JP5566780B2 - 赤外線用結像レンズおよび撮像装置 - Google Patents
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- Lenses (AREA)
Description
1.2<Fno*|f1|*f23/(f*d12)≦2.6 ……(1)
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、より良好な結像性能を得やすくなる。
1.8<|f1|/f<3.5 ……(2)
1.0<d12/f<4.5 ……(3)
1.0<f23/f<2.4 ……(4)
なお、ここでのカルコゲナイドガラスとは、3μm以上13μm以下の波長範囲において60%以上の透過率を有するものをいう。
本発明による撮像装置では、本発明の広角で良好な結像性能の赤外線用結像レンズを用いたことで、赤外波長域での高い撮像性能が得られる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る赤外線用結像レンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第2ないし第8の数値実施例のレンズ構成に対応する第2ないし第8の構成例の断面構成を、図2〜図8に示す。図1〜図8において、符号Riは、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。
1.2<Fno*|f1|*f23/(f*d12)≦2.6 ……(1)
1.8<|f1|/f<3.5 ……(2)
1.0<d12/f<4.5 ……(3)
1.0<f23/f<2.4 ……(4)
図25は、本発明の撮像装置を適用した撮像システムの構成例を示している。この撮像システムは、赤外線カメラ110と演算・表示装置120とを備えている。赤外線カメラ110と演算・表示装置120とは、コード115により電気的に接続されている。なお、赤外線カメラ110と演算・表示装置120とは、コード115により直接的に接続されていなくとも、LAN(Local Area Network)等のネットワークを介して接続されていても良い。
次に、以上のように構成された赤外線用結像レンズの作用および効果を説明する。
この赤外線用結像レンズによれば、3枚のレンズ構成で、回折光学面を効果的に用いて構成の最適化を図るようにしたので、広角であっても良好な結像性能を得ることができる。また、この赤外線用結像レンズを搭載した撮像装置によれば、良好な結像性能の赤外線用結像レンズを用いるようにしたので、赤外波長域での高い撮像性能を得ることができ、例えば監視用途に適した広角での赤外線撮影が可能となる。
なお、条件式(1)を満足すると共に、赤外線用レンズに適した小さいFno、例えば
Fno<1.3
を満足することが望ましい。
[表1]は、図1に示した赤外線用結像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。[表1]に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、実施例1に係る赤外線用結像レンズについて、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目(i=1〜10)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。niの欄には、物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との間の設計基準波長(波長10μm)に対する屈折率の値を示す。なお、[表1]において、「image」は像面を、「Window」は、例えば赤外線に対して透明な窓部材に相当する。
Z=C・h2/[1+{1−(k+1)・C2・h2}1/2]+ΣAn・hn ……(A)
(n=3以上の整数)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
k,An:非球面係数
回折面によって付加される光路長の範囲は、0〜−λとする。
φ(h)=λ/(2π)×ΣPk・hk、 範囲は0〜−λ
(k=1以上の整数)
Pk:回折面係数
λ:波長
以上の実施例1に係る赤外線用結像レンズと同様にして、図2〜図8に示した赤外線用結像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータをそれぞれ、実施例2〜8として、[表4]〜[表24]に示す。
図9(A)〜(C)はそれぞれ、実施例1に係る赤外線用結像レンズの球面収差、非点収差、およびディストーション(歪曲収差)を示している。また図17(A)〜(G)は実施例1に係る赤外線用結像レンズの横収差を示している。各収差図には、10μmを基準波長とした収差を示す。球面収差図には、8μm、12μmについての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。FNO.はF値、ωは半画角を示す。hは像高を示す。
Claims (6)
- 物体側より順に、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、
物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第2レンズと、
第3レンズとで構成され、
前記第2レンズまたは前記第3レンズが回折光学面を有し、
かつ、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする赤外線用結像レンズ。
1.2<Fno*|f1|*f23/(f*d12)≦2.6 ……(1)
ただし、
Fno:全系のF値
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f23:第2レンズと第3レンズとの合成焦点距離
d12:第1レンズと第2レンズとの間隔
とする。 - さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1に記載の赤外線用結像レンズ。
1.8<|f1|/f<3.5 ……(2) - さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の赤外線用結像レンズ。
1.0<d12/f<4.5 ……(3) - さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の赤外線用結像レンズ。
1.0<f23/f<2.4 ……(4) - 前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第3レンズの材料は、カルコゲナイドガラスまたは硫化亜鉛であり、波長3μm以上13μm以下の範囲内で使用されるものである
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の赤外線用結像レンズ。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の赤外線用結像レンズと、
前記赤外線用結像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
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