JPH10142497A - 赤外用光学系 - Google Patents
赤外用光学系Info
- Publication number
- JPH10142497A JPH10142497A JP8302230A JP30223096A JPH10142497A JP H10142497 A JPH10142497 A JP H10142497A JP 8302230 A JP8302230 A JP 8302230A JP 30223096 A JP30223096 A JP 30223096A JP H10142497 A JPH10142497 A JP H10142497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- group
- refractive power
- optical system
- refracting power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 24
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 208000001644 thecoma Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コールドシールドを設けるための充分なバック
フォーカスを確保しつつ、広視野でかつ画面全域にわた
って良好な収差補正を達成する。 【解決手段】物体側より順に、負の屈折力を有する第１
群Ｇ１と、この第１群と所定の間隔をあけて配置された
正の屈折力を有する第２群Ｇ２とを備える。そして、第
１群は、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレン
ズ１１で構成され、第２群は、物体側より順に正屈折力
の第１レンズ２１、負屈折力の第２レンズ２２及び正屈
折力の第３レンズ２３の３枚のレンズで構成される。こ
の構成において、第１及び第２群の好適な屈折力、第１
及び第２群の好適な主点間隔及び第２群の好適な全厚を
条件式により規定するものである。
フォーカスを確保しつつ、広視野でかつ画面全域にわた
って良好な収差補正を達成する。 【解決手段】物体側より順に、負の屈折力を有する第１
群Ｇ１と、この第１群と所定の間隔をあけて配置された
正の屈折力を有する第２群Ｇ２とを備える。そして、第
１群は、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレン
ズ１１で構成され、第２群は、物体側より順に正屈折力
の第１レンズ２１、負屈折力の第２レンズ２２及び正屈
折力の第３レンズ２３の３枚のレンズで構成される。こ
の構成において、第１及び第２群の好適な屈折力、第１
及び第２群の好適な主点間隔及び第２群の好適な全厚を
条件式により規定するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元固体撮像素
子等を用いた赤外線撮像装置などに利用される赤外線用
の結像光学系に関するものであり、特に３μｍ〜５μｍ
程度の波長帯域で使用する赤外線用レンズに好適なもの
である。
子等を用いた赤外線撮像装置などに利用される赤外線用
の結像光学系に関するものであり、特に３μｍ〜５μｍ
程度の波長帯域で使用する赤外線用レンズに好適なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線用光学系は対物レンズで作
られた実像を接眼レンズ（コリメートレンズ）でコリメ
ートし、これをポリゴンミラーやガルバノミラーを用い
て２次元走査し、その走査像をポイントセンサーで検出
するものが主流であった。ところが近年では、半導体プ
ロセスの発達により、２次元状に固体センサーを配置し
た赤外線用２次元固体撮像素子が製作されるようになっ
てきた。２次元固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置
は、従来の走査型のもので必要とされたコリメートレン
ズや走査系を排除できるため、装置の小型軽量化にはき
わめて有効である。
られた実像を接眼レンズ（コリメートレンズ）でコリメ
ートし、これをポリゴンミラーやガルバノミラーを用い
て２次元走査し、その走査像をポイントセンサーで検出
するものが主流であった。ところが近年では、半導体プ
ロセスの発達により、２次元状に固体センサーを配置し
た赤外線用２次元固体撮像素子が製作されるようになっ
てきた。２次元固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置
は、従来の走査型のもので必要とされたコリメートレン
ズや走査系を排除できるため、装置の小型軽量化にはき
わめて有効である。
【０００３】ところで一般的に、赤外用の２次元固体撮
像素子は熱雑音による影響を排除するために素子自身が
冷却されており、またコールドシールドと呼ばれる低温
に冷却された絞りにより視野を制限されている。このコ
ールドシールドの開口径及び長さは主に光学系の明るさ
により決定されるが、光学系とのマッチングをとりつつ
鏡筒などからの熱輻射の影響を有効に軽減するため、あ
る程度の長さが必要となる。
像素子は熱雑音による影響を排除するために素子自身が
冷却されており、またコールドシールドと呼ばれる低温
に冷却された絞りにより視野を制限されている。このコ
ールドシールドの開口径及び長さは主に光学系の明るさ
により決定されるが、光学系とのマッチングをとりつつ
鏡筒などからの熱輻射の影響を有効に軽減するため、あ
る程度の長さが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで受光素子の大
きさが決まっているような場合、広視野の画像を得よう
とすると光学系の焦点距離を短くする必要がある。ここ
で、前述の赤外用２次元固体撮像素子を用いる場合、一
般的な構成で焦点距離の短い光学系を設計するとバック
フォーカスが小さくなりすぎるため、前述のコールドシ
ールドとレンズが干渉してしまいシステムが構成できな
いという問題があった。
きさが決まっているような場合、広視野の画像を得よう
とすると光学系の焦点距離を短くする必要がある。ここ
で、前述の赤外用２次元固体撮像素子を用いる場合、一
般的な構成で焦点距離の短い光学系を設計するとバック
フォーカスが小さくなりすぎるため、前述のコールドシ
ールドとレンズが干渉してしまいシステムが構成できな
いという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、コールドシールドを設
けるための充分なバックフォーカスを確保しつつ、広視
野でかつ画面全域にわたって良好な収差補正がなされた
赤外用光学系を提供することを目的とする。
けるための充分なバックフォーカスを確保しつつ、広視
野でかつ画面全域にわたって良好な収差補正がなされた
赤外用光学系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる赤外用光学系は、物体側より順
に、負の屈折力を有する第１群と、この第１群と所定の
間隔をあけて配置された正の屈折力を有する第２群とを
備える。そして、第１群は、物体側に凸面を向けた１枚
の負メニスカスレンズで構成され、第２群は、物体側よ
り順に正屈折力の第１レンズ、負屈折力の第２レンズ及
び正屈折力の第３レンズの３枚のレンズで構成される。
めに、本発明にかかる赤外用光学系は、物体側より順
に、負の屈折力を有する第１群と、この第１群と所定の
間隔をあけて配置された正の屈折力を有する第２群とを
備える。そして、第１群は、物体側に凸面を向けた１枚
の負メニスカスレンズで構成され、第２群は、物体側よ
り順に正屈折力の第１レンズ、負屈折力の第２レンズ及
び正屈折力の第３レンズの３枚のレンズで構成される。
【０００７】上述の構成において、さらに以下の条件を
満たすものである。 （１） ０．５Φ ＜−φｆ＜０．７Φ （２） ０．５５Φ＜ φｒ＜０．８７Φ （３） １．５５（１／Φ）＜ｄ＜１．９８（１／Φ） （４） ｄｒ＜２．１（１／Φ） 但し、 Φ ：赤外用光学系全体の屈折力 φｆ：第１群の屈折力 φｒ：第２群の屈折力 ｄ ：第１群と第２群との主点間隔 ｄｒ：第２群中における最も物体側のレンズ面から最も
像側のレンズ面までの距離 である。
満たすものである。 （１） ０．５Φ ＜−φｆ＜０．７Φ （２） ０．５５Φ＜ φｒ＜０．８７Φ （３） １．５５（１／Φ）＜ｄ＜１．９８（１／Φ） （４） ｄｒ＜２．１（１／Φ） 但し、 Φ ：赤外用光学系全体の屈折力 φｆ：第１群の屈折力 φｒ：第２群の屈折力 ｄ ：第１群と第２群との主点間隔 ｄｒ：第２群中における最も物体側のレンズ面から最も
像側のレンズ面までの距離 である。
【０００８】また、本発明においては、第１群中の負メ
ニスカスレンズ、第２群中の第１レンズ及び第３レンズ
はＳｉから構成されることが好ましく、第２群中の第２
レンズはＧｅから構成されることが好ましい。
ニスカスレンズ、第２群中の第１レンズ及び第３レンズ
はＳｉから構成されることが好ましく、第２群中の第２
レンズはＧｅから構成されることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明による光学系は、物体側よ
り順に、負の屈折力を有する第１群と、正の屈折力を有
する第２群とで構成される、いわゆるレトロフォーカス
タイプである。第１群の負の屈折力の作用は主にレンズ
の主点の位置を光学系に対してより像面側に近付けるも
のであり、実質的にバックフォーカスを増大させてい
る。この第１群の屈折力の範囲を規定するものが（１）
の条件式である。−φｆが（１）式の下限を下回ってし
まう場合、本発明の主たる目的であるバックフォーカス
の確保が困難となる。また、いわゆるペッツバール和が
増大してしまうため、像面の平坦性を良くすることが困
難となる。次に−φｆが（１）式の上限を上回ってしま
う場合、第１群での光線の発散が強くなりすぎ、光学系
全体として所望の屈折力を得るためには後群の屈折力を
強くしなければならない。これにより球面収差、コマ収
差の発生が甚大となる。特に軸外光束の周辺の光線は強
く光軸から離れるように屈折されるため、この光線が後
群のレンズ群における光軸から大きく離れた位置に入射
することになり、これにより補正困難なコマ収差を生ず
る。
り順に、負の屈折力を有する第１群と、正の屈折力を有
する第２群とで構成される、いわゆるレトロフォーカス
タイプである。第１群の負の屈折力の作用は主にレンズ
の主点の位置を光学系に対してより像面側に近付けるも
のであり、実質的にバックフォーカスを増大させてい
る。この第１群の屈折力の範囲を規定するものが（１）
の条件式である。−φｆが（１）式の下限を下回ってし
まう場合、本発明の主たる目的であるバックフォーカス
の確保が困難となる。また、いわゆるペッツバール和が
増大してしまうため、像面の平坦性を良くすることが困
難となる。次に−φｆが（１）式の上限を上回ってしま
う場合、第１群での光線の発散が強くなりすぎ、光学系
全体として所望の屈折力を得るためには後群の屈折力を
強くしなければならない。これにより球面収差、コマ収
差の発生が甚大となる。特に軸外光束の周辺の光線は強
く光軸から離れるように屈折されるため、この光線が後
群のレンズ群における光軸から大きく離れた位置に入射
することになり、これにより補正困難なコマ収差を生ず
る。
【００１０】第２群の正の屈折力は、第１群で発散させ
られた光束を集光し、結像させるマスターレンズの役割
を担っている。したがって発散光を集光することから、
比較的強い正の屈折力が要求される。（２）式はこの後
群の屈折力の範囲を規定するものである。φｒが（２）
式の上限を上回ってしまう場合、第２群の３枚の構成で
は過剰な正の屈折力となってしまうため、中間の光線高
さ（入射高）での球面収差が発生してしまうのを抑える
ことができない。さらに、これにともなうコマ収差の悪
化を招く。次にφｒが（２）式の下限を下回ってしまう
場合、第２群単独としての収差補正は比較的良好となる
が、負の第１群で発生した球面収差を打ち消すことが困
難となり、光学系全体としてみると収差が悪化してしま
う。
られた光束を集光し、結像させるマスターレンズの役割
を担っている。したがって発散光を集光することから、
比較的強い正の屈折力が要求される。（２）式はこの後
群の屈折力の範囲を規定するものである。φｒが（２）
式の上限を上回ってしまう場合、第２群の３枚の構成で
は過剰な正の屈折力となってしまうため、中間の光線高
さ（入射高）での球面収差が発生してしまうのを抑える
ことができない。さらに、これにともなうコマ収差の悪
化を招く。次にφｒが（２）式の下限を下回ってしまう
場合、第２群単独としての収差補正は比較的良好となる
が、負の第１群で発生した球面収差を打ち消すことが困
難となり、光学系全体としてみると収差が悪化してしま
う。
【００１１】（３）式は本発明による光学系の第１群と
第２群との主点間隔を規定している。なお、第１群と第
２群との主点間隔とは、第１群の後側主点と第２群の前
側主点との間隔を意味している。主点間隔ｄが（３）式
の上限を上回ってしまう場合、第１群の負の屈折力の影
響により過剰な量のマイナスのディストーションを生じ
てしまう。また後群に入射する光線の高さも光軸から離
れ過ぎるため、特にコマ収差の発生が甚大となる。次に
φｒが（３）式の下限を下回ってしまう場合、本発明の
主たる目的であるバックフォーカスを確保するためには
第１群の負の屈折力が強くなることが必然となり、さら
に全系として必要な屈折力を得るためには後群の正の屈
折力も強くする必然性がでてくる。これらにより第１
群、第２群とも過剰な屈折力が必要となり、これにより
高次の球面収差やコマ収差の発生し補正困難となる。
第２群との主点間隔を規定している。なお、第１群と第
２群との主点間隔とは、第１群の後側主点と第２群の前
側主点との間隔を意味している。主点間隔ｄが（３）式
の上限を上回ってしまう場合、第１群の負の屈折力の影
響により過剰な量のマイナスのディストーションを生じ
てしまう。また後群に入射する光線の高さも光軸から離
れ過ぎるため、特にコマ収差の発生が甚大となる。次に
φｒが（３）式の下限を下回ってしまう場合、本発明の
主たる目的であるバックフォーカスを確保するためには
第１群の負の屈折力が強くなることが必然となり、さら
に全系として必要な屈折力を得るためには後群の正の屈
折力も強くする必然性がでてくる。これらにより第１
群、第２群とも過剰な屈折力が必要となり、これにより
高次の球面収差やコマ収差の発生し補正困難となる。
【００１２】（４）式は本発明による光学系の第２群の
厚さを規定している。後群の厚さｄｒが（４）式の上限
を上回ってしまう場合、たとえ前述の（１）、（２）、
（３）の各条件を満たしていたとしても、後群自身の厚
さにより充分なバックフォーカスの確保が困難となる。
厚さを規定している。後群の厚さｄｒが（４）式の上限
を上回ってしまう場合、たとえ前述の（１）、（２）、
（３）の各条件を満たしていたとしても、後群自身の厚
さにより充分なバックフォーカスの確保が困難となる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明による数値実施例について説
明する。図１、図３及び図５は本発明の数値実施例１、
２及び３の赤外用光学系の配置図である。図２、図４及
び図６は、数値実施例１、２及び３の諸収差図である。
図１に示す数値実施例１の赤外用光学系は、物体側より
順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１と、第１群Ｇ１と
所定の間隔をあけて配置された正の屈折力を有する第２
群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向け
た１枚の負メニスカスレンズ１１で構成される。第２群
Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニス
カス形状の正レンズ（正屈折力の第１レンズ）２１と、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（負屈
折力の第２レンズ）２２と、両凸形状の正レンズ（正屈
折力の第３レンズ）２３とから構成される。また、図１
の赤外用光学系においては、第２群中の第１レンズ２１
と第２レンズ２２との間に絞りＡＳが配置されている。
ここで、負メニスカスレンズ１１、正の第１レンズ２１
及び正の第３レンズ２３は、Ｓｉ（シリコン）で構成さ
れており、負の第２レンズは、Ｇｅ（ゲルマニウム）で
構成されている。
明する。図１、図３及び図５は本発明の数値実施例１、
２及び３の赤外用光学系の配置図である。図２、図４及
び図６は、数値実施例１、２及び３の諸収差図である。
図１に示す数値実施例１の赤外用光学系は、物体側より
順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１と、第１群Ｇ１と
所定の間隔をあけて配置された正の屈折力を有する第２
群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向け
た１枚の負メニスカスレンズ１１で構成される。第２群
Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニス
カス形状の正レンズ（正屈折力の第１レンズ）２１と、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（負屈
折力の第２レンズ）２２と、両凸形状の正レンズ（正屈
折力の第３レンズ）２３とから構成される。また、図１
の赤外用光学系においては、第２群中の第１レンズ２１
と第２レンズ２２との間に絞りＡＳが配置されている。
ここで、負メニスカスレンズ１１、正の第１レンズ２１
及び正の第３レンズ２３は、Ｓｉ（シリコン）で構成さ
れており、負の第２レンズは、Ｇｅ（ゲルマニウム）で
構成されている。
【００１４】図３に示す数値実施例２の赤外用光学系
は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１
と、第１群Ｇ１と所定の間隔をあけて配置された正の屈
折力を有する第２群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物
体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズ１１で構
成される。第２群Ｇ２は、物体側より順に、両凸形状の
正レンズ（正屈折力の第１レンズ）２１と、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の負レンズ（負屈折力の第２
レンズ）２２と、両凸形状の正レンズ（正屈折力の第３
レンズ）２３とから構成される。また、図３の赤外用光
学系においては、第２群中の第１レンズ２１と第２レン
ズ２２との間に絞りＡＳが配置されている。ここで、負
メニスカスレンズ１１、正の第１レンズ２１及び正の第
３レンズ２３は、Ｓｉ（シリコン）で構成されており、
負の第２レンズは、Ｇｅ（ゲルマニウム）で構成されて
いる。
は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１
と、第１群Ｇ１と所定の間隔をあけて配置された正の屈
折力を有する第２群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物
体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズ１１で構
成される。第２群Ｇ２は、物体側より順に、両凸形状の
正レンズ（正屈折力の第１レンズ）２１と、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の負レンズ（負屈折力の第２
レンズ）２２と、両凸形状の正レンズ（正屈折力の第３
レンズ）２３とから構成される。また、図３の赤外用光
学系においては、第２群中の第１レンズ２１と第２レン
ズ２２との間に絞りＡＳが配置されている。ここで、負
メニスカスレンズ１１、正の第１レンズ２１及び正の第
３レンズ２３は、Ｓｉ（シリコン）で構成されており、
負の第２レンズは、Ｇｅ（ゲルマニウム）で構成されて
いる。
【００１５】図５に示す数値実施例３の赤外用光学系
は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１
と、第１群Ｇ１と所定の間隔をあけて配置された正の屈
折力を有する第２群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物
体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズ１１で構
成される。第２群Ｇ２は、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正レンズ（正屈折力の第１
レンズ）２１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
の負レンズ（負屈折力の第２レンズ）２２と、両凸形状
の正レンズ（正屈折力の第３レンズ）２３とから構成さ
れる。また、図５の赤外用光学系においては、第２群中
の第１レンズ２１と第２レンズ２２との間に絞りＡＳが
配置されている。ここで、負メニスカスレンズ１１、正
の第１レンズ２１及び正の第３レンズ２３は、Ｓｉ（シ
リコン）で構成されており、負の第２レンズは、Ｇｅ
（ゲルマニウム）で構成されている。
は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ１
と、第１群Ｇ１と所定の間隔をあけて配置された正の屈
折力を有する第２群Ｇ２とを備える。第１群Ｇ１は、物
体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズ１１で構
成される。第２群Ｇ２は、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正レンズ（正屈折力の第１
レンズ）２１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状
の負レンズ（負屈折力の第２レンズ）２２と、両凸形状
の正レンズ（正屈折力の第３レンズ）２３とから構成さ
れる。また、図５の赤外用光学系においては、第２群中
の第１レンズ２１と第２レンズ２２との間に絞りＡＳが
配置されている。ここで、負メニスカスレンズ１１、正
の第１レンズ２１及び正の第３レンズ２３は、Ｓｉ（シ
リコン）で構成されており、負の第２レンズは、Ｇｅ
（ゲルマニウム）で構成されている。
【００１６】また、図１、図３及び図５には、像面Ｉに
配置される２次元固体撮像素子を保護するための検出器
保護窓Ｗと、コールドシールドＣＳとを併せて示してい
る。図１、図３及び図５に示す数値実施例１〜３のレン
ズデータを表１〜表３に示し、数値実施例１〜３に用い
られている硝材（Ｓｉ，Ｇｅ）の屈折率を表４に示す。
配置される２次元固体撮像素子を保護するための検出器
保護窓Ｗと、コールドシールドＣＳとを併せて示してい
る。図１、図３及び図５に示す数値実施例１〜３のレン
ズデータを表１〜表３に示し、数値実施例１〜３に用い
られている硝材（Ｓｉ，Ｇｅ）の屈折率を表４に示す。
【００１７】なお、表１〜表３において、ＦＮＯはＦナ
ンバー、ｆは全系の焦点距離、λは波長、ΦAS及びΦCS
はそれぞれ絞り及びコールドシールドの開口の径を示
す。
ンバー、ｆは全系の焦点距離、λは波長、ΦAS及びΦCS
はそれぞれ絞り及びコールドシールドの開口の径を示
す。
【００１８】
【表１】 ［数値実施例１］ ＦＮＯ＝１．２０ ，焦点距離：ｆ＝２２．１ｍｍ（λ＝４μｍ） 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 硝材 １ 26.00794 2.72625 3.428900 Ｓｉ １１ ２ 18.59025 20.40119 1.000000 ３ 46.40703 3.93443 3.428900 Ｓｉ ２１ ４ 102.36733 4.11960 1.000000 ５ ∞ 13.11475 1.000000 ＡＳ：ΦAS＝29.50mm ６ 46.49888 1.63934 4.025500 Ｇｅ ２２ ７ 26.31279 1.96721 1.000000 ８ 42.99842 4.09836 3.428900 Ｓｉ ２３ ９ -185.53307 5.65000 1.000000 １０ ∞ 3.00000 3.428900 Ｓｉ Ｗ １１ ∞ 3.20000 1.000000 １２ ∞ 15.65747 1.000000 ＣＳ：ΦCS＝14.32mm
【００１９】
【表２】 ［数値実施例２］ ＦＮＯ＝１．２０ ，焦点距離：ｆ＝２２．１ｍｍ（λ＝４μｍ） 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 硝材 １ 33.57416 1.63704 3.428900 Ｓｉ １１ ２ 24.65333 27.80202 1.000000 ３ 171.02140 3.92889 3.428900 Ｓｉ ２１ ４ -299.99504 0.47603 1.000000 ５ ∞ 31.73704 1.000000 ＡＳ：ΦAS＝31.76mm ６ 51.01930 1.63704 4.025500 Ｇｅ ２２ ７ 32.62054 1.96444 1.000000 ８ 44.55262 4.09259 3.428900 Ｓｉ ２３ ９ -771.98456 5.61400 1.000000 １０ ∞ 3.00000 3.428900 Ｓｉ Ｗ １１ ∞ 3.20000 1.000000 １２ ∞ 15.65748 1.000000 ＣＳ：ΦCS＝14.32mm
【００２０】
【表３】 ［数値実施例３］ ＦＮＯ＝１．２０ ，焦点距離：ｆ＝２２．１ｍｍ（λ＝４μｍ） 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 硝材 １ 29.62730 1.63704 3.428900 Ｓｉ １１ ２ 20.54536 15.74517 1.000000 ３ 55.30329 3.92889 3.428900 Ｓｉ ２１ ４ 183.22619 9.59749 1.000000 ５ ∞ 11.45926 1.000000 ＡＳ：ΦAS＝31.76mm ６ 53.34184 1.63704 4.025500 Ｇｅ ２２ ７ 29.04873 1.96444 1.000000 ８ 46.74973 4.09259 3.428900 Ｓｉ ２３ ９ -132.10676 5.61424 1.000000 １０ ∞ 3.00000 3.428900 Ｓｉ Ｗ １１ ∞ 3.20000 1.000000 １２ ∞ 15.65747 1.000000 ＣＳ：ΦCS＝14.32mm 尚、表１〜表３中に記された屈折率の値は、λ＝４μｍ
に対するものである。
に対するものである。
【００２１】
【表４】 ［硝材の屈折率］ ｎ（３） ｎ（４） ｎ（５） Ｓｉ ３．４３６０００ ３．４２８９００ ３．４２５６００ Ｇｅ ４．０４４６００ ４．０２５５００ ４．０１７０５０ 表４に おけるｎ（３） ，ｎ（４） ，ｎ（５）はそれ
ぞれ、３μｍ，４μｍ，５μｍ の各波長に対する屈折
率を示している。
ぞれ、３μｍ，４μｍ，５μｍ の各波長に対する屈折
率を示している。
【００２２】次の表５に表１〜表３に示した数値実施例
１〜３の条件対応数値を掲げる。
１〜３の条件対応数値を掲げる。
【００２３】
【表５】 ［条件対応数値］ 数値実施例１ 数値実施例２ 数値実施例３ −φｆ ０．６０９Φ ０．５０３Φ ０．６９９Φ φｒ ０．８１８Φ ０．６０７Φ ０．７７９Φ ｄ １．６３／Φ １．９２／Φ １．６２／Φ ｄｒ １．３０／Φ １．９８／Φ １．４８／Φ さて、図２、図４及び図６に示す数値実施例１〜３の諸
収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ωは
画角、３は３μｍに対する収差曲線、４は４μｍに対す
る収差曲線、５は５μｍに対する収差曲線をそれぞれ表
す。また、球面収差図において破線は正弦条件を示す。
非点収差図における破線はメリジオナル像面を表し、実
線はサジタル像面を表す。
収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ωは
画角、３は３μｍに対する収差曲線、４は４μｍに対す
る収差曲線、５は５μｍに対する収差曲線をそれぞれ表
す。また、球面収差図において破線は正弦条件を示す。
非点収差図における破線はメリジオナル像面を表し、実
線はサジタル像面を表す。
【００２４】図２、図４及び図６の諸収差図を見れば明
らかなように、数値実施例１〜３による赤外用光学系は
焦点距離の短い広視界の光学系にもかかわらず、充分な
バックフォーカスを確保しながらも画面周辺まできわめ
て良好な収差補正を実現している。
らかなように、数値実施例１〜３による赤外用光学系は
焦点距離の短い広視界の光学系にもかかわらず、充分な
バックフォーカスを確保しながらも画面周辺まできわめ
て良好な収差補正を実現している。
【００２５】
【発明の効果】このように本発明によれば、主に３μｍ
〜５μｍの波長帯域の赤外光を利用する赤外線用光学系
において、コールドシールドを設けるための充分なバッ
クフォーカスを確保しつつ、広視野でかつ画面全域にわ
たって良好な収差補正がなされた赤外用光学系を得るこ
とができる。
〜５μｍの波長帯域の赤外光を利用する赤外線用光学系
において、コールドシールドを設けるための充分なバッ
クフォーカスを確保しつつ、広視野でかつ画面全域にわ
たって良好な収差補正がなされた赤外用光学系を得るこ
とができる。
【図１】本発明の数値実施例１の配置図である。
【図２】本発明の数値実施例１の諸収差図である。
【図３】本発明の数値実施例２の配置図である。
【図４】本発明の数値実施例２の諸収差図である。
【図５】本発明の数値実施例３の配置図である。
【図６】本発明の数値実施例３の諸収差図である。
Ｇ１：第１レンズ群 Ｇ２：第２レンズ群 ＡＳ：絞り ＣＳ：コールドシールド Ｗ ：検出器保護窓 Ｉ ：像面
Claims (2)
- 【請求項１】物体側より順に、負の屈折力を有する第１
群と、該第１群と所定の間隔をあけて配置された正の屈
折力を有する第２群とを備え、 前記第１群は、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカ
スレンズで構成され、 前記第２群は、物体側より順に正屈折力の第１レンズ、
負屈折力の第２レンズ及び正屈折力の第３レンズの３枚
のレンズで構成されており、さらに以下の条件を満たす
ことを特徴とする赤外用光学系。 （１） ０．５Φ ＜−φｆ＜０．７Φ （２） ０．５５Φ＜ φｒ＜０．８７Φ （３） １．５５（１／Φ）＜ｄ＜１．９８（１／Φ） （４） ｄｒ＜２．１（１／Φ） 但し、 Φ ：前記赤外用光学系全体の屈折力 φｆ：前記第１群の屈折力 φｒ：前記第２群の屈折力 ｄ ：前記第１群と前記第２群との主点間隔 ｄｒ：前記第２群中における最も物体側のレンズ面から
最も像側のレンズ面までの距離 である。 - 【請求項２】前記第１群中の前記負メニスカスレンズ、
前記第２群中の前記第１レンズ及び前記第３レンズはＳ
ｉから構成され、 前記第２群中の第２レンズはＧｅから構成されることを
特徴とする請求項１に記載の赤外用光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223096A JP3724520B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 赤外用光学系 |
| US08/969,259 US5909307A (en) | 1996-11-13 | 1997-11-13 | Optical system for infrared camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30223096A JP3724520B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 赤外用光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142497A true JPH10142497A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3724520B2 JP3724520B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=33486978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30223096A Expired - Lifetime JP3724520B2 (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 赤外用光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5909307A (ja) |
| JP (1) | JP3724520B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012141522A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Sony Corp | 赤外線光学系、赤外線撮像装置 |
| JP2014160105A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Nikon Corp | 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 |
| JP2016018162A (ja) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 株式会社タムロン | 遠赤外線レンズ及び遠赤外線撮像装置 |
| US9915803B2 (en) | 2013-02-19 | 2018-03-13 | Nikon Corporation | Optical system, optical apparatus, and method for manufacturing the optical system |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6292293B1 (en) * | 1999-06-25 | 2001-09-18 | Raytheon Company | Wide-angle infrared lens and detector with internal aperture stop and associated method |
| TWI363188B (en) * | 2007-12-14 | 2012-05-01 | Qisda Corp | Projection lens and projection device using the same |
| RU2623417C2 (ru) * | 2015-12-14 | 2017-06-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
| US10634872B2 (en) * | 2017-06-27 | 2020-04-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and image pickup apparatus including the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738518A (en) * | 1985-12-30 | 1988-04-19 | Capitol Records | Three dimensional reflex lens systems |
| JPS6365416A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Asahi Optical Co Ltd | 広角読取りレンズ |
| JP3326900B2 (ja) * | 1993-09-06 | 2002-09-24 | 株式会社ニコン | 赤外線用対物光学系 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP30223096A patent/JP3724520B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-13 US US08/969,259 patent/US5909307A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012141522A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Sony Corp | 赤外線光学系、赤外線撮像装置 |
| JP2014160105A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Nikon Corp | 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 |
| US9915803B2 (en) | 2013-02-19 | 2018-03-13 | Nikon Corporation | Optical system, optical apparatus, and method for manufacturing the optical system |
| JP2016018162A (ja) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 株式会社タムロン | 遠赤外線レンズ及び遠赤外線撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3724520B2 (ja) | 2005-12-07 |
| US5909307A (en) | 1999-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3573575B2 (ja) | 光学系 | |
| JPH0827429B2 (ja) | 内視鏡用対物レンズ | |
| JP2010039243A (ja) | 赤外線用レンズおよび撮像装置 | |
| US20200073090A1 (en) | Wide-angle imaging lens | |
| JP2991524B2 (ja) | 広角レンズ | |
| JP2019139238A (ja) | 撮像用の光学系および撮像装置 | |
| JP2740662B2 (ja) | 内視鏡用対物レンズ | |
| JP3254239B2 (ja) | 大口径中望遠レンズ | |
| JPH11183796A (ja) | 撮像光学系 | |
| JP3724520B2 (ja) | 赤外用光学系 | |
| JP6879723B2 (ja) | カタディオプトリック光学系、撮像装置および人工衛星 | |
| JP3005905B2 (ja) | 撮影レンズ | |
| JP3295027B2 (ja) | レトロフォーカス型大口径比広角レンズ | |
| JP3746849B2 (ja) | 内視鏡対物レンズ | |
| JP2001083413A (ja) | 赤外線レンズ | |
| JP2737272B2 (ja) | 赤外用変倍光学系 | |
| JP2005062559A (ja) | 赤外線カメラ用レンズ | |
| JPH07318797A (ja) | 赤外線用レンズ | |
| JP3076098B2 (ja) | 大口径広角レンズ | |
| JPH11326757A (ja) | 赤外線用対物光学系 | |
| JP7225047B2 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
| JPH0772382A (ja) | 広角レンズ | |
| US8218241B2 (en) | Viewing optical system and imaging apparatus using the same | |
| JPH0820593B2 (ja) | バツクフオ−カスの長い広角レンズ | |
| JPH10260350A (ja) | 赤外線撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050831 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050913 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080930 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |