JPH11326758A - 赤外線用リレー光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効開口数が０．２５程度と明るく、横倍率
βが０．１〜０．５５程度であり、諸収差が十分に補正
された結像倍率が可変である赤外線用リレー光学系を提
供すること。 【解決手段】 物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と第
２レンズ群Ｇ２とを有する赤外線用リレー光学系におい
て、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正屈折力の
第１レンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向けた第２レン
ズ成分Ｌ２と、負屈折力の第３レンズ成分Ｌ３とからな
り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負屈折力の
第４レンズ成分Ｌ４と、物体に凹面を向けた正屈折力の
第５レンズ成分Ｌ５と、物体側に凸面を向けた正屈折力
の第６レンズ成分Ｌ６とを有し、所定の条件を満足す
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、赤外線撮像装置に
用いる赤外線用光学系、特に波長が３〜５μｍ帯域で使
用する赤外線用リレー光学系、又は同帯域で使用する工
業用ファイバ光学系に適用する赤外線用リレー光学系に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリレー光学系としては、例えば、
特開平５−２９７２７０号公報に開示されている光学系
が知られている。このリレー光学系は、１群２枚構成の
レンズと、３枚のフィルタとから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
に開示されたリレー光学系は、リレー倍率が固定であ
り、かつ、有効開口数が０．０７５〜０．０７７と暗い
ものである。そして、上述の特開平５−２９７２７０号
公報に開示されているレンズ構成のままで、像側の有効
開口数ＮＡ＝０．２５、横倍率β＝０．２倍〜０．５５
倍程度の諸元を有する赤外線用リレー光学系を達成しよ
うとすると、諸収差を良好に補正することができず、鮮
明な画像を得ることができないので問題である。さら
に、ファイバ光学系の種類は、その用途によって、人間
の体内を観察するための医療用光学系から水道管内部等
の劣化を観察するための工業用光学系まで多岐にわた
る。そして、各用途毎にファイバ束の直径が異なるた
め、ファイバ光学系に続くリレー光学系の結像倍率が固
定されていると、ファイバ光学系の射出側端部のリレー
されるべき像がリレー光学系でケラレてしまう場合があ
り問題である。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、有効開口数が０．２５程度と明るく、横倍率βが
０．１〜０．５５程度であり、諸収差が十分に補正され
た結像倍率が可変である赤外線用リレー光学系を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためのものであり、以下に、実施形態に示した各図
面を用いてその内容を説明する。請求項１記載の発明で
は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群
Ｇ２とを有する赤外線用リレー光学系において、前記第
１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正屈折力の第１レ
ンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向けた第２レンズ成分
Ｌ２と、負屈折力の第３レンズ成分Ｌ３とからなり、前
記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負屈折力の第
４レンズ成分Ｌ４と、物体に凹面を向けた正屈折力の第
５レンズ成分Ｌ５と、物体側に凸面を向けた正屈折力の
第６レンズ成分Ｌ６とを有し、前記第１レンズ群Ｇ１の
最小結像倍率時の屈折力をφ１ｍｉｎ、前記第１レンズ
群Ｇ１の最大結像倍率時の屈折力をφ１ｍａｘ、前記第
２レンズ群Ｇ２の最小結像倍率時の屈折力をφ２ｍｉ
ｎ、前記赤外線用リレー光学系全体の最小結像倍率時の
屈折力をφｍｉｎ、前記第２レンズ群Ｇ２の最小結像倍
率時の横倍率をβ２ｍｉｎとしたとき、 ０．４＜｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜＜１．２ （１） ０．９＜φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ＜１．４ （２） １．３＜β２ｍｉｎ＜３．１ （３） の条件を満足し、倍率可変であることを特徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の発明では、近距離物
体への合焦に際して、前記第３レンズ成分Ｌ３と前記第
５レンズ成分Ｌ５とが像側に移動し、前記第６レンズ成
分Ｌ６は固定していることを特徴とする。

【０００７】また、請求項３記載の発明では、前記第１
レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間に冷却され
た絞りＣが設けられていることを特徴とする。

【０００８】（作用）本発明は上記構成により、第１レ
ンズ群Ｇ１の第３レンズ成分Ｌ３を像側に繰り出すこと
で、第２レンズ成分Ｌ２と第３レンズ成分Ｌ３との間隔
を変化させ、球面収差とコマ収差の変動を補正すると同
時に、結像倍率を変化させたときに像面が物体側に倒れ
るのを補正している。また、第２レンズ群Ｇ２中の第５
レンズ成分Ｌ５を移動することにより４レンズ成分Ｌ４
と第５レンズ成分Ｌ５との間隔、及び第５レンズ成分Ｌ
５と第６レンズ成分Ｌ６との間隔を変えて、非点収差、
歪曲収差の変動を補正している。ここで、第６レンズ成
分Ｌ６は固定されており、変倍に際しても移動しない。

【０００９】また、本発明による赤外線用リレー光学系
は、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と正屈折力の第２レン
ズ群Ｇ２との屈折力比が適切な範囲に規定されているた
め、諸収差を劣化させることなく、像側の有効開口数Ｎ
Ａ＝０．２５と明るい光学系を実現することができる。

【００１０】また、本発明では、以下の条件式（１）、 ０．４＜｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜＜１．２ （１） を満足することが望ましい。ここで、φ１ｍｉｎは前記
第１レンズ群Ｇ１の最小結像倍率時の屈折力を、φ１ｍ
ａｘは前記第１レンズ群の最大結像倍率時の屈折力をそ
れぞれ表している。

【００１１】条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最小
結像倍率時の屈折力と最大結像倍率時の屈折力との最適
な比の範囲を規定している。条件式（１）の上限値を超
える場合には、最小結像倍率時の像面の倒れが大きくな
ってしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回る場合
には、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が最小結像倍率時に比
較して最大結像倍率時の方が大きくなり、第１レンズ群
Ｇ１で発生する諸収差、特に、球面収差、コマ収差を十
分小さくすることは困難であり好ましくない。このた
め、条件式（１）を満足しないと、リレー倍率（横倍
率）が０．１〜０．５５倍程度の赤外線用リレー光学系
として適用できなくなる。また、本発明による赤外線用
リレー光学系の更なる光学性能の向上を図るために、さ
らに好ましくは、条件式（１）の上限値は１．１とする
ことが望ましい。

【００１２】また、本発明は、以下の条件式（２）、 ０．９＜φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ＜１．４ （２） を満足することが望ましい。ここで、φ２ｍｉｎは前記
第２レンズ群Ｇ２の最小結像倍率時の屈折力を、φｍｉ
ｎは前記赤外線用リレー光学系全体の最小結像倍率時の
屈折力をそれぞれ表している。

【００１３】条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の最小
結像倍率時の屈折力と赤外線用リレー光学系全体の最小
結像倍率時の屈折力との適切な比の範囲を規定するもの
であり、特に、良好な光学性能を得るための条件を示し
ている。条件式（２）の上限値を超える場合は、諸収差
の変動が大きくなるだけでなく、第２レンズ群Ｇ２を通
過する軸上光線と軸外光線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。逆に、条件式（２）の下限値を下回る場合は、第２
レンズ群Ｇ２の屈折力が小さくなり、諸収差の補正が困
難になるので好ましくない。

【００１４】また、本発明では、以下の条件式（３）、 １．３＜β２ｍｉｎ＜３．１ （３） を満足することが望ましい。ここで、β２ｍｉｎは前記
第２レンズ群Ｇ２の最小結像倍率時の横倍率を表してい
る。

【００１５】条件式（３）は、前記第２レンズ群Ｇ２の
適切な横倍率の範囲を規定するものである。条件式
（３）の上限値を超える場合は、第２レンズ群Ｇ２の屈
折力が小さくなる傾向にあるので、第１レンズ群Ｇ１の
屈折力とのバランスが崩れてしまい、諸収差を良好に補
正することが困難になる。また、赤外線リレー光学系の
像面にはＣＣＤ等の検知器が配置されており、条件式
（３）の上限値を超えると、バックフォーカスが長くな
るので、第２レンズ群Ｇ２から検知器までの距離が長く
なる。この結果、検知器と第２レンズ群Ｇ２を覆う鏡筒
が大きくなってしまう。ここで、鏡筒等から生ずる赤外
線は観察像に対してノイズとなり像の質を劣化させる原
因となるので、この影響を少なくすることが好ましい。
しかし、鏡筒が大きくなると、該鏡筒から放射される赤
外線が多くなり、その影響を除去することが困難になる
ので好ましくない。逆に、条件式（３）の下限値を下回
る場合は、第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力が強くなるた
め、バックフォーカスが短くなる。このため、リレー光
学系と検知器との距離が短くて済み、第２レンズ群Ｇ２
と検知機とを覆う鏡筒から放射される赤外線の影響を少
なくすることが可能であるが、諸収差を良好に補正でき
なくなるので好ましくない。

【００１６】また、本発明では、前記第１レンズ群Ｇ１
と前記第２レンズ群Ｇ２との間に冷却された絞りＣ、い
わゆるコールドシールドを有している。そして、冷却絞
りＣは可変絞りであることが望ましい。さらに、この冷
却絞りＣの開口部には、例えばシリコンからなる窓Ｗが
設けられていることが望ましい。そして、冷却絞りＣ、
窓Ｗ、前記第２レンズ群Ｇ２及び結像面Ｉに配置されて
いる検知器までの全体を鏡筒で覆い、鏡筒内部を大気圧
よりも低い状態、望ましくは真空状態にする。さらに、
鏡筒全体を冷却することにより、鏡筒自体から放射され
るノイズとなる赤外光が検知器に入射する事を低減する
ことができる。また、絞りＣを冷却するには、鏡筒を冷
却することで絞りＣを間接的に冷却する場合、又は絞り
Ｃ自体を積極的に冷却する場合の何れでも良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は第１実施形態にかかる赤外線用
リレー光学系の構成を示す図である。本実施形態の赤外
線用リレー光学系は、３〜５μｍの波長帯域の赤外光を
使用して赤外画像を得る赤外線撮像装置のリレー光学系
に適用した例である。物体側から順に、第１レンズ群Ｇ
１と第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。そして、
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正屈折力の第１
レンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向けた第２レンズ成
分Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズＬ３とを有し、前記
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負の屈折力の第
４レンズＬ４と、物体側に凹面を向けた正の屈折力の第
５レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた正の屈折力の第
６レンズＬ６とを有している。また、第１レンズ群Ｇ１
と第２レンズ群Ｇ２の間に可変冷却絞りＣ（コールドシ
ールド）が設けられ、該絞りの開口部は、例えばシリコ
ンからなる窓Ｗで覆われている。可変冷却絞りＣ、窓
Ｗ、第２レンズ群Ｇ２、及び像面に設けられた不図示の
検知器を図示しない鏡筒で覆う構成である。そして、鏡
筒内部を真空に引くと共に、ノイズとなる赤外光の影響
を低減するために可変冷却絞りＣ等を含む鏡筒全体を冷
却する。

【００１８】次に、表１に本実施形態の赤外線用リレー
光学系の諸元値を掲げる。表１において、ＮＡｉは検知
器側の開口数、Φ１ｍｉｎは第１レンズ群Ｇ１の最小結
像倍率時の屈折力、Φ１ｍａｘは第１レンズ群Ｇ１の最
大結像倍率時の屈折力、Φ２ｍｉｎは第２レンズ群Ｇ２
の最小結像倍率時の屈折力、Φｍｉｎは赤外線用リレー
光学系全体の最小結像倍率時の屈折力、β２ｍｉｎは第
２レンズ群Ｇ２の最小結像倍率時の横倍率、Ｄ０は物体
とレンズ第１面との空気間隔をそれぞれ表している。ま
た、番号は物体側から数えたレンズ面の順番、Ｒはレン
ズの曲率半径、ｄはレンズの空気間隔、ｎは波長４μｍ
の赤外線に対する屈折率、硝材はレンズを構成する材料
名をそれぞれ表している。なお、以下全ての実施形態の
諸元値を示す表において同様の符号を用いる。

【００１９】

【表１】 ＮＡｉ ＝０．２５ Φ１ｍｉｎ＝−０．０７３７９ Φ１ｍａｘ＝ ０．０６６３８３ Φ２ｍｉｎ＝ ０．０８２４８ Φｍｉｎ ＝ ０．１１０６８ β２ｍｉｎ＝ １．３４９ Ｄ０ ＝６０．００ 番号 Ｒ ｄ ｎ 硝材 1 -200.2256 3.05282 3.425406 シリコン 2 -79.1602 2.00000 1.000000 3 25.8917 4.10376 3.425406 シリコン 4 36.6450 d4 1.000000 5 -48.7229 1.00000 4.024610 ゲルマニウム 6 18.0440 d6 1.000000 7 0.0000 0.50000 3.425406 シリコン 8 0.0000 2.00000 1.000000 9 213.9535 1.00000 4.024610 ゲルマニウム 10 97.1131 d10 1.000000 11 -41.3446 2.64710 3.425406 シリコン 12 -23.2649 d12 1.000000 13 44.9843 2.70166 3.425406 シリコン 14 1331.9234 18.83390 1.000000 （可変間隔データ） β 0.35 0.10 0.55 ｄ４ 14.65435 5.15392 16.26124 ｄ６ 3.63812 13.13855 2.03122 ｄ１０ 6.05622 2.21361 5.46596 ｄ１２ 2.00000 5.84261 2.59026 （条件対応値） （１） ｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜ １．１１２ （２） φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ １．３４２ （３） β２ｍｉｎ １．３４９

【００２０】図２は第１実施形態の赤外リレー光学系の
横倍率β＝０．３５の時の諸収差、図３は横倍率β＝
０．１の時の諸収差、図４は横倍率β＝０．５５の時の
諸収差をそれぞれ示す図である。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、一
点鎖線は波長３μｍの赤外線に対する収差、破線は波長
５μｍの赤外線に対する収差をそれぞれ示している。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
に対するサジタル像面を示している。

【００２１】また、図５は横倍率β＝０．３５の時の横
収差、図６は横倍率β＝０．１の時の横収差、図７は横
倍率β＝０．５５の時の横収差をそれぞれ示す図であ
る。なお、以下全ての実施形態における諸収差図中の符
号等は本実施形態と同様のものを用いる。各収差図から
明らかなように、本実施形態の赤外線用リレー光学系
は、波長３〜５μｍの範囲にわたり良好な光学性能を有
していることがわかる。

【００２２】（第２実施形態）図８は第２実施形態にか
かる赤外線用リレー光学系の構成を示す図である。本実
施形態の赤外線用リレー光学系は、３〜５μｍの波長帯
域の赤外光を使用して赤外画像を得る赤外線撮像装置の
リレー光学系に適用した例である。物体側から順に、第
１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とから構成されてい
る。そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正
屈折力の第１レンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向けた
第２レンズ成分Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズＬ３と
を有し、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負
の屈折力の第４レンズＬ４と、物体側に凹面を向けた正
の屈折力の第５レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた正
の屈折力の第６レンズＬ６とを有している。また、第１
レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に可変冷却絞りＣ
（コールドシールド）が設けられ、該絞りの開口部は、
例えばシリコンからなる窓Ｗで覆われている。可変冷却
絞りＣ、窓Ｗ、第２レンズ群Ｇ２、及び像面に設けられ
た不図示の検知器を図示しない鏡筒で覆う構成である。
そして、鏡筒内部を真空に引くと共に、ノイズとなる赤
外光の影響を低減するために可変冷却絞りＣ等を含む鏡
筒全体を冷却する。次に、表２に本実施形態の赤外線用
リレー光学系の諸元値を掲げる。

【００２３】

【表２】 ＮＡｉ ＝ ０．２５ Φ１ｍｉｎ＝−０．０２１２０ Φ１ｍａｘ＝ ０．０４８８７ Φ２ｍｉｎ＝ ０．１０１８６ Φｍｉｎ ＝ ０．０９６９ β２ｍｉｎ＝ ３．０８３ Ｄ０ ＝６０．００ 番号 Ｒ ｄ ｎ 硝材 1 -219.5749 3.20459 3.425406 シリコン 2 -79.5483 2.00000 1.000000 3 31.4987 2.13420 3.425406 シリコン 4 51.2011 d4 1.000000 5 -77.0612 1.00000 4.024610 ゲルマニウム 6 37.8810 d6 1.000000 7 0.0000 0.50000 3.425406 シリコン 8 0.0000 4.75969 1.000000 9 -19.1456 1.41731 4.024610 ゲルマニウム 10 -49.4553 d10 1.000000 11 -22.6212 3.01653 3.425406 シリコン 12 -15.8162 d12 1.000000 13 -23.5914 2.05021 3.425406 シリコン 14 50.6187 18.29580 1.000000 （可変間隔データ） β 0.35 0.10 0.55 ｄ４ 15.27530 5.81726 17.21015 ｄ６ 3.87821 13.33625 1.94335 ｄ１０ 3.66371 4.11800 2.62848 ｄ１２ 2.45428 2.00000 3.48952 （条件対応値） （１） ｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜ ０．４３３ （２） φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ ０．９５１ （３） β２ｍｉｎ ３．０８３

【００２４】図８は第２実施形態の赤外リレー光学系の
横倍率β＝０．３５の時の諸収差、図９は横倍率β＝
０．１の時の諸収差、図１０は横倍率β＝０．３５、図
１１は横倍率β＝０．５５の時の諸収差をそれぞれ示す
図である。また、図１２は横倍率β＝０．３５の時の横
収差、図１３は横倍率β＝０．１の時の横収差、図１４
は横倍率β＝０．５５の時の横収差をそれぞれ示す図で
ある。各収差図から明らかなように、本実施形態の赤外
線用リレー光学系は、波長３〜５μｍの範囲にわたり良
好な光学性能を有していることがわかる。

【００２５】（第３実施形態）図１５は第３実施形態に
かかる赤外線用リレー光学系の構成を示す図である。本
実施形態の赤外線用リレー光学系は、３〜５μｍの波長
帯域の赤外光を使用して赤外画像を得る赤外線撮像装置
のリレー光学系に適用した例である。物体側から順に、
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とから構成されて
いる。そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、
正屈折力の第１レンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向け
た第２レンズ成分Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズＬ３
とを有し、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、
負の屈折力の第４レンズＬ４と、物体側に凹面を向けた
正の屈折力の第５レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた
正の屈折力の第６レンズＬ６とを有している。また、第
１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に可変冷却絞り
Ｃ（コールドシールド）が設けられ、該絞りの開口部
は、例えばシリコンからなる窓Ｗで覆われている。可変
冷却絞りＣ、窓Ｗ、第２レンズ群Ｇ２、及び像面に設け
られた不図示の検知器を図示しない鏡筒で覆う構成であ
る。そして、鏡筒内部を真空に引くと共に、ノイズとな
る赤外光の影響を低減するために可変冷却絞りＣ等を含
む鏡筒全体を冷却する。次に、表３に本実施形態の赤外
線用リレー光学系の諸元値を掲げる。

【００２６】

【表３】 ＮＡｉ ＝ ０．２５ Φ１ｍｉｎ＝−０．０４１６ Φ１ｍａｘ＝ ０．０３８０ Φ２ｍｉｎ＝ ０．０８７２７ Φｍｉｎ ＝ ０．１１７３３ β２ｍｉｎ＝ ２．３３１ Ｄ０ ＝６０．００３ 番号 Ｒ ｄ ｎ 硝材 1 -46.3638 2.78957 3.425406 シリコン 2 -37.2356 2.00000 1.000000 3 23.1049 3.53737 3.425406 シリコン 4 36.9580 d4 1.000000 5 -85.3621 1.00000 4.024610 ゲルマニウム 6 26.4044 d6 1.000000 7 0.0000 0.50000 3.425406 シリコン 8 0.0000 2.00000 1.000000 9 256.7237 1.00000 4.024610 ゲルマニウム 10 96.0132 d10 1.000000 11 -24.1400 3.00000 3.425406 シリコン 12 -20.1051 d12 1.000000 13 31.9245 2.79358 3.425406 シリコン 14 103.2613 18.25690 1.000000 （可変間隔データ） β 0.35 0.10 0.55 ｄ４ 9.88624 2.77410 11.06081 ｄ６ 5.53434 12.64648 4.35977 ｄ１０ 7.10678 9.31294 2.78058 ｄ１２ 4.20616 2.00000 8.53236 （条件対応値） （１） ｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜ １．０９４ （２） φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ １．３４４ （３） β２ｍｉｎ ２．３３１

【００２７】図１６は第３実施形態の赤外リレー光学系
の横倍率β＝０．３５の時の諸収差、図１７は横倍率β
＝０．１の時の諸収差、図１８は横倍率β＝０．５５の
時の諸収差をそれぞれ示す図である。また、図１９は横
倍率β＝０．３５の時の横収差、図２０は横倍率β＝
０．１の時の横収差、図２１は横倍率β＝０．５５の時
の横収差をそれぞれ示す図である。各収差図から明らか
なように、本実施形態の赤外線用リレー光学系は、波長
３〜５μｍの範囲にわたり良好な光学性能を有してい
る。

【００２８】また、本発明の実施形態でレンズ材料とし
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を表４に示す。ここで、
Ｎ４は波長４μｍの赤外線に対する屈折率、Ｎ３は波長
３μｍ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、をそれぞれ表わしている。

【００２９】

【表４】 Ｎ４ Ｎ３ Ｎ５ シリコン 3.425406 3.432338 3.422272 ゲルマニウム 4.024610 4.044976 4.015388

【００３０】また、本発明の赤外線用リレー光学系は、
例えば以下（Ａ）乃至（Ｃ）のように構成することもで
きる。 （Ａ）前記第１レンズ群Ｇ１は、メニスカスレンズと両
凹レンズとを含んでいることを特徴とする請求項１記載
の赤外線用リレー光学系。 （Ｂ）最小結像倍率から最大結像倍率までの合焦に際し
て、前記第１レンズ群Ｇ１内の少なくとも１つのレンズ
成分を移動させ、かつ、前記第２レンズ群Ｇ２内の少な
くとも１つのレンズ成分を移動させることを特徴とする
請求項１又は上記（Ａ）記載の赤外線用リレー光学系。 （Ｃ）合焦に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２
レンズ群Ｇ２との間隔、すなわち第１レンズ成分Ｌ１の
物体側面から第６レンズ成分Ｌ６の像側面までの間隔は
固定であることを特徴とする請求項１又は上記（Ａ）記
載の赤外線用リレー光学系。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
有効開口数ＮＡｉが０．２５と明るく、横倍率βが０．
１〜０．５５倍程度であり、かつ諸収差が充分に補正さ
れ、良好な光学性能を有する赤外線用リレー光学系を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる赤外線リレー光
学系のレンズ構成を示す図であり、（ａ）は倍率β＝
０．３５時、（ｂ）は倍率β＝０．１時、（ｃ）は倍率
β＝０．５５時のレンズ状態をそれぞれ示している。

【図２】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．３５時の諸収差を示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．１時の諸収差を示す図である。

【図４】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．５５時の諸収差を示す図である。

【図５】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．３５時の横収差を示す図である。

【図６】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．１時の横収差を示す図である。

【図７】本発明の第１実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．５５時の横収差を示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態にかかる赤外線リレー光
学系のレンズ構成を示す図であり、（ａ）は倍率β＝
０．３５時、（ｂ）は倍率β＝０．１時、（ｃ）は倍率
β＝０．５５時のレンズ状態をそれぞれ示している。

【図９】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレー
光学系の倍率β＝０．３５時の諸収差を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．１時の諸収差を示す図である。

【図１１】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．５５時の諸収差を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．３５時の横収差を示す図であ
る。

【図１３】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．１時の横収差を示す図である。

【図１４】本発明の第２実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．５５時の横収差を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第３実施形態にかかる赤外線リレー
光学系のレンズ構成を示す図であり、（ａ）は倍率β＝
０．３５時、（ｂ）は倍率β＝０．１時、（ｃ）は倍率
β＝０．５５時のレンズ状態をそれぞれ示している。

【図１６】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．３５時の諸収差を示す図であ
る。

【図１７】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．１時の諸収差を示す図である。

【図１８】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．５５時の諸収差を示す図であ
る。

【図１９】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．３５時の横収差を示す図であ
る。

【図２０】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．１時の横収差を示す図である。

【図２１】本発明の第３実施形態にかかる赤外線用リレ
ー光学系の倍率β＝０．５５時の横収差を示す図であ
る。

【符号の説明】

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 Ｌ５ 第５レンズ成分 Ｌ６ 第６レンズ成分 Ｃ 可変冷却絞り Ｗ 窓 Ｉ 結像面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から順に、第１レンズ群と第２レ
   ンズ群とを有する赤外線用リレー光学系において、 前記第１レンズ群は、物体側から順に、正屈折力の第１
   レンズ成分と、物体側に凸面を向けた第２レンズ成分
   と、負屈折力の第３レンズ成分とを有し、 前記第２レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第４
   レンズ成分と、物体に凹面を向けた正屈折力の第５レン
   ズ成分と、物体側に凸面を向けた正屈折力の第６レンズ
   成分とを有し、 前記第１レンズ群の最小結像倍率時の屈折力をφ１ｍｉ
   ｎ、 前記第１レンズ群の最大結像倍率時の屈折力をφ１ｍａ
   ｘ、 前記第２レンズ群の最小結像倍率時の屈折力をφ２ｍｉ
   ｎ、 前記赤外線用リレー光学系全体の最小結像倍率時の屈折
   力をφｍｉｎ、 前記第２レンズ群の最小結像倍率時の横倍率をβ２ｍｉ
   ｎとしたとき、 ０．４＜｜φ１ｍｉｎ／φ１ｍａｘ｜＜１．２ （１） ０．９＜φｍｉｎ／φ２ｍｉｎ＜１．４ （２） １．３＜β２ｍｉｎ＜３．１ （３） の条件を満足することを特徴とする倍率可変である赤外
   線用リレー光学系。
2. 【請求項２】 近距離物体へ合焦するに際して、前記第
   ３レンズ成分と前記第５レンズ成分とが像側に移動し、
   前記第６レンズ成分は固定していることを特徴とする請
   求項１記載の赤外線用リレー光学系。
3. 【請求項３】 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と
   の間に冷却された絞りが設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の赤外線用リレー光学系。