赤
外線用対物光学系は、 ０．１５＜ ｄ4 ／ｆT ＜０．２４ …（３） を満足することが望ましい。
第２レンズ成分と第３レンズ成分との光軸上の間隔をｄ
4 、全系の焦点距離をｆT とするとき、本発明による赤
外線用対物光学系は、 ０．１５＜ ｄ4 ／ｆT ＜０．２４ …（３） を満足することが望ましい。
【００１５】上記条件（３）は、第２レンズ成分と第３
レンズ成分との面間隔と全系の焦点距離との最適な比を
規定し、諸収差を良好に補正するための条件である。こ
の条件（３）の上限値を上回る場合、コマ収差が甚大に
発生するため好ましくない。また、条件（３）の下限値
を下回る場合、正の球面収差が甚大に発生するため、球
面収差と像面湾曲のバランスが悪くなるので好ましくな
い。
レンズ成分との面間隔と全系の焦点距離との最適な比を
規定し、諸収差を良好に補正するための条件である。こ
の条件（３）の上限値を上回る場合、コマ収差が甚大に
発生するため好ましくない。また、条件（３）の下限値
を下回る場合、正の球面収差が甚大に発生するため、球
面収差と像面湾曲のバランスが悪くなるので好ましくな
い。
【００１６】次に、本発明による赤外線用光学系は、第
３レンズ成分と第４レンズ成分との光軸上の間隔をｄ
6 、全系の光学系の焦点距離をｆT とするとき、 ０．１＜｜ｄ6 ／ｆT ｜＜０．４ …（４） を満足するように構成することが望ましい。。上記条件
（４）は、全系の焦点距離に対する第３レンズ成分と第
４レンズ成分との光軸上の間隔比を適切に規定するもの
であり、特に、良好な光学性能を得るための条件であ
る。そして、条件（４）の上限値を越える場合には、第
４レンズ成分を通過する軸上光線と軸外光線との通過位
置のバランスが悪くなり、軸外のコマ収差が大きく発生
するため好ましくない。
３レンズ成分と第４レンズ成分との光軸上の間隔をｄ
6 、全系の光学系の焦点距離をｆT とするとき、 ０．１＜｜ｄ6 ／ｆT ｜＜０．４ …（４） を満足するように構成することが望ましい。。上記条件
（４）は、全系の焦点距離に対する第３レンズ成分と第
４レンズ成分との光軸上の間隔比を適切に規定するもの
であり、特に、良好な光学性能を得るための条件であ
る。そして、条件（４）の上限値を越える場合には、第
４レンズ成分を通過する軸上光線と軸外光線との通過位
置のバランスが悪くなり、軸外のコマ収差が大きく発生
するため好ましくない。
【００１７】条件（４）の下限値を越える場合には、像
面湾曲が負に倒れると同時にコマ収差が発生するため好
ましくない。また、第３レンズ成分の物体側のレンズ面
の曲率半径をｒ5 、全系の光学系の焦点距離をｆT とす
るとき、 −５．０＜ ｒ5 ／ｆT ＜−１．１ …（５） を満足することが望ましい。
面湾曲が負に倒れると同時にコマ収差が発生するため好
ましくない。また、第３レンズ成分の物体側のレンズ面
の曲率半径をｒ5 、全系の光学系の焦点距離をｆT とす
るとき、 −５．０＜ ｒ5 ／ｆT ＜−１．１ …（５） を満足することが望ましい。
【００１８】この条件（５）は、第３レンズ成分の物体
側レンズ面の曲率半径を適切な値に規定するものであ
り、これにより、軸外収差のバランスを良好に補正する
ためのものである。この条件（５）の上限値を上回る場
合、コマ収差が増大すると共に像面湾曲が負に倒れるた
め好ましくない。また、条件（５）の下限値を下回る場
合、コマ収差が増大すると共に像面湾曲が正に倒れるた
め好ましくない。なお、さらに良好な結像性能を達成す
るためには、条件（５）の下限値を−１．９６とするこ
とが好ましい。
側レンズ面の曲率半径を適切な値に規定するものであ
り、これにより、軸外収差のバランスを良好に補正する
ためのものである。この条件（５）の上限値を上回る場
合、コマ収差が増大すると共に像面湾曲が負に倒れるた
め好ましくない。また、条件（５）の下限値を下回る場
合、コマ収差が増大すると共に像面湾曲が正に倒れるた
め好ましくない。なお、さらに良好な結像性能を達成す
るためには、条件（５）の下限値を−１．９６とするこ
とが好ましい。
【００１９】また、本発明による赤外線光学系におい
て、第３レンズ成分の像側のレンズ面の曲率半径をｒ
6 、全系の焦点距離をｆT とするとき、 −１．５＜ ｒ6 ／ｆT ＜−０．７ …（６） を満足することが望ましい。この条件（６）は、第３レ
ンズ成分の像側レンズ面の曲率半径を適切に規定するも
のであり、これにより軸外収差のバランスを良好に補正
するものである。
て、第３レンズ成分の像側のレンズ面の曲率半径をｒ
6 、全系の焦点距離をｆT とするとき、 −１．５＜ ｒ6 ／ｆT ＜−０．７ …（６） を満足することが望ましい。この条件（６）は、第３レ
ンズ成分の像側レンズ面の曲率半径を適切に規定するも
のであり、これにより軸外収差のバランスを良好に補正
するものである。
【００２０】この条件（６）の上限を上回る場合、負の
球面収差が発生するだけでなく像面湾曲が負に倒れるた
め好ましくない。また、条件（６）の下限値を下回る場
合、コマ収差が増大するため好ましくない。そして、本
発明の赤外線用対物光学系は、前記第１レンズ成分と前
記第２レンズ成分との軸上間隔をｄ2 、前記対物光学系
の焦点距離をｆT とするとき、 ０．３７＜ ｄ2 ／ｆT ＜０．５ …（７） を満足するように構成されることが望ましい。
球面収差が発生するだけでなく像面湾曲が負に倒れるた
め好ましくない。また、条件（６）の下限値を下回る場
合、コマ収差が増大するため好ましくない。そして、本
発明の赤外線用対物光学系は、前記第１レンズ成分と前
記第２レンズ成分との軸上間隔をｄ2 、前記対物光学系
の焦点距離をｆT とするとき、 ０．３７＜ ｄ2 ／ｆT ＜０．５ …（７） を満足するように構成されることが望ましい。
【００２１】この条件（７）は、対物光学系の全系の焦
点距離と、第１レンズ成分と第２レンズ成分との軸上間
隔との比を最適な範囲内に規定して、諸収差を良好に補
正するための条件である。この条件（７）の上限値を上
回る場合、正の球面収差が発生すると共に像面湾曲が負
に倒れるため、バランスをとることができない。また、
像高の高いところで非点隔差が大となり、メリジオナル
像面がサジッタル像面と比べて倒れるため好ましくな
い。また、条件（７）の下限値を下回る場合、負の球面
収差が発生すると共に像面湾曲が負に倒れるため好まし
くない。
点距離と、第１レンズ成分と第２レンズ成分との軸上間
隔との比を最適な範囲内に規定して、諸収差を良好に補
正するための条件である。この条件（７）の上限値を上
回る場合、正の球面収差が発生すると共に像面湾曲が負
に倒れるため、バランスをとることができない。また、
像高の高いところで非点隔差が大となり、メリジオナル
像面がサジッタル像面と比べて倒れるため好ましくな
い。また、条件（７）の下限値を下回る場合、負の球面
収差が発生すると共に像面湾曲が負に倒れるため好まし
くない。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による赤外線
用光学系の実施例を説明する。この実施例は、本発明に
よる赤外線用光学系を３〜５μｍの波長帯の赤外光によ
り赤外画像を得る所謂赤外線撮像装置用の光学系とし
て、適用した例を示すものである。
用光学系の実施例を説明する。この実施例は、本発明に
よる赤外線用光学系を３〜５μｍの波長帯の赤外光によ
り赤外画像を得る所謂赤外線撮像装置用の光学系とし
て、適用した例を示すものである。
【００２３】図１及び図３は、本発明による第１及び第
２実施例のレンズ構成図を示している。図１及び図３の
各実施例は共に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と、正屈
折力の第２レンズ群Ｇ2 とから構成されている。尚、図
１及び図３では、コールドシールドの窓Ｗを併せて示
す。図１及び図３において、図示なき物体からの光線
は、正屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形
状の第１レンズ成分Ｌ1 にて収束され、負屈折力を有し
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２レンズ成分
Ｌ2 へ向かう。ここで、各実施例においては、負屈折力
の第１レンズ群Ｇ1 は、正の屈折力を有する第１レンズ
成分Ｌ1 と負の屈折力を有する第２レンズＬ2 成分とか
ら構成されている。
２実施例のレンズ構成図を示している。図１及び図３の
各実施例は共に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ1 と、正屈
折力の第２レンズ群Ｇ2 とから構成されている。尚、図
１及び図３では、コールドシールドの窓Ｗを併せて示
す。図１及び図３において、図示なき物体からの光線
は、正屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形
状の第１レンズ成分Ｌ1 にて収束され、負屈折力を有し
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第２レンズ成分
Ｌ2 へ向かう。ここで、各実施例においては、負屈折力
の第１レンズ群Ｇ1 は、正の屈折力を有する第１レンズ
成分Ｌ1 と負の屈折力を有する第２レンズＬ2 成分とか
ら構成されている。
【００２４】そして、第２レンズ成分Ｌ2 を介して発散
作用を受けた光線は、正屈折力を有し物体側に凹面を向
けたメニスカス形状の第３レンズ成分Ｌ3 に達し、屈折
作用を受け、正屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状の第４レンズ成分Ｌ4 へ向かう。この第４レ
ンズ成分Ｌ4 を介した光線は、物体の像Ｉを形成する。
ここで、各実施例においては、正屈折力の第２レンズ群
Ｇ2 は、正屈折力の第３レンズ成分Ｌ3 と正屈折力の第
４レンズ成分Ｌ4 とから構成されている。
作用を受けた光線は、正屈折力を有し物体側に凹面を向
けたメニスカス形状の第３レンズ成分Ｌ3 に達し、屈折
作用を受け、正屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状の第４レンズ成分Ｌ4 へ向かう。この第４レ
ンズ成分Ｌ4 を介した光線は、物体の像Ｉを形成する。
ここで、各実施例においては、正屈折力の第２レンズ群
Ｇ2 は、正屈折力の第３レンズ成分Ｌ3 と正屈折力の第
４レンズ成分Ｌ4 とから構成されている。
【００２５】以下に、各実施例の諸元の値を掲げる。表
１、表２中において、ｆT は波長４μｍの赤外線に対す
る全系の焦点距離、ＦNOは開放Ｆナンバー、２ωは画
角、Ｂｆはバックフォーカスを表す。また、φ1 、φ2
は、それぞれ第１レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2 の屈
折力を表し、ｆ1 は第１レンズ成分Ｌ1 の焦点距離を表
す。そして、左端の数字は光線の入射順に沿った順序を
表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、
ｎは各光学部材の４μｍの赤外線に対する屈折率を示
す。なお、以下の表１及び表２の諸元においては、コー
ルドシールドの窓Ｗに相当する平行平面板のデータを併
せて示す。
１、表２中において、ｆT は波長４μｍの赤外線に対す
る全系の焦点距離、ＦNOは開放Ｆナンバー、２ωは画
角、Ｂｆはバックフォーカスを表す。また、φ1 、φ2
は、それぞれ第１レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2 の屈
折力を表し、ｆ1 は第１レンズ成分Ｌ1 の焦点距離を表
す。そして、左端の数字は光線の入射順に沿った順序を
表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、
ｎは各光学部材の４μｍの赤外線に対する屈折率を示
す。なお、以下の表１及び表２の諸元においては、コー
ルドシールドの窓Ｗに相当する平行平面板のデータを併
せて示す。
【００２６】
【表１】 〔第１実施例の諸元〕 ｆT ＝ 100 ＦNO＝ 1.0 ２ω＝ 22.0 ° Ｂｆ＝ 87.23 φ1 ＝-0.00843 φ2 ＝ 0.0178 ｆ1 ＝ 149.72 NO. ｒ ｄ ｎ 硝材 1 205.055 13.327 3.4289 シリコン Ｌ1 2 448.545 39.982 1.0000 3 -88.636 9.996 4.0255 ゲルマニウム Ｌ2 4 -264.362 22.212 1.0000 5 -193.418 16.659 3.4289 シリコン Ｌ3 6 -105.624 22.212 1.0000 7 134.434 11.106 3.4289 シリコン Ｌ4 8 205.611 34.207 1.0000 9 ∞ 6.664 3.4289 シリコン Ｗ 10 ∞
【００２７】
【表２】 〔第２実施例の諸元〕 ｆT ＝ 100 ＦNO＝ 1.0 ２ω＝ 22.0 ° Ｂｆ＝ 77.47 φ1 ＝-0.00794 φ2 ＝ 0.01899 ｆ1 ＝ 150.63 NO. ｒ ｄ ｎ 硝材 1 187.928 13.993 3.4289 シリコン Ｌ1 2 366.030 46.197 1.0000 3 -86.291 12.216 4.0255 ゲルマニウム Ｌ2 4 -264.205 16.436 1.0000 5 -195.664 20.211 3.4289 シリコン Ｌ3 6 -103.900 23.987 1.0000 7 123.911 11.327 3.4289 シリコン Ｌ4 8 187.788 22.210 1.0000 9 ∞ 7.774 3.4289 シリコン Ｗ 10 ∞ また、本発明の実施例でレンズ材料として用いられてい
るシリコン及びゲルマニウムの各波長に対する屈折率
（ｎ4 、ｎ3 、ｎ5 ）を以下の表３に示す。ここで、ｎ
4 は波長４μｍの赤外線に対する屈折率、ｎ3 は波長３
μｍの赤外線に対する屈折率、ｎ5 は波長５μｍの赤外
線に対する屈折率を表す。
るシリコン及びゲルマニウムの各波長に対する屈折率
（ｎ4 、ｎ3 、ｎ5 ）を以下の表３に示す。ここで、ｎ
4 は波長４μｍの赤外線に対する屈折率、ｎ3 は波長３
μｍの赤外線に対する屈折率、ｎ5 は波長５μｍの赤外
線に対する屈折率を表す。
【００２８】
【表３】 ｎ4 ｎ3 ｎ5 シリコン 3.42890 3.43600 3.42560 ゲルマニウム 4.02550 4.04460 4.01705 第１実施例の無限遠時の諸収差図を図２に、第２実施例
の無限遠実施例の諸収差図を図４に示す。ここで、球面
収差図中において、実線は波長４μｍの赤外線に対する
収差を示し、一点鎖線は波長３μｍの赤外線に対する収
差を示し、二点鎖線は波長５μｍの赤外線に対する収差
を示し、破線は正弦条件を示している。また、非点収差
図中において、破線は波長４μｍの赤外線に対するメリ
ジオナル像面、実線は波長４μｍの赤外線に対するサジ
ッタル像面を示している。そして、コマ収差図中の実線
はメリジオナルコマ、破線はサジッタルコマを示してい
る。
の無限遠実施例の諸収差図を図４に示す。ここで、球面
収差図中において、実線は波長４μｍの赤外線に対する
収差を示し、一点鎖線は波長３μｍの赤外線に対する収
差を示し、二点鎖線は波長５μｍの赤外線に対する収差
を示し、破線は正弦条件を示している。また、非点収差
図中において、破線は波長４μｍの赤外線に対するメリ
ジオナル像面、実線は波長４μｍの赤外線に対するサジ
ッタル像面を示している。そして、コマ収差図中の実線
はメリジオナルコマ、破線はサジッタルコマを示してい
る。
【００２９】各収差図の比較から、各実施例による赤外
線用対物光学系は、波長３〜５μｍの範囲にわたり良好
な光学性能を示していることがわかる。以下の表４に、
本発明による各実施例の条件対応値表を示す。
線用対物光学系は、波長３〜５μｍの範囲にわたり良好
な光学性能を示していることがわかる。以下の表４に、
本発明による各実施例の条件対応値表を示す。
【００３０】
【表４】 〔条件対応値表〕 条 件 第１実施例 第２実施例 （１） ０．４７３ ０．４１８ （２） １．４９７ １．５０６ （３） ０．２２２ ０．１６４ （４） ０．２２２ ０．２４０ （５） −１．９３４ −１．９５７ （６） −１．０５６ −１．０３９ （７） ０．４００ ０．４６２ このように、本発明による各実施例は、上記条件で規定
された範囲を満足しており、これにより、良好な結像性
能が達成されている。
された範囲を満足しており、これにより、良好な結像性
能が達成されている。
【００３１】また、本発明による各実施例においては、
そのバックフォーカスが全系の焦点距離に対して０．７
７〜０．８７倍程度と長いため、コールドシールドの配
置の制約が少なくなり、その像側にＮＤフィルターや偏
光フィルター等の各種フィルターを挿入することも可能
となる。
そのバックフォーカスが全系の焦点距離に対して０．７
７〜０．８７倍程度と長いため、コールドシールドの配
置の制約が少なくなり、その像側にＮＤフィルターや偏
光フィルター等の各種フィルターを挿入することも可能
となる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｆナン
バーが１．０と明るく、バックフォーカスが全系の焦点
距離の０．８乃至０．９倍程度と長く、かつ充分に収差
補正された対物光学系を良好な光学性能のもとで提供す
ることができる。
バーが１．０と明るく、バックフォーカスが全系の焦点
距離の０．８乃至０．９倍程度と長く、かつ充分に収差
補正された対物光学系を良好な光学性能のもとで提供す
ることができる。
【図１】本発明による第１実施例の光路図である。
【図２】本発明による第１実施例の無限遠時の諸収差図
である。
である。
【図３】本発明による第２実施例の光路図である。
【図４】本発明による第２実施例の無限遠時の諸収差図
である。
である。
Ｇ1 … 第１レンズ群、 Ｇ2 … 第２レンズ群、 Ｌ1 … 第１レンズ成分、 Ｌ2 … 第２レンズ成分、 Ｌ3 … 第３レンズ成分、 Ｌ4 … 第４レンズ成分、
Claims (4)
- 【請求項１】物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群
Ｇ1 と正屈折力の第２レンズ群Ｇ2とを有する赤外線用
対物光学系において、 前記第１レンズ群Ｇ1 は、物体側から順に、正屈折力を
持ち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズ
成分と、負屈折力を持ち物体側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の第２レンズ成分とを有し、 前記第２レンズ群Ｇ2 は、物体側から順に、正屈折力を
持ち物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３レンズ
成分と、正屈折力を持ち物体側に凸面を向けたメニスカ
ス形状の第４レンズ成分とを有し、 以下の条件を満足することを特徴とする赤外線用対物光
学系。 ０．３６＜｜φ1 ／φ2 ｜＜０．７５ １．４５＜｜ｆ1 ／ｆT ｜＜１．９ 但し、φ1 ：前記第１レンズ群Ｇ1 の屈折力、 φ2 ：前記第２レンズ群Ｇ2 の屈折力、 ｆT ：全系の焦点距離、 ｆ1 ：前記第１レンズ成分の焦点距離、 である。 - 【請求項２】前記第１レンズ群Ｇ1 と前記第２レンズ群
Ｇ2 との光軸上の間隔をｄ4 、前記赤外線用対物光学系
の全系の焦点距離をｆT とするとき、 ０．１５＜ ｄ4 ／ｆT ＜０．２４ を満足することを特徴とする請求項１記載の赤外線用対
物光学系。 - 【請求項３】前記第３レンズ成分と前記第４レンズ成分
との光軸上の間隔をｄ6 、前記赤外線用対物光学系の全
系の焦点距離をｆT とするとき、 ０．１＜｜ｄ6 ／ｆT ｜＜０．４ を満足することを特徴とする請求項１記載の赤外線用対
物光学系。 - 【請求項４】前記第１レンズ成分と前記第２レンズ成分
の光軸上の面間隔をｄ2 、前記赤外線用対物光学系の焦
点距離をｆT とするとき、 ０．３７＜ ｄ2 ／ｆT ＜０．５ を満足することを特徴とする請求項１記載の赤外線用対
物光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22100293A JP3326900B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 赤外線用対物光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22100293A JP3326900B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 赤外線用対物光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772385A JPH0772385A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3326900B2 true JP3326900B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16759939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22100293A Expired - Lifetime JP3326900B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 赤外線用対物光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326900B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112180572A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种制冷型中波红外消热差光学镜头 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3724520B2 (ja) * | 1996-11-13 | 2005-12-07 | 株式会社ニコン | 赤外用光学系 |
| JP4628554B2 (ja) * | 2001-01-25 | 2011-02-09 | 富士フイルム株式会社 | 単焦点レンズ |
| JP4712318B2 (ja) * | 2003-06-11 | 2011-06-29 | オリンパス株式会社 | 結像光学系及びそれを用いた電子機器 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22100293A patent/JP3326900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112180572A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种制冷型中波红外消热差光学镜头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772385A (ja) | 1995-03-17 |
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