JPH09145997A

JPH09145997A - 赤外用結像レンズ

Info

Publication number: JPH09145997A
Application number: JP30086595A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawamoto; 章澤本
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JP3562777B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広い波長領域に対応して色収差を小さく補正
可能な赤外光用の結像レンズを提供する。【解決手段】物体側から像側に向かって正の屈折力の
第１のレンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ
２と、正の屈折力の第３のレンズ群Ｇ３によって結像レ
ンズを構成し、第１および第３のレンズ群をシリコン製
のレンズＬ１およびＬ３とし、さらに、第２のレンズ群
に負の屈折力のゲルマニウム製のレンズＬ２２を設け
る。シリコン製およびゲルマニウム製のレンズは屈折力
が大きいので、レンズの曲率を緩くでき、収差の発生度
合いを少なくできる。さらに、第２および第３のレンズ
群の径を小さくすることによって高価なゲルマニウム製
のレンズを含め小型できるので、安価に結像レンズ１０
を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外光用の結像レ
ンズに関し、特に、広い波長領域の赤外光を結像可能な
レンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外光を用いて周囲を監視する監視カメ
ラなど、近年、赤外光領域を用いた製品が増加してい
る。例えば、３μｍ以上の遠赤外領域には、大気の赤外
線透過特性から透過率が非常に高くなる帯域があり、３
〜５μｍの波長領域がその１つである。従って、この赤
外光を用いた多種多用な光学装置を実用化され、また、
開発されている。

【０００３】この領域では波長が可視光の約８倍と長い
ので、透過率および分散値から可視光領域の光学材料を
使用することは不可能である。従って、シリコン（Ｓ
ｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジンクセレン（ＺｎＳ
ｅ）あるいは硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの高価な材料のレ
ンズが用いられる。さらに、赤外光を用いたレンズにお
いては、３〜５μｍといった広い波長幅の光を結像させ
るため色収差を小さく補正する必要がある。特開昭６１
−１３２９０１号に赤外光用の色消し光学系が記載され
ており、この光学系では、上記の光学材料のうち分散の
大きなＺｎＳを色収差補正用の負レンズとして採用する
ことによって色収差を補正している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光学装置に使用される
波長幅の広い赤外光の結像用レンズは、小型で、かつ安
価であり、さらに、色収差が小さく補正された高性能の
ものが要望される。特開昭６１−１３２９０１号の光学
系は、ＺｎＳ製レンズを用いて色収差が小さくなるよう
に補正しているが、ＺｎＳの屈折力が小さいため複数の
レンズが必要となっている。従って、実際の光学系を構
成するレンズの枚数は７枚と多くなる。また、複数の色
収差補正用のレンズをリレーするために光学系が長くな
り、小型化を図ることが難しい。

【０００５】そこで、本発明においては、光学装置に用
いられることの多い３〜５μｍ程度の幅広い赤外光を収
光し結像可能な結像レンズであって、色収差が良好に補
正され、小型で、さらに安価な結像レンズを提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、まず、物体側から像側に向かって順に、正の屈折
力の第１のレンズ群と、負の屈折力の第２のレンズ群
と、正の屈折力の第３のレンズ群によって結像レンズを
構成し、第１および第３のレンズ群をシリコン製のレン
ズとし、さらに、第２のレンズ群に負の屈折力のゲルマ
ニウム製のレンズを設けるようにしている。例えば図１
に波長４μｍの屈折率を示してあるように、シリコン製
のレンズ（Ｓｉ製レンズ）は赤外光に対してＺｎＳ製レ
ンズやＺｎＳｅ製レンズと比較し屈折力が大きいので、
レンズの曲率を緩くできる。従って、発生する収差を少
なくでき、さらに、レンズの表面における反射も少なく
できるので透過率も向上される。また、ゲルマニウム製
のレンズ（Ｇｅ製レンズ）の屈折力も、図１に示すよう
にＺｎＳ製レンズやＺｎＳｅ製レンズと比較し大きく、
また、分散はＳｉ製レンズより大きい。従って、Ｇｅ製
レンズはＳｉ製レンズに対して色収差補正用の負のレン
ズに適しており、さらに、ＺｎＳ製レンズやＺｎＳｅ製
レンズより屈折力が大きいので少ない枚数で色収差を補
正できる。このように、正の屈折力のＳｉ製レンズと負
の屈折力のＧｅ製レンズを用いた３群構成によって、広
い波長領域の赤外光を色収差が小さくなるように補正可
能な結像レンズを提供できる。

【０００７】このような結像レンズを小型で安価に提供
するためには、各レンズの径を小さくすることが重要で
ある。特に、コストの高いＧｅ製レンズのレンズ径を小
さくすることが望ましい。そこで、本発明においては、
第１および第２のレンズ群が以下の条件（１）を満足す
るようにしている。

【０００８】０．３１＜ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＜１．７５・・・（１）ただし、ｆ₁は第１のレンズ群の焦点距離、ｆ₂は第２
のレンズ群の焦点距離であり、ｄ_1-2は第１のレンズ群
と第２のレンズ群との空気間隔をそれぞれ示している。

【０００９】このように第１および第２のレンズ群の空
気間隔を設定することにより、３つレンズが短い間隔で
設定された、いわゆるトリプレット型と異なり、第１群
のレンズ群に対しＧｅ製レンズを含めた第２群のレンズ
の径をほぼ半分程度にすることが可能となる。従って、
高価なＧｅ製レンズの径を小さくでき、安価な結像レン
ズを実現できる。ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）の値が
０．３１程度以下になると第１および第２のレンズ群の
間隔が狭くなるので、像面湾曲、コマ収差が悪化してし
まい、さらに、第１および第２のレンズ群の径を大きく
する必要があるので、高価になってしまう。一方、ｄ
_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）の値が１．７５程度以上にな
ると、第１および第２のレンズ群の間隔が広くなるの
で、諸収差の補正には有利となるが、結像レンズの全長
が延びてしまい小型化が図れない。

【００１０】さらに、良好な倍率色収差および軸上色収
差を得るためには、以下の条件（２）を満足することが
望ましい。

【００１１】０．１＜ｄ_2-3／ｆ＜１．０・・・（２）ただし、ｆは第１、第２および第３のレンズ群の合成焦
点距離であり、ｄ_2-3は第２のレンズ群と前記第３のレ
ンズ群との空気間隔をそれぞれ示している。

【００１２】ｄ_2-3／ｆが０．１程度以下になると第２
および第３のレンズ群の間隔が狭くなるので、倍率色収
差あるいは軸上色収差が悪化してしまう。一方、ｄ_2-3
／ｆが１．０程度以上になると、諸収差の変動は少なく
なるが、第２のレンズ群あるいは第３のレンズ群の径を
大きくする必要があるので、結像レンズが高価になって
しまう。また、第２および第３のレンズ群の間隔が広く
なるので、結像レンズが長くなり、小型化が図れない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の結像レンズを実施
例１〜６に基づきさらに詳しく説明する。実施例１〜６
の各結像レンズは基本構成はほぼ同様であり、物体側か
ら像側に向かって第１のレンズ群Ｇ１、第２のレンズ群
Ｇ２および第３のレンズ群Ｇ３が配置されており、それ
ぞれのレンズ群のレンズデータは後述する通りである。
以下に示す各実施例のレンズデータにおいて、ｆは全系
の焦点距離（ｍｍ）、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは画角、ｒ
₁〜ｒ₁₂は物体側から順番に並んだ各レンズあるいはフ
ィルタ面の曲率半径、ｄ₁〜ｄ₁₂は物体側から順番に並
んだ各レンズあるいはフィルタ面の間の距離、ｅ₁〜ｅ
₁₂は物体側から順番に並んだ各レンズあるいはフィルタ
面の有効半径、ｎ₁〜ｎ₆は物体側から順番に並んだ各
レンズあるいはフィルタの４μｍの波長の赤外光に対す
る屈折率を示してある。

【００１４】〔実施例１〕図２に本発明の実施例１に係
る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ１
０は、正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１、負の屈折力の
第２のレンズ群Ｇ２および正の屈折力の第３のレンズ群
Ｇ３から構成されている。さらに、第３のレンズ群Ｇ３
の像側には、結像レンズ１０に続いて赤外光の検出系を
熱的に遮断するなどの目的を備えたフィルターＬ４およ
びＬ５を設けてある。本例の結像レンズ１０の第１のレ
ンズ群Ｇ１は、正の屈折力を備えたＳｉ製のメニスカス
レンズＬ１で構成されている。また、第２のレンズ群Ｇ
２は、正の屈折力を備えたＳｉ製のメニスカスレンズＬ
２１および負の屈折力を備えたＧｅ製のメニスカスレン
ズＬ２２によって構成されている。さらに、第３のレン
ズ群Ｇ３は、正の屈折力を備えたＳｉ製のメニスカスレ
ンズＬ３によって構成されている。このように、本例の
赤外光用の結像レンズ１０は、計４枚のレンズで構成さ
れており、各レンズおよびフィルタのデータは以下の通
りである。

【００１５】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝３．４４° ｒ₁＝ 128.119 ｄ₁＝ 7.62 ｅ₁＝ 44.13 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 205.086 ｄ₂＝49.4 ｅ₂＝ 42.95 ｒ₃＝ 43.035 ｄ₃＝ 6.0 ｅ₃＝ 24.6 ｎ₂＝ 3.4289 Siレンズｒ₄＝ 61.919 ｄ₄＝ 3.332 ｅ₄＝ 23.1 ｒ₅＝ 70.513 ｄ₅＝ 3.6 ｅ₅＝ 20.9 ｎ₃＝ 4.0255 Geレンズｒ₆＝ 33.471 ｄ₆＝50.0 ｅ₆＝ 18.3 ｒ₇＝ 87.452 ｄ₇＝ 5.0 ｅ₇＝ 22.17 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝1942.812 ｄ₈＝ 2.346 ｅ₈＝ 21.8 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 21.8 ｎ₅＝ 3.4289 Siレンズｒ₁₀＝ ∞ ｄ₁₀＝ 4.0 ｅ₁₀＝ 21.8 ｒ₁₁＝ ∞ ｄ₁₁＝ 2.0 ｅ₁₁＝ 21.8 ｎ₆＝ 4.0255 Geレンズｒ₁₂＝ ∞ ｅ₁₂＝ 21.8 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(49.4) が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第６面と第７面の間隔ｄ₆(50.0) が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００１６】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝０．８４ｄ_2-3／ｆ＝０．５本例の結像レンズ１０の各面の有効半径は、第１のレン
ズ群Ｇ１のＳｉ製レンズＬ１が約４４ｍｍ、第２のレン
ズ群Ｇ２のＳｉ製レンズＬ２１が約３１ｍｍ、Ｇｅ製レ
ンズＬ２２が約２３ｍｍであり、さらに、第３のレンズ
群Ｇ３のＳｉ製レンズＬ３が約１８ｍｍである。従っ
て、第２および第３のレンズ群の有効半径を第１のレン
ズ群のほぼ半分程度にすることができ、特に、Ｇｅ製レ
ンズＬ２２の有効半径を第１のレンズ群の半分程度にす
ることができる。従って、第２および第３群のレンズの
小型化が図れ、特に高価なＧｅ製レンズを小さくできる
ので、小型で安価な結像レンズを実現できる。

【００１７】図３に本例の結像レンズの諸収差図を示し
てある。球面収差図においては３μｍ、４μｍおよび５
μｍの各波長の赤外光の収差状況を示してあり、いずれ
の波長においても色収差は小さく、良好に補正に補正で
きていることが判る。また、非点収差図においてはメリ
ディオナル画像（Ｍ）およびサジタル画像（Ｓ）を示し
てあり、歪曲収差および非点収差も良好な値を示してい
ることが判る。このように、本発明により、３〜５μｍ
の広い赤外光領域におけて、色収差およびその他の収差
が良好な結像レンズを４枚という少ないレンズ構成で実
現でき、結像系を小型化できる。さらに、Ｇｅ製レンズ
を含めた第２および第３群のレンズのレンズ径も小さく
できる。従って、本発明により、幅広い赤外光に対し諸
収差が良好に補正できる高性能の結像レンズを安価に提
供できる。

【００１８】〔実施例２〕図４に本発明の実施例２に係
る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ１
０は、第２のレンズ群Ｇ２が負の屈折力を備えたＧｅ製
のメニスカスレンズＬ２２単体によって構成され、計３
枚のレンズによって結像レンズが構成されている。他の
上記の実施例１の結像レンズと共通する部分には同じ符
号を付して説明を省略する。各レンズおよびフィルタの
データは以下の通りである。

【００１９】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝３．４４° ｒ₁＝ 114.150 ｄ₁＝ 7.62 ｅ₁＝ 44.73 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 207.103 ｄ₂＝52.8 ｅ₂＝ 43.73 ｒ₃＝-642.858 ｄ₃＝ 3.6 ｅ₃＝ 20.05 ｎ₂＝ 4.0255 Geレンズｒ₄＝ 251.263 ｄ₄＝50.0 ｅ₄＝ 19.79 ｒ₅＝ 42.465 ｄ₅＝ 4.7 ｅ₅＝ 19.4 ｎ₃＝ 3.4289 Siレンズｒ₆＝ 72.642 ｄ₆＝10.0 ｅ₆＝ 18.6 ｒ₇＝ ∞ ｄ₇＝ 2.0 ｅ₇＝ 18.6 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝ ∞ ｄ₈＝ 4.0 ｅ₈＝ 18.6 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 18.6 ｎ₅＝ 4.0255 Geレンズｒ₁₀＝ ∞ ｅ₁₀＝ 18.6 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(52.8) が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第４面と第５面の間隔ｄ₄(50.0) が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００２０】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝１．３３９ｄ_2-3／ｆ＝０．５本例の結像レンズ１０においても上記の実施例と同様に
Ｇｅ製レンズＬ２２の有効半径を第１のレンズ群の有効
半径の半分程度にすることができる。このように、本例
の結像レンズにおいても、第２および第３群のレンズの
小型化が図れ、特に高価なＧｅ製レンズを小さくできる
ので、小型で安価な結像レンズを実現できる。さらに、
本例の結像レンズは全体が３枚構成であり、いっそう小
型で安価である。

【００２１】図５に本例の結像レンズの諸収差図を示し
てある。本図から判るように、実施例１と比較し３μｍ
および５μｍの波長の球面収差が若干大きいが、十分に
小さな値に補正されている。また、その他の諸収差も良
好な値を示しており、性能の良い結像レンズが実現でき
ている。さらに、本例の結像レンズは３枚構成と最小限
のレンズ枚数であり、Ｇｅ製レンズを含んだ第２および
第３のレンズ群のレンズ径を小さくできるので、小型で
安価な結像レンズを実現している。

【００２２】〔実施例３〕図６に本発明の実施例３に係
る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ１
０は、実施例１と同様の４枚のレンズによって構成され
ており、共通する部分には同じ符号を付して説明を省略
する。各レンズおよびフィルタのデータは以下の通りで
ある。

【００２３】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝３．４２° ｒ₁＝ 98.757 ｄ₁＝ 7.62 ｅ₁＝ 43.7 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 130.499 ｄ₂＝67.8 ｅ₂＝ 42.1 ｒ₃＝ 38.787 ｄ₃＝ 6.0 ｅ₃＝ 21.6 ｎ₂＝ 3.4289 Siレンズｒ₄＝ 51.166 ｄ₄＝ 3.332 ｅ₄＝ 19.75 ｒ₅＝ 74.661 ｄ₅＝ 3.6 ｅ₅＝ 18.31 ｎ₃＝ 4.0255 Geレンズｒ₆＝ 36.971 ｄ₆＝20.0 ｅ₆＝ 16.4 ｒ₇＝ 89.601 ｄ₇＝ 5.0 ｅ₇＝ 15.45 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝ 492.583 ｄ₈＝ 2.346 ｅ₈＝ 14.9 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 14.9 ｎ₅＝ 3.4289 Siフィルタｒ₁₀＝ ∞ ｄ₁₀＝ 4.0 ｅ₁₀＝ 14.9 ｒ₁₁＝ ∞ ｄ₁₁＝ 2.0 ｅ₁₁＝ 14.9 ｎ₆＝ 4.0255 Geフィルタｒ₁₂＝ ∞ ｅ₁₂＝ 14.9 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(67.8) が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第６面と第７面の間隔ｄ₆(20.0) が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００２４】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝１．７０４ｄ_2-3／ｆ＝０．２本例の結像レンズ１０の各面の有効半径は上記の通りで
あり、Ｇｅ製レンズＬ２２を含め第２および第３のレン
ズ群の各面の有効半径を第１のレンズ群の半分程度ある
いはそれ以下にできる。さらに、本例の結像レンズ１０
は、第２群および第３群のレンズの間隔ｄ_2-3を短く設
定してあり、全体の長さが短く、コンパクトな結像レン
ズとなっている。

【００２５】図７に本例の結像レンズの諸収差図を示し
てある。本図から判るように、実施例１と比較し３μｍ
および５μｍの波長の球面収差が若干大きいが、十分に
小さな値に補正されている。また、その他の諸収差も良
好な値を示しており、性能の良い結像レンズが実現でき
ている。さらに、本例の結像レンズは全体がコンパクト
な構成となっており、また、Ｇｅ製レンズを含んだ第２
および第３のレンズ群のレンズ径を小さくできるので、
小型で安価な赤外光用の結像レンズを提供できる。

【００２６】〔実施例４〕図８に本発明の実施例４に係
る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ１
０は、実施例１と同様の４枚のレンズによって構成され
ており、共通する部分には同じ符号を付して説明を省略
する。各レンズおよびフィルタのデータは以下の通りで
ある。

【００２７】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝３．４４° ｒ₁＝ 141.221 ｄ₁＝ 7.62 ｅ₁＝ 44.2 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 236.629 ｄ₂＝49.4 ｅ₂＝ 43.1 ｒ₃＝ 49.388 ｄ₃＝ 6.0 ｅ₃＝ 25.47 ｎ₂＝ 3.4289 Siレンズｒ₄＝ 71.711 ｄ₄＝ 3.332 ｅ₄＝ 24.0 ｒ₅＝ 88.703 ｄ₅＝ 3.6 ｅ₅＝ 22.16 ｎ₃＝ 4.0255 Geレンズｒ₆＝ 41.571 ｄ₆＝50.0 ｅ₆＝ 19.9 ｒ₇＝ 92.736 ｄ₇＝ 6.2 ｅ₇＝ 22.42 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝ 936.568 ｄ₈＝ 2.346 ｅ₈＝ 21.82 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 21.82 ｎ₅＝ 3.4289 Siフィルタｒ₁₀＝ ∞ ｄ₁₀＝ 4.0 ｅ₁₀＝ 21.82 ｒ₁₁＝ ∞ ｄ₁₁＝ 2.0 ｅ₁₁＝ 21.82 ｎ₆＝ 4.0255 Geフィルタｒ₁₂＝ ∞ ｅ₁₂＝ 21.82 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(49.4) が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第６面と第７面の間隔ｄ₆(50.0) が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００２８】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝０．９７ｄ_2-3／ｆ＝０．５本例の結像レンズ１０の各面の有効半径は上記の通りで
あり、Ｇｅ製レンズＬ２２を含め第２および第３のレン
ズ群の各レンズを第１のレンズ群のほぼ半分にできる。

【００２９】図９に本例の結像レンズの諸収差図を示し
てある。本図から判るように、各波長の球面収差は非常
に小さく補正されており、３〜５μｍの広範囲において
色収差が良好な結像レンズを提供できる。

【００３０】〔実施例５〕図１０に本発明の実施例５に
係る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ
１０は、実施例１と同様の４枚のレンズによって構成さ
れており、共通する部分には同じ符号を付して説明を省
略する。各レンズおよびフィルタのデータは以下の通り
である。

【００３１】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝３．４４° ｒ₁＝ 87.074 ｄ₁＝ 7.62 ｅ₁＝ 42.5 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 143.142 ｄ₂＝26.0 ｅ₂＝ 41.4 ｒ₃＝ 45.872 ｄ₃＝ 6.0 ｅ₃＝ 25.6 ｎ₂＝ 3.4289 Siレンズｒ₄＝ 58.59 ｄ₄＝ 3.333 ｅ₄＝ 23.61 ｒ₅＝ 81.955 ｄ₅＝ 3.6 ｅ₅＝ 21.86 ｎ₃＝ 4.0255 Geレンズｒ₆＝ 35.058 ｄ₆＝50.0 ｅ₆＝ 19.1 ｒ₇＝ 112.158 ｄ₇＝ 5.0 ｅ₇＝ 23.38 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝-1063.878 ｄ₈＝ 2.346 ｅ₈＝ 23.1 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 23.1 ｎ₅＝ 3.4289 Siフィルタｒ₁₀＝ ∞ ｄ₁₀＝ 4.0 ｅ₁₀＝ 23.1 ｒ₁₁＝ ∞ ｄ₁₁＝ 2.0 ｅ₁₁＝ 23.1 ｎ₆＝ 4.0255 Geフィルタｒ₁₂＝ ∞ ｅ₁₂＝ 23.1 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(26.0) が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第６面と第７面の間隔ｄ₆(50.0) が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００３２】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝０．６４ｄ_2-3／ｆ＝０．５本例の結像レンズ１０の各面の有効半径は上記の通りで
あり、実施例１と同様にＧｅ製レンズＬ２２を含め第２
および第３のレンズ群の各レンズを第１のレンズ群のほ
ぼ半分にできる。さらに、本例の結像レンズ１０は、第
１群および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2を短く設定して
あり、全体の長さが短く、コンパクトな結像レンズとな
っている。

【００３３】図１１に本例の結像レンズの諸収差図を示
してある。本図から判るように、いずれの波長において
も色収差およびその他の収差も良好であり、性能の良い
結像レンズが実現できている。さらに、本例の結像レン
ズは全体がコンパクトな構成となっており、また、Ｇｅ
製レンズを含んだ第２および第３のレンズ群のレンズ径
を小さくできるので、小型で安価な赤外光用の結像レン
ズを提供できる。

【００３４】〔実施例６〕図１２に本発明の実施例６に
係る結像レンズの構成を示してある。本例の結像レンズ
１０は、実施例１と同様の４枚のレンズによって構成さ
れており、共通する部分には同じ符号を付して説明を省
略する。各レンズおよびフィルタのデータは以下の通り
である。

【００３５】ｆ＝１００Ｆ_NO＝１．２ ω ＝４．６１° ｒ₁＝ 92.01 ｄ₁＝ 8.73 ｅ₁＝ 49.1 ｎ₁＝ 3.4289 Siレンズｒ₂＝ 123.22 ｄ₂＝20.16 ｅ₂＝ 47.3 ｒ₃＝ 61.22 ｄ₃＝ 7.0 ｅ₃＝ 35.14 ｎ₂＝ 3.4289 Siレンズｒ₄＝ 77.0 ｄ₄＝12.34 ｅ₄＝ 33.0 ｒ₅＝ 95.42 ｄ₅＝ 5.0 ｅ₅＝ 22.56 ｎ₃＝ 4.0255 Geレンズｒ₆＝ 43.371 ｄ₆＝36.46 ｅ₆＝ 19.62 ｒ₇＝ 89.31 ｄ₇＝ 7.0 ｅ₇＝ 23.3 ｎ₄＝ 3.4289 Siレンズｒ₈＝ 435.35 ｄ₈＝21.81 ｅ₈＝ 22.65 ｒ₉＝ ∞ ｄ₉＝ 2.0 ｅ₉＝ 22.0 ｎ₅＝ 3.4289 Siフィルタｒ₁₀＝ ∞ ｄ₁₀＝ 4.0 ｅ₁₀＝ 22.0 ｒ₁₁＝ ∞ ｄ₁₁＝ 2.0 ｅ₁₁＝ 22.0 ｎ₆＝ 4.0255 Geフィルタｒ₁₂＝ ∞ ｅ₁₂＝ 22.0 上記データの第２面と第３面の間隔ｄ₂(20.16)が第１群
および第２群のレンズの間隔ｄ_1-2に相当する。また、
第６面と第７面の間隔ｄ₆(36.46)が第２群および第３群
のレンズの間隔ｄ_2-3に相当する。従って、条件（１）
および（２）の値は以下の通りとなり、本例の結像レン
ズ１０は、各条件を満たしている。

【００３６】ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＝０．３２ｄ_2-3／ｆ＝０．３６５本例の結像レンズ１０の各面の有効半径は上記の通りで
あり、実施例１と同様にＧｅ製レンズＬ２２を含め第２
および第３のレンズ群のほとんどを第１のレンズ群のほ
ぼ半分あるいはそれ以下にできる。さらに、本例の結像
レンズ１０は、第１群および第２群のレンズの間隔ｄ
_1-2と、第２群および第３群のレンズの間隔ｄ_2-3の両
間隔を短く設定してあり、全体の長さが短く、コンパク
トな結像レンズとなっている。

【００３７】図１３に本例の結像レンズの諸収差図を示
してある。本図から判るように、いずれの波長において
も色収差は良好に補正されており、その他の収差も良好
である。従って、本例でも小型で安価な諸収差が良好に
補正された赤外光用の結像レンズを提供できることが判
る。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、シリコン製のレンズとゲルマニウム製のレンズを用
いた３群構成によって３〜５μｍの広い範囲の赤外光を
結像可能なレンズを実現している。本発明の結像レンズ
は、屈折力の大きなシリコン製のレンズとゲルマニウム
製のレンズを用いているので、それぞれのレンズの曲率
を緩くでき、３群構成のレンズ枚数が３あるいは４枚程
度と少ない構成で広い波長領域の赤外光に対し、色収差
およびその他の収差が小さくなるように補正でき、さら
に、透過率の高い明るいレンズを実現できる。従って、
本発明により、小型で安価な高性能の赤外光用の結像レ
ンズを提供できる。さらに、結像レンズを構成する各レ
ンズ群の条件を上記の範囲に設定することにより、第２
および第３のレンズ群の径を小さくすることができ、結
像レンズ全体をさらに小型化できると共にコストの低減
を図れる。特に、第２のレンズ群のゲルマニウム製のレ
ンズの径を小さくできるので、本発明の製造コストへの
インパクトは大きく、本発明により、コンパクトで安価
な高性能の赤外光用の結像レンズを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】赤外光の光学系に用いられる代表的な光学材料
の波長４μｍの赤外光の屈折率を示す表である。

【図２】本発明の実施例１の結像レンズの構成を示す図
である。

【図３】図２に示す結像レンズにおける諸収差図であ
る。

【図４】本発明の実施例２の結像レンズの構成を示す図
である。

【図５】図４に示す結像レンズにおける諸収差図であ
る。

【図６】本発明の実施例３の結像レンズの構成を示す図
である。

【図７】図６に示す結像レンズにおける諸収差図であ
る。

【図８】本発明の実施例４の結像レンズの構成を示す図
である。

【図９】図８に示す結像レンズにおける諸収差図であ
る。

【図１０】本発明の実施例５の結像レンズの構成を示す
図である。

【図１１】図１０に示す結像レンズにおける諸収差図で
ある。

【図１２】本発明の実施例６の結像レンズの構成を示す
図である。

【図１３】図１２に示す結像レンズにおける諸収差図で
ある。

【符号の説明】

Ｇ１・・第１のレンズ群Ｇ２・・第２のレンズ群Ｇ３・・第３のレンズ群１０・・結像レンズＬ１〜Ｌ５・・レンズおよびフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から像側に向かって順に、正の屈
折力の第１のレンズ群と、負の屈折力の第２のレンズ群
と、正の屈折力の第３のレンズ群とを有し、前記第１お
よび第３のレンズ群はシリコン製のレンズで構成され、
前記第２のレンズ群は負の屈折力のゲルマニウム製のレ
ンズを備えていることを特徴とする赤外用結像レンズ
【請求項２】請求項１において、前記第１および第２
のレンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする赤
外用結像レンズ。０．３１＜ｄ_1-2／（ｆ₁−｜ｆ₂｜）＜１．７５ただし、ｆ₁は前記第１のレンズ群の焦点距離、ｆ₂は
前記第２のレンズ群の焦点距離、ｄ_1-2は前記第１のレ
ンズ群と前記第２のレンズ群との空気間隔をそれぞれ示
す。
【請求項３】請求項２において、前記第１、第２およ
び第３のレンズ群が以下の条件を満足することを特徴と
する赤外用結像レンズ。０．１＜ｄ_2-3／ｆ＜１．０ただし、ｆは前記第１、第２および第３のレンズ群の合
成焦点距離、ｄ_2-3は前記第２のレンズ群と前記第３の
レンズ群との空気間隔をそれぞれ示す。