(57)【要約】【課題】コンパクトかつ明るい両側テレセントリックリレーレンズを提供する。【解決手段】リレーレンズ１４は、被写体側と像側の両側でテレセントリックに構成される。リレーレンズ１４は、共役長ＴＣＬの約１５％を占める厚Ｄ１のガラスブロック２１と、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、凹レンズを含む第２レンズ群Ｇ２と、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１，第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２，第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とするときに、  ０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５  ０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜  ０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８を満たし、平面状の被写体を撮像素子１３の撮像面１７に等倍に結像させる。【選択図】図１
2011028100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共役長の１０％以上を占める厚さのガラスブロックと、
前記ガラスブロック側から順に、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第１レンズ群と、凹レンズを複数含む第２レンズ群と、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第３レンズ群と、を備え、
前記共役長をＴＣＬ，前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１，前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２，前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするときに、
０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５
０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜
０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８
を満たし、平面状の被写体を等倍に結像させることを特徴とする両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項２】
相対的に低屈折率低分散の硝材と高屈折率高分散の硝材の２種類の硝材のいずれかから形成されたレンズで構成され、
ｄ線に対する屈折率をＮｄ、アッベ数をνｄとするときに、前記低屈折率低分散の硝材は、１．５＜Ｎｄ＜１．５５かつ６０＜νｄ＜７０を満たし、前記高屈折率高分散の硝材は、Ｎｄ＞１．７５かつνｄ＜３０を満たすことを特徴とする請求項１記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズのみで構成されることを特徴とする請求項２記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズから構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、前記高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズとを接合した接合レンズを含むことを特徴とする請求項２ないし４いずれかに記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズをともに含むことを特徴とする請求項２ないし５いずれかに記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項７】
前端の入力窓に入射された像を、後端の凹部に設けられた平面状の出力窓にコントラストを増倍して出力するイメージインテンシファイアとともに用いられ、
前記ガラスブロックは、前記凹部に勘合されることを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項８】
前記ガラスブロックは、前記イメージインテンシファイア側の表面が平面に形成され、前記出力窓に密着して配置されることを特徴とする請求項７記載のテレセントリックリレーレンズ。
【請求項９】
前記ガラスブロックは、被写体側と像側がともに平面に形成されることを特徴とする請求項１ないし８いずれかに記載の両側テレセントリックリレーレンズ。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれかに記載の両側テレセントリックリレーレンズを備えることを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微弱な像光を増幅するイメージインテンシファイアとともに用いられ、イメージインテンシファイアの後端に出力される平面状の像を撮像素子に結像させるリレーレンズに関するものであり、さらに詳しくは、イメージインテンシファイア側（被写体側）と撮像素子側（像側）とがともにテレセントリックに構成されたリレーレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明することができなかったり、十分な照明を当てられない場合や、高コントラストの鮮明な画像を必要とする場合に用いる撮影装置として、高感度撮影装置が知られている。高感度撮影装置は、例えば、暗視カメラや、天体や分光スペクトル、蛍光染色した生体等の発光体の撮影、画像処理によって形状や大きさ，位置，個数等を計測するための撮影に利用される。高感度撮影装置には、撮像素子を冷却することでノイズを抑えるようにしたものや、イメージインテンシファイアを用いるようにしたものが知られている。
【０００３】
イメージインテンシファイアは、微弱な像の光量を増倍し、コントラストを増大させた像を出力する装置として知られている。イメージインテンシファイアは、まず、所定の入力窓に結像された像を光電変換によって信号電荷に変換する。そして、信号電荷をマイクロチャンネルプレートによって増倍した後、蛍光板に入射させて像を表示する。このとき、マイクロチャンネルプレートは、非常細いガラス管（チャンネル）が束ねられた構造となっており、各チャンネルで増倍される信号電荷の量は、もとの信号電荷の量に応じて定まる。このため、イメージインテンシファイアが出力する像は、入力されたもとの像と比較して高コントラストの像となっている。
【０００４】
こうしてイメージインテンシファイアによってコントラストを増大させた像は、極細の光ファイバを束ねたファイバオプティクプレート等によって伝達，表示される。高感度撮影装置では、イメージインテンシファイアから出力される像を、ファイバオプティクプレートが一体に設けられた撮像素子をイメージインテンシファイアにカップリングしたり、リレーレンズによって撮像素子に結像させたりして撮影する。
【０００５】
前述のように、高感度撮影装置には、照明することができない微弱な光量による撮影や、画像処理による計測のための高コントラストの鮮明な画像を取得することが求められので、イメージインテンシファイアの出力像をリレーレンズによって撮像素子に結像させる場合には、リレーレンズには撮影倍率の正確性や像面内での明るさの均一性が求められる。また、イメージインテンシファイアの出力特性は、完全拡散面光源と略同等であり、法線方向への射出強度が最も大きく、法線方向と角度θをなす方向への射出強度はｃｏｓθ倍に低下する。同様に、撮像素子の受光感度は、垂直入射が最も高い。こうしたことから、イメージインテンシファイアとともに用いられるリレーレンズとしては、イメージインテンシファイアからの光束を無駄無くリレーするために、被写体側と像側の両側でテレセントリックなものが用いられている。
【０００６】
両側テレセントリックリレーレンズは、様々な光学機器に用いられており、例えば、投影表示装置に搭載されるもの（特許文献１）やリソグラフィ装置の投影光学系に搭載されるもの（特許文献２）等が知られており、イメージインテンシファイアに対してもこれらと同様に構成されたものが流用されている。また、こうした両側テレセントリックリレーレンズの中でも、画面内での照度差を低減し、かつ良好な結像性能を有するようにしたものも知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０８９６８号公報
【特許文献２】特開２００７−７９０１５号公報
【特許文献３】特開平９−８０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
イメージインテンシファイアが出力する像は、入力されるもともとの光量が極めて小さいために、イメージインテンシファイアによって光量を増幅してもなお、撮像素子の感度に対して十分な光量となっていないことがある。このため、リレーレンズは、イメージインテンシファイアが出力する像の光量をできるだけ損なわずに撮影するために、できるだけ明るいレンズであることが求められる。
【０００９】
また、イメージインテンシファイアを搭載した撮影装置は、全体の小型化のために、イメージインテンシファイアと撮像素子を略一体に形成される等、イメージインテンシファイアと撮像素子の間隔は狭い。このため、イメージインテンシファイアと撮像素子の間に配置されるリレーレンズは、レンズの全長と共役長が短いことが求められる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されているような従来のリレーレンズは、撮影する面積こそ大きいものの、イメージインテンシファイアが出力する像をリレーするには暗く、また、レンズ全長に対して共役長が長い。このため、従来のリレーレンズをイメージインテンシファイアとともに用いることは難しい。
【００１１】
さらに、イメージインテンシファイアは、出力する像の表示面がパッケージに対して凹んだ位置にあるため、単に外径を大きくしてリレーレンズを明るくしようとすると、表示面からの光はパッケージの外周によってけられてしまうという問題がある。また、表示面のサイズに対してリレーレンズの外径が大きい場合には周縁部分での各種収差の補正が難しくなる。一方、外径が大きなリレーレンズで周縁部分での各種収差を良好に補正するには、全長を長くする必要があり、前述と同様、イメージインテンシファイアに用いるリレーレンズには適さなくなってしまう。
【００１２】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、イメージインテンシファイアが表示する像を等倍で撮像素子に結像させる両側テレセントリックリレーレンズであって、コンパクトで明るい両側テレセントリックリレーレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の両側テレセントリックリレーレンズは、共役長の１０％以上を占める厚さのガラスブロックと、前記ガラスブロック側から順に、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第１レンズ群と、凹レンズを複数含む第２レンズ群と、複数の凸レンズからなり、正のパワーを有する第３レンズ群と、を備え、前記共役長をＴＣＬ，前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１，前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２，前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするときに、
０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５
０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜
０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８
を満たし、平面状の被写体を等倍に結像させることを特徴とする。なお、共役長は、ガラスブロックの物体側の面から結像面までの距離であり、空気換算を行わない値とする。
【００１４】
また、相対的に低屈折率低分散の硝材と高屈折率高分散の硝材の２種類の硝材のいずれかから形成されたレンズで構成され、ｄ線に対する屈折率をＮｄ、アッベ数をνｄとするときに、前記低屈折率低分散の硝材は、１．５＜Ｎｄ＜１．５５かつ６０＜νｄ＜７０を満たし、前記高屈折率高分散の硝材は、Ｎｄ＞１．７５かつνｄ＜３０を満たすことを特徴とする。
【００１５】
また、前記第１レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズのみで構成されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記第２レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズから構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第２レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、前記高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズとを接合した接合レンズを含むことが好ましい。
【００１８】
また、前記第３レンズ群は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズをともに含むことが好ましい。
【００１９】
また、前端の入力窓に入射された像を、後端の凹部に設けられた平面状の出力窓にコントラストを増倍して出力するイメージインテンシファイアとともに用いられ、前記ガラスブロックは、前記凹部に勘合されることを特徴とする。
【００２０】
また、前記ガラスブロックは、前記イメージインテンシファイア側の表面が平面に形成され、前記出力窓に密着して配置されることを特徴とする。
【００２１】
また、前記ガラスブロックは、被写体側と像側がともに平面に形成されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の撮影装置は、上述の両側テレセントリックリレーレンズを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、コンパクトで明るい、イメージインテンシファイア用の両側テレセントリックリレーレンズ及びこれを備える撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】リレーレンズの構成を示す説明図である。
【図２】実施例１のリレーレンズの構成を示す断面図である。
【図３】実施例１の球面収差，非点収差，ディストーションを示す収差図である。
【図４】実施例１のコマ収差を示す収差図である。
【図５】実施例１のＭＴＦを示すグラフである。
【図６】実施例２のリレーレンズの構成を示す断面図である。
【図７】実施例２の球面収差，非点収差，ディストーションを示す収差図である。
【図８】実施例２のコマ収差を示す収差図である。
【図９】実施例２のＭＴＦを示すグラフである。
【図１０】実施例３のリレーレンズの構成を示す断面図である。
【図１１】実施例３の球面収差，非点収差，ディストーションを示す収差図である。
【図１２】実施例３の球面収差，非点収差，ディストーションを示す収差図である。
【図１３】実施例３のＭＴＦを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に示すように、高感度撮影装置１１は、微弱な光によって被写体を撮影する撮影装置であり、イメージインテンシファイア１２、撮像素子１３、リレーレンズ１４（両側テレセントリックリレーレンズ）を備えている。
【００２６】
イメージインテンシファイア１２は、前端の入力窓（図示しない）に結像された像を、光量を所定の倍率で増倍させることによりコントラストを増大させて、後端（撮像素子１３側の端）に設けられた平面状の出力窓１６に表示する。また、イメージインテンシファイア１２の後端部分は、出力窓１６に対して周囲のパッケージ部分が突出した凹状に形成されている。
【００２７】
撮像素子１３は、撮像面１７に結像された像を光電変換して撮像する素子であり、例えば、ＣＣＤ型のイメージセンサからなる。この撮像素子１３の撮像面１７には、イメージインテンシファイア１２が出力する像が、リレーレンズ１４によって等倍に結像される。また、撮像面１７は、撮像素子１３の最前面から凹んだ位置に設けられており、その前面はカバーガラス１８が配置されている。
【００２８】
リレーレンズ１４は、イメージインテンシファイア１２が出力する像を撮像面１７に等倍に結像させるレンズであり、イメージインテンシファイア１２側から順に、ガラスブロック２１、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３の４つの要素から構成される。また、リレーレンズ１４は、イメージインテンシファイア１２側と撮像素子１３側の両側がテレセントリックに構成されるとともに、有効Ｆナンバーは０．７と明るく構成されている。さらに、リレーレンズ１４を構成するレンズ等は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率Ｎｄ，アッベ数νｄがＮｄ≒１．５２かつνｄ≒６３の硝材と、Ｎｄ≒１．８１かつνｄ≒２５の硝材の２種類の硝材のいずれかからなる。
【００２９】
ガラスブロック２１は、前述の２種類の硝材のうち低屈折率低分散の硝材（Ｎｄ≒１．５２，νｄ≒６３）の硝材からなり、前後の表面Ｓ１，Ｓ２がいずれも平面に形成され、外形はイメージインテンシファイア１２後端の凹部に勘合する形状に形成されている。リレーレンズ１４を高感度撮影装置１１に組み込むときには、ガラスブロック２１は、前面Ｓ１が出力窓１６に密着されるように、イメージインテンシファイア１２後端の凹部に嵌合される。
【００３０】
こうして、ガラスブロック２１がイメージインテンシファイア１２に嵌合されると、出力窓１６に表示される像からの光の発散角は、空気中への発散角と比較して、ガラスブロック２１の屈折率の逆数倍程度に低減される。これにより、出力窓１６に表示される像からの光が空気中に発散する場合には出力窓１６の周囲に突出した部分にけられてしまう光が、撮像素子１３に導かれるようになるので、ガラスブロック２１はリレーレンズ１４を明るくする。
【００３１】
また、ガラスブロック２１の厚さは、リレーレンズ１４の共役長ＴＣＬの約１５％となっている。ガラスブロック２１の実際的な厚さは、ガラスブロック２１の屈折率、出力窓１６の深さ等に応じて定める必要があるが、リレーレンズ１４の共役長ＴＣＬの約１０％以上の厚さとなっていれば上述のようにリレーレンズ１４を顕著に明るく、かつ外径をコンパクトに構成することができる。特に、リレーレンズ１４を、有効Ｆナンバーが０．７程度の明るいものとし、かつ外形をコンパクトに構成する場合には、ガラスブロック２１の厚さを共役長ＴＣＬの１５％以上の厚さとすることが好ましい。
【００３２】
一方、リレーレンズ１４は、ガラスブロック２１を備えることによって、大きな球面収差や色分散が発生する。このように、ガラスブロック２１によって発生する球面収差や色分散は、リレーレンズ１４ではガラスブロック２１に続く、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３によって補正される。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１は、ガラスブロック２１の像側に隣接して配置され、複数の凸レンズから構成される。このため、第１レンズ群Ｇ１は、全体として正のパワーを有する。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する凸レンズは、全て低屈折率低分散の硝材（Ｎｄ≒１．５２，νｄ≒６３）からなる。このように構成される第１レンズ群Ｇ１は、出力窓１６からガラスブロック２１を通って入射する光束の径を、色収差の増大を抑えながら小さくする。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１内に凹レンズを配置すると、第１レンズ群Ｇ１内でさらに光束を発散させることになるので、リレーレンズ１４の径が大きくなり、狭いスペース内に配置することが難しくなる。また、第１レンズ群Ｇ１内に高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズを配置しても良い。しかし、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズの枚数が低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズの枚数よりも多い場合や高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズのパワーが低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズのパワーよりも極端に大きい場合には、ガラスブロック２１で生じる色収差が第１レンズ群Ｇ１内でさらに増大することになり、後続の第２レンズ群Ｇ２で色収差を補正することが難しくなる。
【００３５】
また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とすると、第１レンズ群Ｇ１は、焦点距離ｆ１がリレーレンズ１４の共役長ＴＣＬに対して、０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５の条件を満たすように構成される。この条件は、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３と間の予め定められたスペース内に収まるように、リレーレンズ１４の全長及び径を小さく抑えるための条件である。
【００３６】
ｆ１／ＴＣＬの値が０．２０以下の値になると、第１レンズ群Ｇ１の各々の凸レンズのパワーが強くなりすぎて瞳周辺部の球面収差が増大し、これを補正することが難しくなる。このとき、第１レンズ群Ｇ１の凸レンズの枚数を増やして、各々の凸レンズのパワーを弱くすると、リレーレンズ１４の全長が長くなり、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間に配置することが難しくなる。
【００３７】
一方、ｆ１／ＴＣＬの値が０．２５以上の値になると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが弱く、第１レンズ群Ｇ１から射出される光束が大きくなってしまう。このため、ｆ１／ＴＣＬの値が０．２５以上の値になると、リレーレンズ１４全体としても外径が大きくなり、共役長ＴＣＬも長くなり、リレーレンズ１４をイメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間に配置することが難しくなる。
【００３８】
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の間に配置され、凸レンズだけでなく、凹レンズを含む構成となっている。また、第２レンズ群Ｇ２の凸レンズは全て低屈折率低分散の硝材からなり、第２レンズ群Ｇ２の凹レンズは全て高屈折率高分散の硝材からなる。これにより、リレーレンズ１４の各種収差はこの第２レンズ群Ｇ２によって補正される。また、第２レンズ群Ｇ２は、２以上の凹レンズを含むように構成されることで、リレーレンズ１４をＦ／０．７という明るさを維持したまま、リレーレンズ１４の各種収差を良好に補正する。
【００３９】
また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とすると、第２レンズ群Ｇ２は、焦点距離ｆ２がリレーレンズ１４の共役長ＴＣＬに対して、０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜の条件を満たすように構成される。この条件は、共役長ＴＣＬが、予め定められた出力窓１６と撮像面１７との距離に一致するように、リレーレンズ１４の共役長ＴＣＬを短く保つための条件である。
【００４０】
｜ｆ２／ＴＣＬ｜が０．６５以下の値になると、リレーレンズ１４の画角を大きくすることができるが、同時に共役長ＴＣＬが長くなり、共役長ＴＣＬを予め定められた出力窓１６と撮像面１７との距離に一致させることが難しくなる。また、｜ｆ２／ＴＣＬ｜が０．６５以下の値になる場合に、共役長ＴＣＬを出力窓１６と撮像面１７との距離に一致させようとすれば、第１，第３レンズ群Ｇ１，Ｇ３のパワーを増大させる必要があり、リレーレンズ１４を構成するレンズの枚数が多くなる。したがって、｜ｆ２／ＴＣＬ｜が０．６５以下の値になると、リレーレンズ１４の全長も増して、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間にリレーレンズ１４を配置することが難しくなり、コストや重量も増加する。
【００４１】
また、第２レンズ群Ｇ２は、上述のように高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズを備えることによってリレーレンズ１４の各種収差を抑えるが、この凹レンズによって光束が発散してしまう。このため、第２レンズ群Ｇ２には、凹レンズとともに、光束の発散を抑える凸レンズが複数設けられる。特に、第２レンズ群Ｇ２は、短い距離で光束の発散を抑えるために、両凸レンズを備える。
【００４２】
一方、第２レンズ群Ｇ２に両凸レンズを配置すると、この両凸レンズの像側の面における光線の屈曲が大きいために、球面収差が増大する。また、第２レンズ群Ｇ２に単に両凸レンズを配置すると、両凸レンズの周縁部分に入射する光が全反射され、ここでリレーレンズ１４の明るさを制限されてしまうことがある。このため、第２レンズ群Ｇ２に配置する両凸レンズは、凹レンズに隣接して配置することが好ましい。特に、第２レンズ群Ｇ２に配置する両凸レンズは、凹レンズと接合した接合レンズ３１として配置することが好ましい。
【００４３】
こうして、第２レンズ群Ｇ２に配置する両凸レンズを、凹レンズに接合（隣接）して配置すると、両凸レンズによる球面収差の増大を抑えられる。また、第２レンズ群Ｇ２に配置する両凸レンズを、低屈折率低分散の硝材から形成するとともに、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズと接合し、接合レンズ３１として配置することで、両凸レンズの周縁部分においても全反射されずに光が通過するようになり、リレーレンズ１４をより容易に明るく構成することができる。同時に、接合レンズ３１を配置する場合には、両凸レンズと凹レンズを接合しない場合と比較して、両凸レンズと凹レンズとの間でより大きくパワーを変動させることができるようになり、リレーレンズ１４全体として、色収差と像面湾曲がバランス良く補正される。
【００４４】
第３レンズ群Ｇ３は、最も撮像素子１３側に配置され、複数の凸レンズから構成される。このため、第３レンズ群Ｇ３は、全体として正のパワーを有する。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、像側で有効ＦナンバーがＦ／０．７となるように構成される。
【００４５】
さらに、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とすると、第３レンズ群Ｇ３は、焦点距離ｆ３がリレーレンズ１４の共役長ＴＣＬに対して、０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８の条件を満たすように構成される。この条件は、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３と間の予め定められたスペース内に収まるように、リレーレンズ１４の全長及び径を小さく抑えるための条件である。
【００４６】
ｆ３／ＴＣＬの値が０．１２以下の値になると、第３レンズ群Ｇ３の各々の凸レンズのパワーが強くなりすぎるため、球面収差が増大し、第２レンズ群Ｇ２においてこれを補正することが難しくなる。このとき、第３レンズ群Ｇ３の凸レンズの枚数を増やして、各々の凸レンズのパワーを弱くすると、リレーレンズ１４の全長が長くなり、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間に配置することが難しくなる。
【００４７】
一方、ｆ３／ＴＣＬの値が０．１８以上の値になると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが弱く、第３レンズ群Ｇ３から射出される光束が大きくなってしまう。このため、ｆ３／ＴＣＬの値が０．１８以上の値になると、リレーレンズ１４全体としても外径が大きくなり、共役長ＴＣＬも長くなり、リレーレンズ１４をイメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間に配置することが難しくなる。
【００４８】
なお、第３レンズ群Ｇ３と撮像素子１３の間には、イメージインテンシファイア１２後端の凹部のように、リレーレンズ１４と撮像面１７を近づけて配置することを妨げる要因はない。このため、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズ群Ｇ１と同様に凸レンズだけから構成されるが、第３レンズ群Ｇ３には、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズを任意に組み合わせて用いて良く、第３レンズ群Ｇ３には、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズのいずれか一方だけを用いるようにしても良い。
【００４９】
また、第３レンズ群Ｇ３には、高分散の硝材からなる凸レンズを少なくとも１以上用いることが好ましい。こうして第３レンズ群Ｇ３が高分散の硝材からなる凸レンズを備えるようにすると、倍率色収差が低減される。一方、第３レンズ群Ｇ３の凸レンズを、全て、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズとすると、分散が過剰となって倍率色収差が増大すると同時に、ペッツバール和が増大して像面湾曲が増大する。このため、第３レンズ群Ｇ３は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズを、双方とも備えることが特に好ましい。
【００５０】
上述のように構成されるリレーレンズ１４は、全長及び共役長が短くコンパクトに、かつ、明るく、各種収差が良好に補正されたレンズとなる。また、リレーレンズ１４の外形が大きい場合には、レンズの周縁部分を通る光によって結像性能が悪化するが、上述のように構成されるリレーレンズ１４は、明るくかつ外形もコンパクトに構成されるので、結像性能が良好なレンズとなる。さらに、リレーレンズ１４を用いることで、高感度撮影装置１１はコンパクトに形成されるとともに、高コントラストの撮影を行うことができる。
【００５１】
以下では、リレーレンズ１４の具体的な例を、実施例１〜３としてレンズデータ等を挙げて説明する。なお、実施例１〜３では、イメージインテンシファイア１２の出力窓１６に表示される像サイズはφ０．８５ｍｍであり、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の配置からリレーレンズの共役長ＴＣＬは９０．０ｍｍに予め定められている。また、実施例１〜３では、カバーガラス１８を含めて、レンズ等の各面を物体側から順に、面番号ｉを用いて面Ｓｉで表し、面Ｓｉと像側に隣接する面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を面間隔Ｄｉで表す。また、面Ｓｉと、面Ｓｉの像側に隣接する面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔をＤｉで表す。また、各実施例のレンズデータとしては、各面Ｓｉの曲率半径Ｒ（ｍｍ）、面間隔Ｄｉ（ｍｍ）、ｄ線に対する屈折率Ｎｄ，アッベ数νｄを表で示すとともに、その下段に、リレーレンズの焦点距離（ｍｍ）、有効Ｆナンバー、結像倍率、リレーレンズの共役長ＴＣＬ（ｍｍ）、リレーレンズの全長（ｍｍ）、第１レンズ群の焦点距離ｆ１（ｍｍ）、第２レンズ群の焦点距離ｆ２（ｍｍ）、第３レンズ群の焦点距離ｆ３（ｍｍ）、共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ１〜ｆ３の比をそれぞれ示す。
【００５２】
［実施例１］
図２に示すように、実施例１のリレーレンズ５１は、ガラスブロック５２と、レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２の１０枚のレンズから構成される。このリレーレンズ５１のレンズデータを表１に示す。
【００５３】
また、リレーレンズ５１の球面収差，非点収差，ディストーションを図３に示し、像高０．４２ｍｍ，０．３０ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．００ｍｍのサジタル方向のコマ収差を図４（Ａ）〜（Ｄ）に、像高０．４２ｍｍ，０．３０ｍｍ，０．１５ｍｍについてのタンジェンシャル方向のコマ収差を図４（Ｅ）〜（Ｇ）にそれぞれ示す。さらに、空間周波数Ｆｑが１６．７（ＬＰ／ｍｍ）の場合のＭＴＦ（％）を図５（Ａ）に、空間周波数Ｆｑが３３．４（ＬＰ／ｍｍ）の場合のＭＴＦ（％）を図５（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００５４】
なお、球面収差及びコマ収差は、波長５３０ｎｍに対するものを実線で、波長４８０ｎｍに対するものを破線で、波長６８０ｎｍに対するものを二点鎖線で示す。また、非点収差は、サジタル（Ｓ）方向のものを実線で、タンジェンシャル（Ｔ）方向のものを破線で示す。ＭＴＦ（入力光の波長：５３０ｎｍ５０．０％，４８０．０ｎｍ６．４％，６８０ｎｍ１．０％，５８０ｎｍ３３．６％，６３０ｎｍ９．１％）は、像高０．０００ｍｍ，０．０１５０ｍｍ，０．３００ｍｍ，０．４２４ｍｍのそれぞれの点について、サジタル方向のものを実線で、タンジェンシャル方向のものを破線でそれぞれ示す。これらの収差図等の表し方は、後述する実施例２及び実施例３についても共通である。
【００５５】
【表１】
2011028100.tif 000003
【００５６】
図２及び表１に示すように、リレーレンズ５１を構成する１０枚のレンズのうち、レンズＧ２２，Ｇ２５は凹レンズであり、レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１，Ｇ２３〜Ｇ２４，Ｇ３１〜Ｇ３２は凸レンズである。また、凸レンズＧ２１と凹レンズＧ２２は面Ｓ１０で接合されており、凸レンズＧ２４と凹レンズＧ２５は面Ｓ１５で接合されている。
【００５７】
また、ガラスブロック５２及びレンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２は、屈折率Ｎｄ≒１．５２，アッベ数νｄ≒６３の低屈折率低分散の硝材、または屈折率Ｎｄ≒１．８１，アッベ数νｄ≒２５の高屈折率高分散の硝材のいずれかから形成される。具体的には、ガラスブロック５２と凸レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１，Ｇ２３〜Ｇ２４，Ｇ３１は低屈折率低分散の硝材からなり、凸レンズＧ３２と凹レンズＧ２２，Ｇ２５は高屈折率高分散の硝材からなる。
【００５８】
ガラスブロック５２は、被写体側の面Ｓ１と像側の面Ｓ２がともに平面に形成され、その中心厚Ｄ１は１４．５ｍｍとなっている。また、リレーレンズ５１の共役長ＴＣＬは９０．０ｍｍとなっている。このため、ガラスブロック５２の中心厚Ｄ１は、リレーレンズ５１の共役長ＴＣＬに対して約１６．１％を占める。
【００５９】
第１レンズ群Ｇ１は、ガラスブロック５２と、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２２との間に配置された凸レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１のうち、凹レンズＧ２２と接合された凸レンズＧ２１を除く、凸レンズＧ１１〜Ｇ１３から構成される。したがって、第１レンズ群Ｇ１は、全て低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズだけで構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１は１８．９１７ｍｍであり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正のパワー有する。さらに、第１レンズ群Ｇ１は、リレーレンズ５１の共役長ＴＣＬ（９０．０ｍｍ）に対する焦点距離ｆ１比（ｆ１／ＴＣＬ）の値が約０．２１となっており、０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５の条件を満たす。
【００６０】
また、第２レンズ群Ｇ２は、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２２から最も像側に配置された凹レンズＧ２５の４枚のレンズと、凹レンズＧ２２の被写体側に接合された凸レンズＧ２１を合わせて、合計で５枚のレンズＧ２１〜Ｇ２５から構成される。したがって、第２レンズ群Ｇ２には、低屈折率低分散の硝材からなる３枚の凸レンズＧ２１，Ｇ２３，Ｇ２４と、高屈折率高分散の硝材からなる２枚の凹レンズＧ２２，Ｇ２５からなる。また、前述のように、凹レンズＧ２２，Ｇ２５は凸レンズＧ２１，Ｇ２４とそれぞれ接合されているので、第２レンズ群Ｇ２の２枚の凹レンズＧ２２，Ｇ２５は、全て接合レンズとして配置されている。
【００６１】
また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２は−１７１９．８１５ｍｍであり、第２レンズ群Ｇ２は全体として負のパワーを有する。さらに、第２レンズ群Ｇ２は、リレーレンズ５１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ２の比（ｆ２／ＴＣＬ）の値が約−１９．１０９となっており、０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜の条件を満たす。
【００６２】
第３レンズ群Ｇ３は、最も像側の凹レンズＧ２５とカバーガラス１８との間に配置された２枚の凸レンズＧ３１，３２から構成される。また、前述のように凸レンズＧ３１は低屈折率低分散の硝材からなり、凸レンズＧ３２は高屈折率高分散の硝材からなる。したがって、第３レンズ群Ｇ３には、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズが１枚ずつ配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３は１１．２７２ｍｍであり、第３レンズ群Ｇ３は全体として正のパワーを有する。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、リレーレンズ５１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ３の比（ｆ３／ＴＣＬ）の値が０．１３となっており、０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８の条件を満たす。
【００６３】
リレーレンズ５１は、上述のように構成されることによって、全長６５．９２２ｍｍ，共役長９０．０ｍｍ，Ｆ／０．７という、コンパクトかつ明るいリレーレンズとなっている。同時に、リレーレンズ５１の各種収差は、図３及び図４に示すように良好に補正されている。また、図５に示すＭＴＦからわかるように、リレーレンズ５１は、画面（撮像面１７）の中央から離れた位置においても画面中央と略同程度に高いコントラストで像をリレーすることができる。
【００６４】
特に、リレーレンズ５１では、中心厚Ｄ１がリレーレンズ５１の共役長ＴＣＬに対して１５％を上回る厚さのガラスブロック５２を備えているので、Ｆ／０．７という極めて明るいレンズとなっており、イメージインテンシファイア１２が表示する像からの光を無駄無く利用することができる。また、第１レンズ群Ｇ１が低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ１１〜Ｇ１３だけで構成されていることによって、第２レンズ群Ｇ２における収差補正が容易になり、リレーレンズ５１の各種収差が特に良好に補正される。
【００６５】
また、第２レンズ群Ｇ２の２枚の凹レンズＧ２２，Ｇ２５が、どちらも高屈折率高分散の硝材からなるので、全長及び共役長が短く構成され、かつ各種収差が良好に補正される。さらに、第２レンズ群Ｇ２の２つの接合レンズは、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ２１（Ｇ２４）と高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２２（Ｇ２５）とが接合されているので、リレーレンズ５１を容易に明るく構成できると同時に、色収差と像面湾曲を特にバランス良く補正することができる。また、第３レンズ群Ｇ３には、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ３１と、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズＧ３２とが組み合わせて用いられているので、リレーレンズ５１の像面湾曲及び倍率色収差が抑えられる。
【００６６】
［実施例２］
図６に示すように、実施例２のリレーレンズ６１は、ガラスブロック６２と、レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２の１０枚のレンズから構成される。このリレーレンズ６１のレンズデータを表２に示す。また、リレーレンズ６１の球面収差，非点収差，ディストーションを図３に、コマ収差を図４に、ＭＴＦを図５にそれぞれ示す。これらの収差図等の表し方は、前述の実施例１と同様である。
【００６７】
【表２】
2011028100.tif 000004
【００６８】
図６及び表２に示すように、リレーレンズ６１を構成する１０枚のレンズのうち、レンズＧ２１，Ｇ２５は凹レンズであり、レンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２２〜Ｇ２４，Ｇ３１〜Ｇ３２は凸レンズである。また、凸レンズＧ２４と凹レンズＧ２５は面Ｓ１６で接合されている。
【００６９】
また、ガラスブロック６２及びレンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２は、屈折率Ｎｄ≒１．５２，アッベ数νｄ≒６３の低屈折率低分散の硝材、または屈折率Ｎｄ≒１．８１，アッベ数νｄ≒２５の高屈折率高分散の硝材のいずれかから形成される。具体的には、ガラスブロック６２とレンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２２〜Ｇ２４，Ｇ３２は低屈折率低分散の硝材からなり、レンズＧ２１，Ｇ２５，Ｇ３１は高屈折率高分散の硝材からなる。
【００７０】
ガラスブロック６２は、被写体側の面Ｓ１と像側の面Ｓ２がともに平面に形成され、その中心厚Ｄ１は１４．５ｍｍとなっている。また、リレーレンズ６１の共役長ＴＣＬは９０．０ｍｍとなっている。このため、ガラスブロック６２の中心厚Ｄ１は、リレーレンズ６１の共役長ＴＣＬに対して約１６．１％を占める。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１は、ガラスブロック６２と、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２１との間に配置された凸レンズＧ１１〜Ｇ１３の３枚のレンズから構成される。このため、第１レンズ群Ｇ１は、低屈折率低分散の硝材からなる３枚の凸レンズＧ１１〜Ｇ１３からなる。また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１は１９．７２７ｍｍであり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正のパワーを有する。さらに、第１レンズ群Ｇ１は、リレーレンズ６１の共役長ＴＣＬ（９０．０ｍｍ）に対する焦点距離ｆ１の比（ｆ１／ＴＣＬ）の値が約０．２１９となっており、０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５の条件を満たす。
【００７２】
また、第２レンズ群Ｇ２は、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２１から最も像側に配置された凹レンズＧ２５の５枚のレンズから構成される。したがって、第２レンズ群Ｇ２は、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２１，Ｇ２５と、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ２２〜Ｇ２４からなる。また、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２５は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ２４と接合されている。
【００７３】
また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２は２３０．５８３ｍｍであり、第２レンズ群Ｇ２全体としては正のパワーを有する。さらに、第２レンズ群Ｇ２は、リレーレンズ６１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ２の比（ｆ２／ＴＣＬ）の値が約２．５６２となっており、０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜の条件を満たす。
【００７４】
第３レンズ群Ｇ３は、最も像側の凹レンズＧ２５とカバーガラス１８との間に配置された２枚の凸レンズＧ３１，Ｇ３２から構成される。また、前述のように、凸レンズＧ３１は高屈折率高分散の硝材からなり、凸レンズＧ３２は低屈折率低分散の硝材からなる。したがって、第３レンズ群Ｇ３には、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズと、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズが１枚ずつ配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３は１２．１６３ｍｍであり、第３レンズ群Ｇ３は全体として正のパワーを有する。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、リレーレンズ６１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ３の比（ｆ３／ＴＣＬ）の値が約０．１３５となっており、０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８の条件を満たす。
【００７５】
リレーレンズ６１は、上述のように構成されることによって、全長６５．７０７ｍｍ，共役長９０．０ｍｍ，Ｆ／０．７という、コンパクトかつ明るいリレーレンズとなっている。同時に、リレーレンズ６１の各種収差は、図７及び図８に示すように良好に補正されている。また、図９に示すＭＴＦからわかるように、リレーレンズ６１は、画面中央から離れた位置においても画面中央と同程度に高いコントラストで像をリレーすることができる。
【００７６】
特に、リレーレンズ６１では、中心厚Ｄ１がリレーレンズ６１の共役長ＴＣＬに対して１５％を上回る厚さのガラスブロック６２を備えているので、Ｆ／０．７という極めて明るいレンズとなっており、イメージインテンシファイア１２に表示される像からの光を無駄無く利用することができる。また、第１レンズ群Ｇ１が低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズから構成されているので、第２レンズ群Ｇ２における収差補正が容易になり、リレーレンズ６１の各種収差が良好に補正される。
【００７７】
また、第２レンズ群Ｇ２には、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２１，Ｇ２５が設けられているので、全長及び共役長が短く構成され、かつ各種収差が良好に補正される。さらに、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２５は低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ２４と接合されているので、リレーレンズ６１を容易に明るく構成できると同時に、色収差と像面湾曲を特にバランス良く補正することができる。また、第３レンズ群Ｇ３には、高屈折率高分散の硝材からなる凸レンズＧ３１と、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ３２とが組み合わせて用いられるので、リレーレンズ６１の像面湾曲及び倍率色収差が抑えられる。
【００７８】
［実施例３］
図１０に示すように、実施例３のリレーレンズ７１は、ガラスブロック７２と、レンズＧ１１〜Ｇ１２，Ｇ２１〜Ｇ２６，Ｇ３１〜Ｇ３２の１０枚のレンズから構成される。このリレーレンズ７１のレンズデータを表３に示す。また、リレーレンズ７１の球面収差，非点収差，ディストーションを図１１に、コマ収差を図１２に、ＭＴＦを図１３にそれぞれ示す。これらの収差図等の表し方は前述の実施例１と同様である。
【００７９】
【表３】
2011028100.tif 000005
【００８０】
図１０及び表３に示すように、リレーレンズ７１を構成する１０枚のレンズのうち、レンズＧ２１，Ｇ２４，Ｇ２６は凹レンズであり、レンズＧ１１〜Ｇ１２，Ｇ２２〜Ｇ２３，Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２は凸レンズである。
【００８１】
また、ガラスブロック７２及びレンズＧ１１〜Ｇ１３，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２は、屈折率Ｎｄ≒１．５２，アッベ数νｄ≒６３の低屈折率低分散の硝材、または屈折率Ｎｄ≒１．１８，アッベ数νｄ≒２５の高屈折率高分散の硝材のいずれかから形成される。具体的には、ガラスブロック７２と凸レンズＧ１１〜Ｇ１２，Ｇ２２〜Ｇ２３，Ｇ２５，Ｇ３１〜Ｇ３２は低屈折率低分散の硝材からなり、凹レンズＧ２１，Ｇ２４，Ｇ２６は高屈折率高分散の硝材からなる。
【００８２】
ガラスブロック７２は、被写体側の面Ｓ１と像側の面Ｓ２がともに平面に形成され、その中心厚Ｄ１は１４．５ｍｍとなっている。また、リレーレンズ７１の共役長ＴＣＬは９０．５０１ｍｍとなっている。このため、ガラスブロック７２の中心厚Ｄ１は、リレーレンズ７１の共役長ＴＣＬに対して約１６．０％を占める。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は、ガラスブロック７２と、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２１との間に配置された２枚の凸レンズＧ１１〜Ｇ１２から構成される。したがって、第１レンズ群Ｇ１は、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズだけで構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１は２１．９５９ｍｍであり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正のパワーを有する。さらに、第１レンズ群Ｇ１は、リレーレンズ７１の共役長ＴＣＬ（９０．５０１ｍｍ）に対する焦点距離ｆ１の比（ｆ１／ＴＣＬ）の値が約０．２４３となっており、０．２０＜ｆ１／ＴＣＬ＜０．２５の条件を満たす。
【００８４】
また、第２レンズ群Ｇ２は、最も被写体側に配置された凹レンズＧ２１から最も像側に配置された凹レンズＧ２６の６枚のレンズで構成される。したがって、第２レンズ群Ｇ２には、高屈折率高分散の硝材からなる３枚の凹レンズＧ２１，２４，２６と、低屈折率低分散の硝材からなる３枚の凸レンズＧ２２，Ｇ２３，Ｇ２５からなる。
【００８５】
また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２は、６１．８７２ｍｍであり、第２レンズ群Ｇ２は全体として正のパワーを有する。さらに、第２レンズ群Ｇ２は、リレーレンズ７１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ２の比（ｆ２／ＴＣＬ）の値が約０．６８４となっており、０．６５＜｜ｆ２／ＴＣＬ｜の条件を満たす。
【００８６】
第３レンズ群Ｇ３は、最も像側の凹レンズＧ２６とカバーガラス１８との間に配置された２枚の凸レンズＧ３１，Ｇ３２から構成される。また、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３は１６．１４０ｍｍであり、第３レンズ群Ｇ３は全体として正のパワーを有する。さらに、第３レンズ群Ｇ３は、リレーレンズ７１の共役長ＴＣＬに対する焦点距離ｆ３の比（ｆ３／ＴＣＬ）の値が約０．１７８となっており、０．１２＜ｆ３／ＴＣＬ＜０．１８の条件を満たす。
【００８７】
リレーレンズ７１は、上述のように構成されることによって、全長６０．５４８ｍｍ，共役長９０．０ｍｍ，Ｆ／０．７という、コンパクトかつ明るいリレーレンズとなっている。同時に、リレーレンズ７１の各種収差は、図１１及び図１２に示すように良好に補正されている。また、図１３に示すＭＴＦからわかるように、リレーレンズ７１は、画面中央（撮像面１７の中央）から離れた位置においても画面中央と同程度に高いコントラストで像をリレーすることができる。
【００８８】
特に、リレーレンズ７１では、中心厚Ｄ１がリレーレンズ７１の共役長ＴＣＬに対して１５％を上回る厚さのガラスブロック７２が備えられているので、Ｆ／０．７という極めて明るいレンズとなっており、イメージインテンシファイア１２が表示する像からの光を無駄無く利用することができる。また、第１レンズ群Ｇ１が低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズＧ１１，Ｇ１２だけで構成されていることによって、第２レンズ群Ｇ２における収差補正が容易になり、リレーレンズ７１の各種収差が特に良好に補正される。
【００８９】
また、第２レンズ群Ｇ２の３枚の凹レンズＧ２１，Ｇ２４，Ｇ２６がいずれも高屈折率高分散の硝材からなるので、全長及び共役長が短く構成され、かつ、各種収差が良好に補正される。さらに、リレーレンズ７１では、高屈折率高分散の硝材からなる凹レンズＧ２１，Ｇ２４，Ｇ２６と、低屈折率低分散の硝材からなる凸レンズとが隣接して配置されているので、リレーレンズ７１は、明るいレンズとなり、かつ、色収差及び像面湾曲がバランス良く補正される。
【００９０】
なお、上述の実施形態及び実施例では、リレーレンズに低屈折率低分散の硝材と高屈折率高分散の硝材の２種類の硝材を用いる例を説明したが、リレーレンズを構成するレンズ等に用いる具体的な硝材は、リレーレンズが使用される環境等に応じた材料を用いることが好ましい。例えば、人工衛星や惑星探査機等の放射線に曝される環境で使用される高感度撮影装置に上述の実施形態等で説明したリレーレンズを用いるときには、リレーレンズを構成するレンズ等を上述の実施形態等で説明した条件を満たす耐放射線硝材から形成することが好ましい。
【００９１】
なお、上述の実施形態及び実施例では、低屈折率低分散の硝材として屈折率Ｎｄ≒１．５２，アッベ数νｄ≒６３の硝材を、高屈折率高分散の硝材として屈折率Ｎｄ≒１．１８，アッベ数νｄ≒２５の硝材を例に挙げて説明したが、これらの硝材は、相対的に低屈折率低分散，高屈折率高分散の硝材であれば良い。また、具体的な硝材はこの例に限らない。特に、低屈折率低分散の硝材としては、１．５＜Ｎｄ＜１．５５かつ６０＜νｄ＜７０を満たすものが好適であり、高屈折率高分散の硝材としては、Ｎｄ＞１．７５かつ６０＜νｄ＜７０を満たすものが好適である。
【００９２】
また、上述の実施形態及び実施例では、低屈折率低分散の硝材と高屈折率高分散の硝材の２種類の硝材のいずれかから、リレーレンズを構成するレンズ等を形成する例を説明したが、これに限らず、リレーレンズを構成するレンズ等には３種類以上の硝材が用いられるようにしても良い。こうして、３種類以上の硝材を用いる場合にも、上述の実施形態及び実施例で説明した条件を満たすようにすることで、リレーレンズをコンパクトかつ明るく構成することができる。こうしてリレーレンズを構成するレンズ等の硝材が３種類以上ある場合にも、上述の実施形態及び実施例と同様に、第１レンズ群Ｇ１を構成する凸レンズを、これらの硝材の中でもできるだけ低屈折率かつ低分散の硝材から形成することが好ましい。また、リレーレンズを構成するレンズ等の硝材が３種類以上ある場合には、第２レンズ群Ｇ２を構成する凹レンズを、できるだけ高屈折率かつ高分散の硝材から形成することが好ましく、これらの凹レンズは相対的に低屈折率かつ低分散の硝材からなる凸レンズと接合されていることが好ましい。さらに、リレーレンズを構成するレンズ等の硝材が３種類以上ある場合に、第３レンズ群Ｇ３には、これらの硝材のうち互いに異なる硝材からなる凸レンズを組み合わせて用いることが好ましい。
【００９３】
なお、上述の実施形態及び実施例では、リレーレンズを１つのガラスブロックと１０枚のレンズから構成する例を説明したが、イメージインテンシファイア１２と撮像素子１３の間に配置することができれば、リレーレンズを構成するレンズの枚数は上述の例に限らない。例えば、リレーレンズを９枚以下のレンズで構成しても良く、１１枚以上のレンズを用いてリレーレンズを構成するようにしても良い。
【００９４】
なお、上述の実施形態及び実施例では、被写体側にガラスブロックを配置する例を説明したが、ガラスブロックの配置はこれに限らない。上述の実施形態及び実施例で説明したリレーレンズは、像を等倍に結像させる両側テレセントリックリレーレンズなので、イメージインテンシファイア１２及び撮像素子１３に対して前後を反転させ、撮像素子１３側から、ガラスブロック２１，第１レンズ群Ｇ１，第２レンズ群Ｇ２，第３レンズ群Ｇ３の順になるようにリレーレンズを配置しても良い。このため、例えば、撮像素子１３の前に色分解プリズム光学系を配置する場合に、撮像素子１３側にガラスブロックが位置するようにリレーレンズを配置し、ガラスブロックを色分解プリズム光学系としても良い。
【００９５】
なお、上述の実施形態及び実施例では、イメージインテンシファイア１２が出力する像を撮像素子１３に結像させるリレーレンズの例を説明したが、上述の実施形態及び実施例で説明したリレーレンズを、イメージインテンシファイア１２の前面に配置して、撮影する被写体からの光を結像する撮影レンズと組み合わせて、イメージインテンシファイア１２に入力させるレンズとして用いても良い。
【００９６】
なお、上述の実施形態及び実施例では、ガラスブロックの被写体側，像側の表面がいずれも平面に形成される例を説明したが、これに限らず、ガラスブロックの被写体側表面や像側表面を曲面に形成し、ガラスブロックをいわゆるレンズとして機能するようにしても良い。また、上述の実施形態及び実施例では、ガラスブロックが単一の硝材から形成される例を説明したが、レンズやガラス板等を接合したものをガラスブロックとして用いても良い。さらに、上述の実施形態及び実施例では、ガラスブロック２１の被写体側表面が平面に形成され、ガラスブロック２１は、イメージインテンシファイア１２の出力窓１６に密着して配置される例を説明したが、ガラスブロック２１と出力窓１６は密着していなくても良い。前述のようにガラスブロック２１の被写体側表面が曲面に形成されるときにも同様である。
【００９７】
なお、上述の実施形態及び実施例では、イメージインテンシファイア１２が出力する像を等倍で撮像素子１３に結像させるように構成したリレーレンズの例を説明したが、これに限らず、イメージインテンシファイア１２が出力する像を拡大または縮小して撮像素子１３に結像させるようにリレーレンズを構成しても良い。この場合にも、上述の実施形態及び実施例で説明した条件等を満たすように構成することで、コンパクトかつ明るいリレーレンズとすることができる。
【００９８】
なお、上述の実施形態及び実施例ではリレーレンズをイメージインテンシファイア１２とともに用いる例を説明したが、これに限らず、イメージインテンシファイア１２のかわりに、被写体からの像を平面に結像させる撮影レンズ等とともに用いても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１１  高感度撮影装置
１２  イメージインテンシファイア
１３  撮像素子
１４，５１，６１，７１  リレーレンズ（両側テレセントリックリレーレンズ）
１６  出力窓
１７  撮像面
１８  カバーガラス
２１，５２，６２，７２  ガラスブロック
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
ＴＣＬ  共役長
３１  接合レンズ
【図１】
2011028100.tif 000006
【図２】
2011028100.tif 000007
【図３】
2011028100.tif 000008
【図４】
2011028100.tif 000009
【図５】
2011028100.tif 000010
【図６】
2011028100.tif 000011
【図７】
2011028100.tif 000012
【図８】
2011028100.tif 000013
【図９】
2011028100.tif 000014
【図１０】
2011028100.tif 000015
【図１１】
2011028100.tif 000016
【図１２】
2011028100.tif 000017
【図１３】
2011028100.tif 000018