JP6149410B2

JP6149410B2 - 遠赤外線用結像光学系，撮像光学装置及びデジタル機器

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Publication number: JP6149410B2
Application number: JP2013018206A
Authority: JP
Inventors: 橋本　雅文; 雅文橋本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: JP2014149430A

Description

本発明は、遠赤外線用結像光学系，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、撮像素子（例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子）の受光面上に被写体の遠赤外線光学像を形成するための小型の結像光学系と、それにより得られた遠赤外線映像を撮像素子で取り込む撮像光学装置と、それを搭載した画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。

監視カメラや防犯カメラ等の普及に伴い、可視光だけでなく、赤外光を用いる安価で小型な光学系が必要とされている。赤外光用の光学系に用いられるレンズ材料は、一般的な光学ガラスに比べて高価であるため、レンズ体積は小さい方がコストが抑えられる。そのような観点から、レンズ２枚からなる遠赤外線用結像光学系が特許文献１〜５で提案されている。例えば特許文献１には、レンズ２枚を用いてそのうちの１面を回折光学面とした構成が開示されている。また特許文献２には、２枚のレンズのうち１枚を両面とも回折光学面とした構成が開示されている。さらに、可視光領域で使用されるレンズ２枚構成の撮像光学系としては、特許文献６に記載のものが挙げられる。

特開２０１１−１２８５３８号公報特開２０１０−１１３１９１号公報特開２０１１−２３７６６９号公報特開２００３−２９５０５２号公報特開平１０−３３９８４２号公報特開２００６−３５０２７６号公報

特許文献１，２に記載の遠赤外線用結像光学系では、２枚目のレンズが絞りに近いため、広角化すると収差補正が適切に行えなくなり、また、それにより周辺光量の確保が難しくなる。特許文献３に記載の遠赤外線用結像光学系では、２枚目のレンズが物体側に凸の正メニスカスレンズであるため、主点位置がレンズより物体側に寄ってしまい、２枚目のレンズ位置が像面に近くなる。その結果、レンズ位置が絞り位置から遠くなるため、広角化した場合にレンズの有効径が大きくなり、レンズの体積を大きくする必要が生じて、硝材費が増大することになる。特許文献４，５に記載の遠赤外線用結像光学系においても、これと同様のレンズ構成を有しているため、同様の問題がある。

特許文献６に記載の可視光領域用結像光学系では、レンズ系の中で光線を操作する領域の割合が小さいため、収差補正を適切に行うことができない。そのため、広角化に適しながら良好な結像性能を有し、かつ、小型化にも適した低コストの明るい光学系が求められている。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、安価に製造できる構成を有し、かつ、広角でありながら良好な結像性能を有する遠赤外線用結像光学系、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の遠赤外線用結像光学系は、物体側より順に、正パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、からなる２枚構成の遠赤外線用結像光学系であって、
前記第１レンズが、近軸で物体側に凸の正メニスカス形状を有する両面非球面レンズであり、
前記第２レンズが、近軸で両凸形状を有する両面非球面レンズであり、
全系の子午面内における様子を光軸が横になるように描いた場合において、軸上光と周辺光との上下位置が入れ替わる位置を第１レンズと第２レンズとの間に有し、
前記第１，第２レンズを構成する硝材がカルコゲナイドガラスのみであり、使用波長範囲が３μｍ以上１３μｍ以下であり、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．６＜（ＴＬｏｐｔ−ＬＢ）／ＴＬｏｐｔ＜０．９５ …（１）
ただし、
ＴＬｏｐｔ＝ＴＬ＋Ｄ１×（ｎ１−１）＋Ｄ２×（ｎ２−１）
ＴＬ：全長、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｎ１：第１レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ｎ２：第２レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ＬＢ：光学系最終面から近軸像面までの距離、
である。

第２の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１の発明において、前記第１，第２レンズが有するレンズ面のうちのいずれか１面に回折構造を有することを特徴とする。

第３の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記第１レンズの物体側面に回折構造を有することを特徴とする。

第４の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２レンズの物体側面に回折構造を有することを特徴とする。

第５の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１レンズと前記第２レンズとの中間に絞りが位置することを特徴とする。

第６の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０＜（ＴＬ×Ｆｎｏ／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜１．５ …（２）
ただし、
ＴＬ：全長、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。

第７の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
０＜Ｆｎｏ×（（Ｄ１＋Ｄ２）／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜０．５ …（３）
ただし、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。

第８の発明の遠赤外線用結像光学系は、上記第２〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
０．００１＜Ｐ＜０．０３５ …（４）
ただし、
Ｐ：波長１００００ｎｍにおける回折光学面のパワー（ｍｍ^-1）、
である。

第９の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明に係る遠赤外線用結像光学系と、撮像面上に形成された遠赤外線光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の遠赤外線光学像が形成されるように前記遠赤外線用結像光学系が設けられていることを特徴とする。

第１０の発明のデジタル機器は、上記第９の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。

第１１の発明のデジタル機器は、上記第１０の発明において、携帯端末であることを特徴とする。

本発明の構成を採用することにより、安価に製造できる構成を有し、かつ、広角でありながら良好な結像性能を有する遠赤外線用結像光学系と、それを備えた撮像光学装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像光学装置を監視カメラ，防犯カメラ，携帯端末等のデジタル機器に用いることによって、デジタル機器に対し高性能の遠赤外線画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。

第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。実施例１の収差図。第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。実施例２の収差図。第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。実施例３の収差図。第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。実施例４の収差図。第５の実施の形態（実施例５）の光学構成図。実施例５の収差図。第６の実施の形態（実施例６）の光学構成図。実施例６の収差図。第７の実施の形態（実施例７）の光学構成図。実施例７の収差図。第８の実施の形態（実施例８）の光学構成図。実施例８の収差図。第９の実施の形態（実施例９）の光学構成図。実施例９の収差図。第１０の実施の形態（実施例１０）の光学構成図。実施例１０の収差図。第１１の実施の形態（実施例１１）の光学構成図。実施例１１の収差図。第１２の実施の形態（実施例１２）の光学構成図。実施例１２の収差図。第１３の実施の形態（実施例１３）の光学構成図。実施例１３の収差図。第１４の実施の形態（実施例１４）の光学構成図。実施例１４の収差図。第１５の実施の形態（実施例１５）の光学構成図。実施例１５の収差図。第１６の実施の形態（実施例１６）の光学構成図。実施例１６の収差図。第１７の実施の形態（実施例１７）の光学構成図。実施例１７の収差図。第１８の実施の形態（実施例１８）の光学構成図。実施例１８の収差図。第１９の実施の形態（実施例１９）の光学構成図。実施例１９の収差図。第２０の実施の形態（実施例２０）の光学構成図。実施例２０の収差図。第２１の実施の形態（実施例２１）の光学構成図。実施例２１の収差図。第２２の実施の形態（実施例２２）の光学構成図。実施例２２の収差図。第２３の実施の形態（実施例２３）の光学構成図。実施例２３の収差図。第２４の実施の形態（実施例２４）の光学構成図。実施例２４の収差図。第２５の実施の形態（実施例２５）の光学構成図。実施例２５の収差図。第２６の実施の形態（実施例２６）の光学構成図。実施例２６の収差図。遠赤外線用結像光学系を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。

以下、本発明に係る遠赤外線用結像光学系，撮像光学装置，デジタル機器等を説明する。本発明に係る遠赤外線用結像光学系は、物体側より順に、正パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、からなる２枚構成の遠赤外線用結像光学系である（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）。前記第１レンズは近軸で物体側に凸の正メニスカス形状を有する両面非球面レンズであり、前記第２レンズは近軸で両凸形状を有する両面非球面レンズである。また、全系の子午面内における様子を光軸が横になるように描いた場合において、軸上光と周辺光との上下位置が入れ替わる位置（例えば、開口絞り位置）を第１レンズと第２レンズとの間に有し、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
０．６＜（ＴＬｏｐｔ−ＬＢ）／ＴＬｏｐｔ＜０．９５ …（１）
ただし、
ＴＬｏｐｔ＝ＴＬ＋Ｄ１×（ｎ１−１）＋Ｄ２×（ｎ２−１）
ＴＬ：全長、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｎ１：第１レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ｎ２：第２レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ＬＢ：光学系最終面から近軸像面までの距離、
である。

上記光学構成を採用すれば、明るく、比較的広角でありながら、レンズ２枚のみで遠赤外線用結像光学系を構成することができ、また、非球面形状を利用することで十分な結像性能を得ることができる。第１レンズの正パワーによって、第２レンズに必要となるパワーを小さくすることができ、第２レンズの形状に与える負担を小さくすることができる。また、第２レンズが近軸で両凸形状を有することによって、同じシェーピングファクターの物体側に凸の正メニスカス形状と比べると、主点位置がレンズ自体に近いところにあるため、同じパワーを有する場合でもレンズを絞り寄りに配置することができる。そのため、画角を大きくとっても、光束が第２レンズを通過する領域は小さく抑えられ、第２レンズの有効径を小さくすることができる。したがって、第２レンズの体積を小さくすることができ、硝材費のコストを低減する効果が得られる。

条件式（１）の下限を下回ると、結像光学系の光学的全長ＴＬｏｐｔに対する、光線の取り扱いに有効な長さが相対的に短くなるため、良好な収差補正（例えば、コマ収差，非点収差等の補正）が行えなくなる。また、条件式（１）の上限を上回ると、像面の前に充分な空間を確保できなくなり、レンズが遠赤外線を吸収することにより生じる熱輻射によって、撮像素子が影響を受けてしまう。条件式（１）の範囲内であれば、収差を適切に補正しつつも、系の小型化を無理のない範囲で実現することができる。なお、ＬＢは、像面のひとつ前にあって結像性能に寄与する面から像面までの距離であり、例えば、後述する実施例１では像面直前の光束規制板ＳＰ（図１）がその面に該当する。

上記特徴的構成によると、安価に製造できる構成を有し、かつ、広角でありながら良好な結像性能を有する遠赤外線用結像光学系及びそれを備えた撮像光学装置を実現することが可能である。そして、その撮像光学装置を監視カメラ，防犯カメラ，携帯端末等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対し高性能の遠赤外線画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となり、そのコンパクト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

以下の条件式（１ａ）を満たすことが望ましく、条件式（１ｂ）を満たすことが更に望ましい。
０．６＜（ＴＬｏｐｔ−ＬＢ）／ＴＬｏｐｔ＜０．８５ …（１ａ）
０．６＜（ＴＬｏｐｔ−ＬＢ）／ＴＬｏｐｔ＜０．８ …（１ｂ）
これらの条件式（１ａ），（１ｂ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）、更に好ましくは条件式（１ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

前記第１，第２レンズが有するレンズ面のうちのいずれか１面に回折構造を有することが望ましい。回折構造を持たせることで、軸上色収差の補正を良好に行うことができる。

前記第１レンズの物体側面に回折構造を有することが望ましい。これは、赤外線カメラとして良好な出力画像を得るための好ましい条件である。このように像面から最も離れた位置に回折構造を設けることで、回折構造に起因する散乱光や、高屈折率材料を使用する際に注意すべき全反射光が、予想外の光路で像面に到達する危険性を減らすことができる。

前記第２レンズの物体側面に回折構造を有することが望ましい。これは、良好な出力画像を得るための好ましい条件である。このように構成すれば、いずれの画角においても光束の通過する回折面内の範囲が大きく違わないため、回折構造がより有効に作用し、結果として、適切な収差補正を行うことができる。

前記第１，第２レンズを構成する硝材がカルコゲナイドガラスのみであり、使用波長範囲が３μｍ以上１３μｍ以下であることが望ましい。これは、第１，第２レンズの作製を容易にするための好ましい条件である。カルコゲナイドガラスは、少なくとも５μｍ以上１０μｍ以下の波長範囲において、５５％以上の透過率を有するものであり、Ｓ（硫黄），Ｓｅ（セレン），Ｔｅ（テルル）といったカルコゲン元素のいずれかを成分として含むガラスである。カルコゲナイドはモールド成形が可能であるため、切削に比べて硝材を無駄にすることが少ない。したがって、カルコゲナイドを用いることにより低コスト化が可能となる。

前記第１レンズと前記第２レンズとの中間に絞りが位置することが望ましい。これは、結像性能を良好に発揮することができる条件である。絞りを２枚のレンズの中間に配置することにより、子午面内で考えて、それぞれのレンズにより別々のマージナル光線の収差を補正することができる。また、軸上から最周辺の光束が各レンズを通過する領域を小さく抑えることができ、結果として、レンズの体積を比較的小さくすることができる。そのため、硝材費の低減を図ることができる。

以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０＜（ＴＬ×Ｆｎｏ／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜１．５ …（２）
ただし、
ＴＬ：全長、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。

条件式（２）は、小型で良好な結像性能を得るうえで好ましい条件を規定している。この条件式（２）の上限を上回ると、全長や有効径を大きくする必要が生じるため、小型には適さなくなる。条件式（２）の下限を下回ると、全系の焦点距離が負となるため、結像光学系としての役割を果たさない。

以下の条件式（２ａ）を満たすことが望ましく、条件式（２ｂ）を満たすことが更に望ましい。
０＜（ＴＬ×Ｆｎｏ／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜１．３ …（２ａ）
０．１＜（ＴＬ×Ｆｎｏ／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜１．２ …（２ｂ）
これらの条件式（２ａ），（２ｂ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）、更に好ましくは条件式（２ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。また、条件式（２ｂ）の下限を下回ると（０〜０．１において）、第１レンズでの光線の偏角が大きくなるため、球面収差をはじめとする諸収差が増大し、良好な結像性能を得難くなる。

以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０＜Ｆｎｏ×（（Ｄ１＋Ｄ２）／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜０．５ …（３）
ただし、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。

条件式（３）は、結像性能を良好にし、かつ、製造時のコストを低減するうえで好ましい条件を規定している。この条件式（３）の上限を上回ると、レンズの厚みが増し、硝材を使用する体積が増えるため、コストの増大を招く傾向となる。条件式（３）の下限を下回ると、諸収差の劣化により良好な結像性能が得られなくなるおそれがある。

以下の条件式（３ａ）を満たすことが望ましく、条件式（３ｂ）を満たすことが更に望ましい。
０＜Ｆｎｏ×（（Ｄ１＋Ｄ２）／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜０．４５ …（３ａ）
０＜Ｆｎｏ×（（Ｄ１＋Ｄ２）／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜０．４ …（３ｂ）
これらの条件式（３ａ），（３ｂ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）、更に好ましくは条件式（３ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．００１＜Ｐ＜０．０３５ …（４）
ただし、
Ｐ：波長１００００ｎｍにおける回折光学面のパワー（ｍｍ^-1）、
である。

条件式（４）は、良好な結像性能を得るうえで好ましい条件を規定している。この条件式（４）の範囲を外れると、硝材やレンズ形状によって生じる分散に対して逆の分散を適切に与えることができなくなるため、軸上色収差を適切に補正することが困難になる。

以下の条件式（４ａ）を満たすことが望ましく、条件式（４ｂ）を満たすことが更に望ましい。
０．００１＜Ｐ＜０．０２０ …（４ａ）
０．００２＜Ｐ＜０．０１５ …（４ｂ）
これらの条件式（４ａ），（４ｂ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）、更に好ましくは条件式（４ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

本発明に係る遠赤外線用結像光学系は、画像入力機能付きデジタル機器（例えば携帯端末）用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の遠赤外線映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する遠赤外線用撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の遠赤外線光学像を形成する結像光学系と、その結像光学系により形成された遠赤外線光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の遠赤外線光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する遠赤外線用結像光学系が配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。

遠赤外線画像入力機能付きデジタル機器の例としては、赤外線カメラ，監視カメラ，防犯カメラ，車載カメラ，航空機カメラ，デジタルカメラ，ビデオカメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，携帯端末（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），モバイルコンピュータ等の小型で携帯可能な情報機器端末），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器（ドライブレコーダ，防衛機器等）等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、遠赤外線用の撮像光学装置を用いることにより赤外線カメラを構成することができるだけでなく、その撮像光学装置を各種機器に搭載することにより赤外線カメラ機能を付加することが可能である。例えば、赤外線カメラ付きスマートフォン等の遠赤外線画像入力機能を備えたデジタル機器を構成することが可能である。

遠赤外線画像入力機能付きデジタル機器の一例として、図５３にデジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図５３に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の遠赤外線光学像（像面）ＩＭを形成する結像光学系ＬＮ（ＡＸ：光軸）と、平行平板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス、必要に応じて配置される光学的ローパスフィルタ等の光学フィルタ等に相当する。）と、結像光学系ＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。

結像光学系ＬＮは、物体側より順に、正パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、からなる２枚構成の単焦点レンズであり、前述したように、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に遠赤外線からなる光学像ＩＭを形成する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。結像光学系ＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、結像光学系ＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。

デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピュータからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；フォーカシングのためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。

図１，図３，図５，…，図４９，図５１に、無限遠合焦状態にある遠赤外線用結像光学系ＬＮの第１〜第２６の実施の形態を、光路と共に光学断面でそれぞれ示す。第１〜第２６の実施の形態の結像光学系ＬＮは、物体側より順に、正パワーを有する第１レンズＬ１と、正パワーを有する第２レンズＬ２と、からなっている。第１レンズＬ１は近軸で物体側に凸の正メニスカス形状を有する両面非球面レンズであり、第２レンズＬ２は近軸で両凸形状を有する両面非球面レンズである。

第１〜第９，第１１〜第１３，第１５〜第１７，第２１〜第２６の実施の形態では、第１レンズＬ１の物体側面に回折構造が設けられている。また、第１８の実施の形態では第１レンズＬ１の像側面に回折構造が設けられており、第１９の実施の形態では第２レンズＬ２の像側面に回折構造が設けられており、第２０の実施の形態では第２レンズＬ２の物体側面に回折構造が設けられている。各実施の形態において第１，第２レンズＬ１，Ｌ２間には開口絞りＳＴが配置されており、さらに、第１の実施の形態では最も像側に光束規制板ＳＰが配置されており、第８，第９，第１３の実施の形態では最も物体側に光束規制板ＳＰが配置されている。

以下、本発明を実施した遠赤外線用結像光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜２６（ＥＸ１〜２６）は、前述した第１〜第２６の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第２６の実施の形態を表す光学構成図（図１，図３，図５，…，図４９，図５１）は、対応する実施例１〜２６のレンズ構成（レンズ断面形状，レンズ配置等），光路等をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号，近軸における曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），材料名，有効半径（ｍｍ）を示す。屈折率データとして、各レンズを構成する光学材料の各波長（８０００ｎｍ，１００００ｎｍ，１２０００ｎｍ）に対する屈折率を示す。

面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０^-nである。

…（ＡＳ）

ただし、
ｈ：Ｘ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝Ｙ²＋Ｚ²）、
Ｘ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
Ｒ：基準曲率半径（曲率半径ｒに相当する。）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数、
である。

面番号に＃が付された面は回折面であり、その回折構造は以下の式（ＤＳ）で定義される。回折面データとして、回折次数，光路差関数φの係数等を示す。なお、各実施例の回折面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０^-nである。

…（ＤＳ）

ただし、
φ：光路差関数、
Ｃｉ：光路差関数の係数、
ｈ：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
である。

表１及び表２に、各種データとして、Ｆナンバー（Ｆｎｏ），半画角（ω，°），全系の焦点距離（ｆ，ｍｍ），最大像高（Ｙ’，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），レンズバック（ＬＢ，ｍｍ），第１レンズＬ１の焦点距離（ｆＬ１，ｍｍ），第２レンズＬ２の焦点距離（ｆＬ２，ｍｍ），第１レンズＬ１の物体側面の近軸曲率半径（Ｒ１Ａ，ｍｍ），第２レンズＬ２の物体側面の近軸曲率半径（Ｒ２Ａ，ｍｍ），第１レンズＬ１の中心厚（Ｄ１，ｍｍ），第２レンズＬ２の中心厚（Ｄ２，ｍｍ），光学的全長（ＴＬｏｐｔ，ｍｍ），回折面位置（Ｓ１Ａ：第１レンズＬ１の物体側面，Ｓ１Ｂ：第１レンズＬ１の像側面，Ｓ２Ａ：第２レンズＬ２の物体側面，Ｓ２Ｂ：第２レンズＬ２の像側面）を示す。また、表３に各実施例の条件式対応値を示す。

図２，図４，図６，…，図５０，図５２は、実施例１〜２６（ＥＸ１〜２６）にそれぞれ対応する収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示す設計基準波長（評価波長）１００００ｎｍにおける球面収差量、一点鎖線で示す波長８０００ｎｍにおける球面収差量、破線で示す波長１２０００ｎｍにおける球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔは設計基準波長１００００ｎｍにおけるタンジェンシャル像面、実線Ｓは設計基準波長１００００ｎｍにおけるサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（ｍｍ）で表しており、縦軸は半画角ω（ＡＮＧＬＥ，°）を表している。歪曲収差図において、横軸は設計基準波長１００００ｎｍにおける歪曲（％）を表しており、縦軸は半画角ω（ＡＮＧＬＥ，°）を表している。なお、半画角ωの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高Ｙ’（撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分）に相当する。

実施例１（図１）は、心厚が薄い例であり、最も像側に光束規制板ＳＰが配置されている。実施例５（図９）等では、第１レンズＬ１の物体側面が凸面なので回折面の加工が容易であり、像面から遠いのでゴースト等が発生しにくい。実施例８（図１５）は、最も物体側に光束規制板ＳＰが配置されている。実施例９（図１７）は、条件式（１）の対応値が小さい例であり、最も物体側に光束規制板ＳＰが配置されている。

実施例１０（図１９）は、回折面を持たず、条件式（１）の対応値が大きい例である。実施例１１（図２１）は、他の実施例よりも画角が広い例である。実施例１３（図２５）は、最も物体側に光束規制板ＳＰが配置されている。実施例１４（図２７）は、回折面を持たず、条件式（３）の対応値が大きい例である。実施例１５（図２９）は、条件式（４）の対応値が大きい例である。

実施例１８（図３５）は、第１レンズＬ１の像側面が回折面からなっているため、汚れが着きにくく、また、絞りＳＴに近いので回折の効果を引き出し易い。実施例１９（図３７）は、第２レンズＬ２の像側面が回折面からなっているため汚れが着きにくく、また、凸面なので加工し易い。実施例２０（図３９）は、第２レンズＬ２の物体側面が回折面からなっているため汚れが着きにくく、絞りＳＴに近いのでより回折の効果を引き出し易く、また、凸面なので加工し易い。

実施例２１（図４１）は第２レンズＬ２がゲルマニウムからなっており、実施例２２（図４３）は第１レンズＬ１がゲルマニウムからなっている。実施例２３（図４５）は第１レンズＬ１がＺｎＳからなっており、実施例２４（図４７）は第２レンズＬ２がＺｎＳからなっている。実施例２５（図４９）は硝材がゲルマニウムのみであり、実施例２６（図５１）は硝材がＺｎＳのみである。したがって実施例２１〜２６は、第１，第２レンズを構成する硝材がカルコゲナイドガラスのみではないという点で、本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。

実施例１
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 4.6472 0.5500 カルコゲナイド 3.5928
2* 5.0256 1.8449 3.5046
3(絞り) ∞ 2.5067 3.1398
4* 19.1405 0.5500 カルコゲナイド 2.9413
5* -580.0130 0.7200 3.0633
6(光束規制板) ∞ 4.4762 3.0000
像面 ∞ 0.0000

屈折率データ
屈折率屈折率屈折率
材料名波長8000nm 波長10000nm 波長12000nm
カルコゲナイド 2.746 2.724 2.687

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 4.647 5.026 19.140 -580.013
Ｋ -1.128164951 -0.618998373 10.03239393 0
A4 1.91160E-03 9.21920E-04 8.76312E-04 1.55254E-03
A6 -5.53753E-07 2.81062E-04 -2.97564E-04 -2.85121E-04
A8 2.43407E-05 -1.66583E-05 7.01907E-05 1.67207E-05
A10 -2.03667E-06 2.65114E-06 -1.94898E-05 6.69003E-07
A12 2.94610E-08 -5.44957E-07 2.36260E-06 -6.30542E-07
A14 -3.53943E-09 2.05726E-08 -1.39650E-07 2.56646E-08

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003168382
C2 0.000684443
C3 -2.75E-04
C4 3.60E-05
C5 -2.01E-06
C6 4.03E-08

実施例２
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.1321 1.1013 カルコゲナイド 3.9397
2* 6.1248 2.4963 3.5326
3(絞り) ∞ 1.6265 2.3359
4* 39.1212 3.5000 カルコゲナイド 2.5483
5* -349.2958 2.3724 3.3369
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.132 6.125 39.121 -349.296
Ｋ 0.528685932 1.510710519 0 0
A4 -1.78255E-04 -3.57436E-04 -1.45291E-03 -7.96057E-04
A6 -1.48428E-05 4.18231E-05 -3.18622E-04 -1.11129E-04
A8 1.22679E-06 -3.40046E-06 3.95391E-05 -4.49795E-06
A10 -5.94336E-08 1.27904E-07 -6.30261E-06 3.58324E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003618917
C2 0.000154088
C3 -4.09E-05
C4 3.03E-06
C5 -8.87E-08

実施例３
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 4.6250 1.2000 カルコゲナイド 3.8211
2* 5.0325 2.7432 3.3021
3(絞り) ∞ 1.2612 2.1901
4* 33.4309 0.9000 カルコゲナイド 2.4311
5* -298.4905 3.3064 2.8599
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 4.625 5.032 33.431 -298.490
Ｋ 0.411119619 1.12793397 0 0
A4 -5.17428E-05 -2.14005E-04 -2.82359E-03 -2.56314E-03
A6 -2.44268E-05 5.78816E-05 -1.03723E-03 -4.25741E-04
A8 2.01595E-06 -8.29633E-06 1.71925E-04 -2.51559E-05
A10 -6.74028E-08 6.25314E-07 -3.62166E-05 -2.90350E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.004375802
C2 0.000228144
C3 -6.11E-05
C4 5.54E-06
C5 -2.01E-07

実施例４
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 4.5154 1.2214 カルコゲナイド 3.7987
2* 5.0240 2.5676 3.3088
3(絞り) ∞ 1.2907 2.1655
4* 53.0307 0.9389 カルコゲナイド 2.3181
5* -473.4882 2.9814 2.8107
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 4.515 5.024 53.031 -473.488
Ｋ 0.341792828 1.023940121 0 0
A4 -2.13756E-04 -4.32777E-04 -3.80488E-03 -3.78681E-03
A6 -1.72542E-05 7.31560E-05 -1.43752E-03 -2.52131E-04
A8 2.28196E-06 -7.71118E-06 2.93966E-04 -6.87773E-05
A10 -1.07095E-07 4.89080E-07 -6.48178E-05 2.41288E-06

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.004199746
C2 1.63E-05
C3 -3.00E-05
C4 3.46E-06
C5 -1.51E-07

実施例５
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 6.6216 1.2922 カルコゲナイド 5.0489
2* 9.0706 3.4572 4.7322
3(絞り) ∞ 1.7642 1.9515
4* 31.0466 2.2000 カルコゲナイド 2.6282
5* -383.2905 1.9719 3.2582
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 6.622 9.071 31.047 -383.291
Ｋ -0.251842421 0.410344191 0 0
A4 -5.35843E-05 -3.57552E-04 -3.47673E-04 4.99483E-04
A6 1.32447E-05 4.57446E-05 -4.49378E-04 -1.62923E-04
A8 -8.55219E-07 -5.19879E-06 -7.35763E-05
A10 1.37018E-08 2.74376E-07 1.32222E-05
A12 8.68873E-10 -4.21546E-09 -1.02331E-06
A14 3.17123E-08

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003660747
C2 5.43E-05
C3 -1.01E-05
C4 5.02E-07
C5 -9.16E-09

実施例６
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 4.6389 1.1812 カルコゲナイド 3.8057
2* 5.1543 2.1772 3.5716
3(絞り) ∞ 1.6693 2.4997
4* 37.1546 1.2000 カルコゲナイド 2.5031
5* -139.6790 3.4568 3.1541
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 4.639 5.154 37.155 -139.679
Ｋ 0.248440246 -2.396459257 0 0
A4 -1.25732E-03 3.04348E-03 -3.46085E-03 -2.61127E-03
A6 3.73143E-04 -2.83871E-04 -7.82550E-04 -4.25831E-04
A8 -8.07637E-05 5.47574E-05 2.32675E-04 0.00000E+00
A10 8.67374E-06 -3.48042E-06 -1.03463E-04 1.41655E-06
A12 -5.42686E-07 -4.15965E-07 1.64534E-05 -2.38266E-07
A14 1.65970E-08 4.30048E-08 -4.89521E-07
A16 -3.30958E-10 -1.01612E-09 -1.25927E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.001565396
C2 -0.002086163
C3 7.85E-04
C4 -1.48E-04
C5 1.43E-05
C6 -6.81E-07
C7 1.27E-08

実施例７
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.1432 0.7121 カルコゲナイド 3.8310
2* 5.7146 3.1885 3.7497
3(絞り) ∞ 0.9410 2.6585
4* 24.3711 1.3000 カルコゲナイド 2.9249
5* -91.6204 4.8281 3.1028
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.143 5.715 24.371 -91.620
Ｋ 0.528569708 -0.91042288 0 0
A4 1.62819E-05 2.95356E-03 -5.32729E-05 3.33076E-04
A6 1.83694E-04 -4.78880E-04 -5.60677E-05 -6.71829E-05
A8 -6.53672E-05 8.16500E-05 6.07669E-06 0.00000E+00
A10 8.98946E-06 -3.51478E-06 -2.86864E-06 -1.87970E-07
A12 -6.38883E-07 -4.94350E-07 1.74129E-07 -2.37800E-08
A14 1.72697E-08 4.22267E-08 1.69672E-08
A16 -1.85560E-10 -8.80961E-10 -2.21000E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.002536971
C2 -0.001355118
C3 7.05E-04
C4 -1.53E-04
C5 1.58E-05
C6 -7.89E-07
C7 1.52E-08

実施例８
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1(光束規制板) ∞ 0.0000 3.4210
2*# 5.8511 0.9079 カルコゲナイド 3.4201
3* 6.4796 1.1188 3.3652
4(絞り) ∞ 2.4456 3.2204
5* 25.4122 1.2000 カルコゲナイド 3.2463
6* -91.4107 5.0552 3.3861
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第2面第3面第5面第6面
Ｒ 5.851 6.480 25.412 -91.411
Ｋ -0.173746323 -16.68263361 0 0
A4 -2.42133E-04 6.32616E-03 3.60215E-05 7.17102E-04
A6 1.73373E-04 -6.52615E-04 1.71242E-04 -1.67343E-05
A8 -7.81624E-05 1.68079E-05 -8.05201E-05 0.00000E+00
A10 1.07761E-05 8.55672E-07 1.61450E-05 -9.55782E-07
A12 -8.17224E-07 -2.01287E-07 -1.96515E-06 3.79900E-08
A14 2.94992E-08 1.11563E-08 1.21068E-07
A16 -4.76843E-10 -2.02307E-10 -3.09896E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.004668925
C2 0.000970639
C3 -1.76E-04
C4 -1.51E-05
C5 6.55E-06
C6 -5.85E-07
C7 1.68E-08

実施例９
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1(光束規制板) ∞ 0.4400 3.4201
2*# 7.7581 0.9800 カルコゲナイド 3.4201
3* 8.5915 0.8249 3.4984
4(絞り) ∞ 2.7881 3.3782
5* 22.2494 0.9800 カルコゲナイド 3.6300
6* -80.0337 5.7042 3.7409
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第2面第3面第5面第6面
Ｒ 7.758 8.591 22.249 -80.034
Ｋ 0.128065904 -26.58795864 0 0
A4 -3.05597E-04 3.29951E-03 2.47757E-04 8.51968E-04
A6 -1.77458E-04 -5.37415E-04 1.91419E-04 -1.30986E-05
A8 -2.71312E-05 1.32462E-05 -7.67025E-05 0.00000E+00
A10 8.22667E-06 1.23036E-06 1.44490E-05 -2.71919E-07
A12 -1.02915E-06 -1.67097E-07 -1.54127E-06 2.86008E-10
A14 6.28439E-08 8.76232E-09 8.33915E-08
A16 -1.62860E-09 -2.12265E-10 -1.84266E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.005666944
C2 0.001877572
C3 -5.23E-04
C4 5.12E-05
C5 -1.80E-07
C6 -2.36E-07
C7 9.45E-09

実施例１０
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1* 7.7249 2.7000 カルコゲナイド 4.9117
2* 9.9162 2.2125 3.8903
3(絞り) ∞ 2.3177 2.1595
4* 20.4552 2.7000 カルコゲナイド 2.8953
5* -234.6184 2.1267 3.9518
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 7.725 9.916 20.455 -234.618
Ｋ 0 0 0 0
A4 -1.54868E-04 -2.33154E-04 -8.79343E-04 7.05861E-04
A6 1.19759E-05 3.19082E-05 4.62150E-05 -4.65865E-04
A8 -1.63308E-06 -9.98562E-06 -7.73532E-05 4.46066E-05
A10 7.08840E-08 1.06040E-06 8.50581E-06 -4.18650E-06
A12 -1.13987E-09 -4.87823E-08 1.31791E-07 2.09325E-07
A14 -1.16389E-12 7.98191E-10 -8.02467E-08 -4.05264E-09

実施例１１
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 3.4785 0.6470 カルコゲナイド 2.6977
2* 3.7788 1.6426 2.5583
3(絞り) ∞ 0.9608 1.8556
4* 15.6508 0.6470 カルコゲナイド 2.1954
5* -294.7429 3.2079 2.5163
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 3.479 3.779 15.651 -294.743
Ｋ -1.055566306 -0.477516216 0 0
A4 7.62720E-03 9.21172E-03 -4.08821E-03 1.92410E-03
A6 -1.55535E-03 -5.05135E-03 5.09224E-03 -7.29879E-04
A8 3.50471E-04 2.05672E-03 -3.53398E-03 -1.42909E-04
A10 -1.19157E-05 -3.54834E-04 9.34801E-04 1.53215E-05
A12 -2.73522E-06 1.88207E-05 -1.02404E-04 -3.66231E-06

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.006458426
C2 0.001885715
C3 -6.70E-04
C4 9.73E-05
C5 -5.33E-06

実施例１２
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 6.9427 2.9916 カルコゲナイド 4.1503
2* 6.3115 1.8575 3.2200
3(絞り) ∞ 0.9061 2.2947
4* 20.6153 3.0000 カルコゲナイド 2.6582
5* -43.6902 3.6530 3.3417
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 6.943 6.312 20.615 -43.690
Ｋ 0 0 0 0
A4 -7.44856E-05 -1.12354E-03 -1.16318E-03 -8.08610E-04
A6 -3.73881E-05 1.97013E-05 -1.57571E-04 -7.61890E-05
A8 1.22212E-06 -2.26899E-05 1.22586E-05 -6.11463E-06
A10 -9.01681E-08 9.79894E-07 -3.10073E-06 3.23153E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.0028138
C2 0.000316205
C3 -4.03E-05
C4 1.81E-06
C5 -3.12E-08

実施例１３
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1(光束規制板) ∞ 0.0000 4.8000
2*# 5.5529 2.0000 カルコゲナイド 4.2042
3* 4.8286 2.0470 3.0919
4(絞り) ∞ 2.7678 2.7525
5* 16.3438 2.0000 カルコゲナイド 3.7093
6* -326.8758 4.2094 3.9886
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第2面第3面第5面第6面
Ｒ 5.553 4.829 16.344 -326.876
Ｋ 0 0 0 0
A4 1.05062E-03 6.07854E-04 -1.64655E-04 -1.41857E-04
A6 -8.98335E-05 2.64218E-04 -2.59261E-05 -2.65747E-05
A8 5.17672E-06 -2.68247E-05 -1.34740E-06 -3.15380E-06
A10 -2.76820E-08 2.16995E-06 -7.83272E-08 8.45680E-08

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.005612226
C2 0.001662459
C3 -0.000263973
C4 1.63E-05
C5 -3.54E-07

実施例１４
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1* 7.0913 2.5000 カルコゲナイド 3.6465
2* 5.6595 0.8801 3.2081
3(絞り) ∞ 1.2662 3.0833
4* 12.4696 2.5000 カルコゲナイド 3.2726
5* -115.2462 5.3755 3.6104
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 7.091 5.659 12.470 -115.246
Ｋ 0 0 0 0
A4 -6.59514E-04 -1.85746E-03 7.23618E-04 1.27332E-03
A6 -8.68487E-05 -1.59981E-04 -1.97861E-04 -1.41189E-04
A8 9.66931E-06 -1.91640E-05 5.56517E-05 3.21524E-05
A10 -1.66428E-06 2.26377E-06 -1.13101E-05 -6.08135E-06
A12 1.14992E-07 -9.25099E-08 9.95569E-07 4.01462E-07
A14 -3.29971E-09 1.44965E-09 -3.68518E-08 -9.08254E-09

実施例１５
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 6.1787 2.5000 カルコゲナイド 3.9407
2* 5.1489 1.8921 3.1704
3(絞り) ∞ 0.4876 2.3834
4* 36.6634 2.5000 カルコゲナイド 2.5705
5* -21.3332 4.4532 3.1307
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 6.179 5.149 36.663 -21.333
Ｋ 0 0 0 0
A4 8.63034E-04 -7.76317E-04 -8.43978E-04 -4.54078E-04
A6 -1.52457E-04 -1.04515E-05 -1.48845E-04 -6.48877E-05
A8 3.65484E-06 -2.45780E-05 9.74700E-06 -6.01794E-06
A10 2.57080E-07 -5.35704E-07 -3.28023E-06 1.88877E-07
A12 -2.06704E-08 9.06530E-08

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.007376102
C2 0.00212927
C3 -0.000342734
C4 2.32E-05
C5 -5.72E-07

実施例１６
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.1477 1.8976 カルコゲナイド 3.8324
2* 4.6797 1.5135 2.7795
3(絞り) ∞ 2.6649 2.4440
4* 14.3177 2.0000 カルコゲナイド 3.4417
5* ∞ 3.4268 3.8710
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.148 4.680 14.318 -2.51182E+14
Ｋ 0 0 0 0
A4 6.78758E-04 9.23645E-04 -4.78947E-05 -1.25620E-05
A6 -4.61577E-05 2.87865E-04 -9.84231E-05 -7.56947E-05
A8 3.45048E-06 -2.54707E-05 3.67657E-06 -5.35438E-06
A10 4.61052E-08 2.62321E-06 -5.83771E-07 1.87232E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003186839
C2 0.000950398
C3 -0.000202033
C4 1.47E-05
C5 -3.60E-07

実施例１７
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 6.1914 2.0000 カルコゲナイド 3.9942
2* 5.3838 2.3676 3.4180
3(絞り) ∞ 0.9106 2.6286
4* 19.8856 2.0000 カルコゲナイド 3.0486
5* -36.9502 4.9184 3.4533
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 6.191 5.384 19.886 -36.950
Ｋ 0 0 0 0
A4 2.62762E-04 -9.58643E-04 -3.91462E-04 -2.54857E-04
A6 -1.09168E-04 6.59875E-05 -5.48961E-05 -1.68792E-05
A8 5.04247E-06 -2.89082E-05 -7.66475E-07 -1.01167E-05
A10 -2.45385E-07 1.00550E-06 -8.21247E-07 2.96121E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.004694073
C2 0.001088813
C3 -0.000173597
C4 1.11E-05
C5 -2.57E-07

実施例１８
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1* 8.4725 2.1000 カルコゲナイド 3.9454
2*# 9.3826 1.3735 3.4763
3(絞り) ∞ 2.3191 2.8774
4* 20.8187 2.1000 カルコゲナイド 3.3198
5* -74.8874 4.5375 3.6281
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 8.472 9.383 20.819 -74.887
Ｋ 2.638675499 -33.76218837 0 0
A4 -1.41522E-03 3.31093E-03 2.00401E-04 7.04751E-04
A6 1.99116E-04 -3.60868E-04 -3.52434E-04 -4.13039E-04
A8 -6.18636E-05 1.11785E-05 6.62821E-05 7.28390E-05
A10 8.61704E-06 3.64301E-07 -8.00867E-06 -7.71776E-06
A12 -6.94273E-07 -1.03053E-07 5.05404E-07 3.87519E-07
A14 2.89616E-08 8.22542E-09 -2.08600E-08 -7.32482E-09
A16 -4.97E-10 -2.30E-10 4.95E-10

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.004820215
C2 0.001280835
C3 -0.000584365
C4 1.12E-04
C5 -1.06E-05
C6 4.92E-07
C7 -8.99E-09

実施例１９
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1* 8.7591 2.5000 カルコゲナイド 3.8986
2* 7.8279 1.4305 3.3796
3(絞り) ∞ 2.1781 2.9869
4* 16.2364 2.5000 カルコゲナイド 3.7176
5*# -58.4044 5.5464 4.5072
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 8.759 7.828 16.236 -58.404
Ｋ 2.699695918 -2.725122024 0 0
A4 -1.27121E-03 -1.77890E-04 -8.53248E-05 1.41718E-03
A6 9.87958E-05 -2.08426E-04 -1.65184E-04 -5.65238E-04
A8 -4.28391E-05 2.09976E-05 3.39754E-05 7.82042E-05
A10 6.34952E-06 -1.09582E-06 -6.26258E-06 -6.15893E-06
A12 -5.24223E-07 -7.89065E-08 6.13426E-07 2.34145E-07
A14 2.20582E-08 1.17438E-08 -3.11573E-08 -3.43240E-09
A16 -3.80E-10 -3.73E-10 5.65E-10

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003663687
C2 -0.002444765
C3 0.000812334
C4 -1.25E-04
C5 9.63E-06
C6 -3.63E-07
C7 5.30E-09

実施例２０
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1* 7.0099 2.2000 カルコゲナイド 3.6835
2* 6.1004 1.3282 3.4018
3(絞り) ∞ 0.9218 3.0399
4*# 17.5959 2.2000 カルコゲナイド 3.2091
5* -63.2946 5.5240 3.4745
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 7.010 6.100 17.596 -63.295
Ｋ 1.865238805 -1.796807954 0 0
A4 -1.31185E-03 -1.66192E-04 9.96282E-04 1.14466E-03
A6 -6.51118E-05 -2.16754E-04 -2.87029E-04 -1.53307E-04
A8 -9.06426E-06 -3.90666E-07 4.63782E-05 3.79174E-05
A10 1.38779E-06 -6.92636E-07 1.55528E-06 -6.61097E-06
A12 -1.97567E-07 1.45030E-07 -1.84214E-06 4.43026E-07
A14 1.31749E-08 -8.76086E-09 2.16700E-07 -1.08199E-08
A16 -3.85E-10 1.99E-10 -8.20E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.006453064
C2 0.000695119
C3 -0.000565359
C4 1.97E-04
C5 -3.28E-05
C6 2.59E-06
C7 -7.87E-08

実施例２１
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 4.6934 0.9273 カルコゲナイド 3.4966
2* 5.1399 1.1020 3.2421
3(絞り) ∞ 2.7268 3.1670
4* 134.3809 3.0000 ゲルマニウム 2.7475
5* -53.9803 3.9326 3.5675
像面 ∞ 0.0000

屈折率データ
屈折率屈折率屈折率
材料名波長8000nm 波長10000nm 波長12000nm
カルコゲナイド 2.746 2.724 2.687
ゲルマニウム 4.006 4.003 4.002

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 4.693 5.140 134.381 -53.980
Ｋ 0 0 0 0
A4 1.52682E-03 4.81104E-04 -4.22675E-04 -1.91389E-04
A6 -8.67314E-04 4.54389E-05 -6.36803E-04 -3.29191E-04
A8 2.40831E-04 -3.71391E-05 2.06952E-04 6.15963E-05
A10 -3.32375E-05 6.82936E-06 -4.69050E-05 -7.58407E-06
A12 2.18198E-06 -7.81081E-07 5.30476E-06 4.50616E-07
A14 -5.82589E-08 2.71870E-08 -2.67250E-07 -1.01356E-08

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.00380399
C2 0.001897148
C3 -0.00131383
C4 3.72E-04
C5 -5.07E-05
C6 3.30E-06
C7 -8.25E-08

実施例２２
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.1079 0.7047 ゲルマニウム 3.4855
2* 5.3048 1.0313 3.3215
3(絞り) ∞ 3.2359 3.2402
4* 28.5250 3.0000 カルコゲナイド 2.8943
5* -116.7591 3.3448 3.8870
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.108 5.305 28.525 -116.759
Ｋ 0 0 0 0
A4 1.84647E-04 3.07451E-05 -7.01563E-04 -9.59065E-04
A6 -2.28755E-04 2.09236E-05 -8.23478E-04 -2.00662E-04
A8 1.19453E-04 -2.67070E-05 2.76559E-04 2.06378E-05
A10 -2.52520E-05 3.01513E-06 -6.20125E-05 -2.43424E-06
A12 2.09534E-06 -3.47277E-07 6.74280E-06 1.49997E-07
A14 -6.36662E-08 1.30582E-08 -3.10181E-07 -3.43601E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.001099949
C2 -0.000271825
C3 5.00E-05
C4 9.10E-05
C5 -1.89E-05
C6 2.56E-07
C7 1.44E-07
C8 -7.30E-09

実施例２３
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.7492 2.5000 硫化亜鉛 4.0834
2* 6.4211 1.7814 3.3229
3(絞り) ∞ 1.4492 2.3548
4* 20.7379 2.5000 カルコゲナイド 2.6785
5* -186.8640 3.2387 3.4425
像面 ∞ 0.0000

屈折率データ
屈折率屈折率屈折率
材料名波長8000nm 波長10000nm 波長12000nm
カルコゲナイド 2.746 2.724 2.687
硫化亜鉛 2.223 2.200 2.170

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.749 6.421 20.738 -186.864
Ｋ 0 0 0 0
A4 -1.37186E-05 -8.69490E-04 -1.40849E-03 -1.33052E-03
A6 -5.47662E-05 8.43284E-05 -3.92698E-04 -1.33824E-04
A8 3.06030E-06 -3.01047E-05 5.64368E-05 -6.77222E-06
A10 -2.22786E-07 1.13094E-06 -8.38287E-06 4.27728E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003985181
C2 0.000233733
C3 -3.98E-05
C4 2.21E-06
C5 -4.63E-08

実施例２４
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 6.0155 2.2516 カルコゲナイド 4.0181
2* 6.2631 1.8716 3.3371
3(絞り) ∞ 1.3451 2.3148
4* 16.4061 2.5000 硫化亜鉛 2.5806
5* -125.1680 2.9115 3.3585
像面 ∞ 0.0000

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 6.015 6.263 16.406 -125.168
Ｋ 0 0 0 0
A4 -1.79970E-04 -9.47992E-04 -1.85413E-03 -1.56676E-03
A6 -3.00203E-05 6.32974E-05 -6.70781E-04 -1.77543E-04
A8 1.13292E-06 -2.58942E-05 1.18854E-04 -1.15365E-05
A10 -1.61745E-07 9.68816E-07 -1.68194E-05 6.78023E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.002288353
C2 0.000142746
C3 -2.88E-05
C4 1.56E-06
C5 -3.19E-08

実施例２５
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 7.9817 2.0674 ゲルマニウム 3.5559
2* 7.4843 0.4857 3.0464
3(絞り) ∞ 2.9301 3.0297
4* 36.2253 3.0000 ゲルマニウム 3.1655
5* -100.0000 4.3745 3.8790
像面 ∞ 0.0000

屈折率データ
屈折率屈折率屈折率
材料名波長8000nm 波長10000nm 波長12000nm
ゲルマニウム 4.006 4.003 4.002

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 7.982 7.484 36.225 -100.000
Ｋ 0 0 0 0
A4 -3.20141E-04 -1.10265E-03 -3.98904E-05 -4.36656E-06
A6 -8.12126E-05 -3.88927E-05 -4.01374E-04 -2.51747E-04
A8 1.23543E-05 -2.16577E-05 8.90250E-05 3.87973E-05
A10 -1.58306E-06 4.14179E-06 -1.32208E-05 -4.00176E-06
A12 9.05372E-08 -3.78846E-07 9.64843E-07 2.04752E-07
A14 -2.12848E-09 1.32815E-08 -3.14651E-08 -4.02030E-09

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.000496359
C2 2.44E-05
C3 1.06E-05
C4 -7.64E-07
C5 -2.21E-07
C6 3.03E-08
C7 -1.04E-09

実施例２６
単位：mm
面データ
面番号 r d 材料名有効半径
物面 ∞ ∞
1*# 5.7535 2.9188 硫化亜鉛 4.1073
2* 6.7923 1.4021 3.1384
3(絞り) ∞ 1.3444 2.2552
4* 19.3965 3.0000 硫化亜鉛 2.4633
5* -125.1680 2.4458 3.3798
像面 ∞ 0.0000

屈折率データ
屈折率屈折率屈折率
材料名波長8000nm 波長10000nm 波長12000nm
硫化亜鉛 2.223 2.200 2.170

非球面データ
第1面第2面第4面第5面
Ｒ 5.753 6.792 19.396 -125.168
Ｋ 0 0 0 0
A4 -5.73112E-05 -9.07514E-04 -2.13709E-03 -1.53125E-03
A6 -3.62392E-05 8.57430E-05 -8.08468E-04 -1.85696E-04
A8 1.96548E-06 -3.55013E-05 1.60382E-04 -1.07976E-05
A10 -1.73684E-07 1.55067E-06 -2.41702E-05 7.71431E-07

回折面データ
回折次数 1
規格化波長[nm] 10000
C1 -0.003763701
C2 1.14E-04
C3 -1.74E-05
C4 4.45E-07
C5 1.23E-11

ＤＵデジタル機器
ＬＵ撮像光学装置
ＬＮ結像光学系
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
ＳＰ光束規制板
ＳＴ開口絞り（絞り）
ＳＲ撮像素子
ＳＳ受光面（撮像面）
ＩＭ像面（光学像）
ＡＸ光軸
１信号処理部
２制御部
３メモリー
４操作部
５表示部

Claims

物体側より順に、正パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、からなる２枚構成の遠赤外線用結像光学系であって、
前記第１レンズが、近軸で物体側に凸の正メニスカス形状を有する両面非球面レンズであり、
前記第２レンズが、近軸で両凸形状を有する両面非球面レンズであり、
全系の子午面内における様子を光軸が横になるように描いた場合において、軸上光と周辺光との上下位置が入れ替わる位置を第１レンズと第２レンズとの間に有し、
前記第１，第２レンズを構成する硝材がカルコゲナイドガラスのみであり、使用波長範囲が３μｍ以上１３μｍ以下であり、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする遠赤外線用結像光学系；
０．６＜（ＴＬｏｐｔ−ＬＢ）／ＴＬｏｐｔ＜０．９５ …（１）
ただし、
ＴＬｏｐｔ＝ＴＬ＋Ｄ１×（ｎ１−１）＋Ｄ２×（ｎ２−１）
ＴＬ：全長、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｎ１：第１レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ｎ２：第２レンズの設計基準波長に対する屈折率、
ＬＢ：光学系最終面から近軸像面までの距離、
である。
前記第１，第２レンズが有するレンズ面のうちのいずれか１面に回折構造を有することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線用結像光学系。
前記第１レンズの物体側面に回折構造を有することを特徴とする請求項１又は２記載の遠赤外線用結像光学系。
前記第２レンズの物体側面に回折構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系。
前記第１レンズと前記第２レンズとの中間に絞りが位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系。
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系；
０＜（ＴＬ×Ｆｎｏ／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜１．５ …（２）
ただし、
ＴＬ：全長、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系；
０＜Ｆｎｏ×（（Ｄ１＋Ｄ２）／ｆ）×（Ｒ１Ａ／Ｒ２Ａ）＜０．５ …（３）
ただし、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー、
Ｄ１：第１レンズの中心厚、
Ｄ２：第２レンズの中心厚、
ｆ：全系の焦点距離、
Ｒ１Ａ：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２Ａ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系；
０．００１＜Ｐ＜０．０３５ …（４）
ただし、
Ｐ：波長１００００ｎｍにおける回折光学面のパワー（ｍｍ^-1）、
である。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の遠赤外線用結像光学系と、撮像面上に形成された遠赤外線光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の遠赤外線光学像が形成されるように前記遠赤外線用結像光学系が設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
請求項９記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
携帯端末であることを特徴とする請求項１０記載のデジタル機器。