(57)【要約】【課題】小型で大口径であり、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ程度）と近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）まで良好に収差補正し、監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる可視光近赤外光用単焦点レンズを提供すること。【解決手段】絞りを挟んで、負の屈折力を有する前群レンズと、正の屈折力を有する後群レンズとで構成され、後群レンズは少なくとも４枚以上で、正レンズと負レンズの接合レンズを含み、Ｆナンバー１．０５〜１．１５の明るさを有する可視光近赤外光用単焦点レンズ。【選択図】      図１
2004354829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りを挟んで、負の屈折力を有する前群レンズと、正の屈折力を有する後群レンズとで構成され、後群レンズは少なくとも４枚以上で、正レンズと負レンズの接合レンズを含み、前記接合レンズは、
部分分散比を
2004354829.tif 000009
ｔ線二次スペクトルを
2004354829.tif 000010
とした時、
2004354829.tif 000011
ＮＣ：Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）の屈折率、
ＮＦ：Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）の屈折率、
Ｎｔ：ｔ線（波長１０１３．９８ｎｍ）の屈折率
θｃｔｐ：後群接合レンズの正レンズの部分分散比、
θｃｔｎ：後群接合レンズの負レンズの部分分散比
νｄｐ：後群接合レンズの正レンズのアッべ数、
νｄｎ：後群接合レンズの負レンズのアッべ数
Ｒ：後群接合レンズの接合面の曲率半径、
ｆｒ：後群レンズの焦点距離
を満足し、Ｆナンバー１．０５〜１．１５の明るさを有することを特徴とする可視光近赤外光用単焦点レンズ。
【請求項２】
前記後群レンズが、物体側から正レンズ、負レンズと正レンズの接合で正の接合レンズ、及び正レンズで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の可視光近赤光用単焦点レンズ。
【請求項３】
絞りから像面までの距離が以下の条件式
条件式
2004354829.tif 000012
Ｌ：絞りから像面までの距離（ただし、バックフォーカスは空気中に換算した時の距離）、
Ｙ：対角線の像高
（Ｙ＝ｆ×ｔａｎＷ（１＋ＤＩＳＴ）／１００）、ｗ：半画角、ＤＩＳＴ（％）：ｗ時の歪曲収差、ｆ：全系の焦点距離）
を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の可視光近赤外光用単焦点レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光近赤外光用単焦点レンズに関する。さらに詳しくは、本発明は、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ程度）と近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）まで実用可能な単焦点レンズであり、監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる可視光近赤外光用単焦点レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可視光に使用できる単焦点レンズとしては、比較的大口径なものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特許文献１に開示された非球面レンズを用いた超広角レンズ系は、物体側より順に、負のパワ−の前群レンズと、正のパワーの後群レンズとからなるレトロフォーカスタイプの超広角レンズ系において、全群レンズが、物体側に凸面を向けた負のメニスカス第１レンズと、少なくとも一面が非球面の第２レンズとを有し、この非球面の第２レンズは、光軸中心付近では両凹レンズで、周縁では物体側に凸の負メニスカスレンズとなる形状をなしているものである。この特許文献１のレンズは、超広角で明るいが、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ程度）についてのみ収差補正し、近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）については何ら補正していない。
【０００３】
特許文献２に記載のレトロフォーカス型大口径レンズは、小型で大口径比で、かつバックフォーカスを長くしたものであるが、これも可視光波長域（４００〜７００ｎｍ程度）についてのみ収差補正し、近赤外光波長域（７００〜１０００ｎｍ）については何ら補正していない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１１５７７８号
【特許文献２】
特許第３２５５４９０号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
日中は可視光、夜間は近赤外光を用いて監視する昼夜兼用カメラは、利用可能時間が長く投資効率が高いことから普及し始めている。しかし、従来技術のレンズについては、特に夜間に使用する近赤外光について収差補正がなされておらず、像の鮮明さが十分でなかった。そのため、特に夜間に十分な監視活動ができ難い等の問題があった。
【０００６】
近年、前記昼夜兼用カメラの普及により、可視光波長域〜近赤外光波長域（４００〜１０００ｎｍ）までの軸上の色収差を補正した単焦点レンズが開発されはじめている。しかし、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ）のピント位置と近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）のピント位置の差がまだ大きい。そのため、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ）でピント合わせした状態での近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）のみの投光をした時の解像力は、可視光波長域の解像力に較べて満足できるものではなかった。
【０００７】
【発明の目的】
従来技術の監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる明るい単焦点レンズの特に近赤外光像に関する上述した問題点に鑑みてなされたものであって、小型で大口径であり、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ程度）と近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）まで良好に収差補正し、監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる可視光近赤外光用単焦点レンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絞りを挟んで、負の屈折力を有する前群レンズと、正の屈折力を有する後群レンズとで構成され、後群レンズは少なくとも４枚以上で、正レンズと負レンズの接合レンズを含み、前記接合レンズは、
部分分散比を
2004354829.tif 000003
ｔ線二次スペクトルを
2004354829.tif 000004
とした時、
2004354829.tif 000005
ＮＣ：Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）の屈折率、
ＮＦ：Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）の屈折率、
Ｎｔ：ｔ線（波長１０１３．９８ｎｍ）の屈折率
θｃｔｐ：後群接合レンズの正レンズの部分分散比、
θｃｔｎ：後群接合レンズの負レンズの部分分散比
νｄｐ：後群接合レンズの正レンズのアッべ数、
νｄｎ：後群接合レンズの負レンズのアッべ数
Ｒ：後群接合レンズの接合面の曲率半径、
ｆｒ：後群レンズの焦点距離
を満足し、Ｆナンバー１．０５〜１．１５の明るさを有することを特徴とする可視光近赤外光用単焦点レンズである。
【０００９】
本発明の実施態様は以下のとおりである。
前記後群レンズが、物体側から正レンズ、負レンズと正レンズの接合で正の接合レンズ、及び正レンズで構成されたことを特徴とする。
【００１０】
絞りから像面までの距離が以下の条件式
条件式
2004354829.tif 000006
Ｌ：絞りから像面までの距離（ただし、バックフォーカスは空気中に換算した時の距離）、
Ｙ：対角線の像高
（Ｙ＝ｆ×ｔａｎＷ（１＋ＤＩＳＴ）／１００）、ｗ：半画角、ＤＩＳＴ（％）：ｗ時の歪曲収差、ｆ：全系の焦点距離  ）を満足することを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用】
請求項１に記載の条件式の範囲内にあると、近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差が抑えられ、Ｆナンバーが１．１程度にもかかわらず、諸収差が補正できる。このため、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）とのＭＴＦベスト位置すなわちピント位置を近づけることができる。従って、昼は可視光域（４００〜７００ｎｍ）、夜は近赤外投光を使用する監視レンズとして用いた場合に日中と夜間でピント合わせ直しの必要がなくなる。また、可視光域（４００〜７００ｎｍ）でピント合わせした状態で、近赤外光のみ投光したときの解像力を可視光と同等にすることができる。
【００１２】
条件式（１）、（２）、（３）、（４）は、後群レンズ中の接合レンズの構成を規定するものである。
条件式（１）、（２）、（３）は、接合レンズの近赤外域の二次スペクトルと接合レンズの負レンズ、正レンズのアッべ数を規定することにより、接合レンズの正レンズのガラスに近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）で、異常分散性を要求するものである。
これにより、レンズ系全体での近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の二次スペクトルを小さく抑えることができ、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差の差を小さくできる。
条件式（２）、（３）は、条件式（４）の接合面曲率半径の規定とともに軸上色収差、球面収差、コマ収差を良好に補正する条件でもある。
【００１３】
条件式（１）の上限より大きくなると、接合レンズの正レンズに異常分散性の効果が減少するため、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差の差が大きくなる。
条件式（２）の上限より小さく、また、条件式（３）の下限より大きくなると、色収差補正に屈折力が要求され、接合面の曲率半径が小さくなるため、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差、球面収差、コマ収差を小さく抑えることが困難となる。
【００１４】
条件式（４）の下限より小さくなると、接合面の曲率半径が小さくなりすぎ、加工が困難となる。また、大口径であるため、球面収差とコマ収差を補正することが非常に困難となる。
条件式（４）の上限より大きくなると、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差が良好に保てなくなる。
【００１５】
請求項２に記載の発明に関し、この構成のレンズ系のとき、Ｆナンバーが１．１程度でも、非球面を使わずに球面収差、コマ収差が良好に補正できる。また、可視光域（４００〜７００ｎｍ）と近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）の軸上色収差が良好に補正できる。
【００１６】
請求項３に関し、条件式（５）は、絞りの位置から撮像面までの距離に関するもので、Ｆナンバー１．１程度の大口径の標準、広角の絞りの共通化を可能にするためのものである。条件式（５）の下限より小さくなると、後群レンズの厚みが小さくなり、大口径を得ることができなくなる。条件式（５）の上限より大きくなると、絞り位置が撮像面より大きく離れ、レンズ全長及び後群レンズの外径が増大する。また、標準から広角までの絞り径の共通化ができなくなる。
【００１７】
【実施の形態】
（実施例１）
実施例１の可視光近赤外光用単焦点レンズは、ｆ＝１ｍｍ、Ｆ／１．１、ｗ＝４２．４°であり、図１に示すように、絞りＡを挟んで、負の屈折力を有する前群レンズ１０と、正の屈折力を有する後群レンズ２０とで構成される。前群レンズ１０は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズＬ１、正の屈折力の第２レンズＬ２、負の屈折力の第３レンズＬ３である。後群レンズ２０は、物体側から順に、正の屈折力の第４レンズＬ４、負の屈折力の第５レンズＬ５、正の屈折力の第６レンズＬ６、正の屈折力の第７レンズＬ７であり、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合されている６群７枚のレンズ系である。
【００１８】
実施例１に可視光近赤外光用単焦点レンズは、レンズ系タイプを前群レンズに負の屈折力、後群レンズに正の屈折力であるレトロフォーカスとすることによって、バックフォーカスを長くしている。また、上記４枚構成の後群レンズ内の正レンズと負レンズの接合レンズが、条件内Δ＝０．００３７、νｄｎ＝２３．８、νｄｐ＝６３．４、｜Ｒ／ｆｒ｜＝１．０２の構成であることにより、可視光域（４００〜７００ｎｍ）から近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）までの軸上色収差、球面収差、コマ収差が良好に補正されている。
【００１９】
実施例１の可視光近赤外光用単焦点レンズの光学データは、以下の表１に示すとおりである。
【表１】
2004354829.tif 000007
【００２０】
実施例１の可視光近赤外光用単焦点レンズの収差は、図２に球面収差及び色収差を示し、図３に非点収差を示し、図４に歪曲収差を示し、図５にＭＴＦ特性を示す。これらから、本発明の可視光近赤外光用単焦点レンズが、可視光及び近赤外光において実質上同一焦点位置に結像し、ほぼ同一の鮮明な画像を形成することが理解できる。
【００２１】
（実施例２）
実施例２の可視光近赤外光用単焦点レンズは、ｆ＝１ｍｍ    Ｆ／１．１    ｗ＝３１．１°であり、図６に示すように、絞りＡを挟んで、負の屈折力を有する前群レンズ１１０と、正の屈折力を有する後群レンズ１２０とで構成される。前群レンズ１１０は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズＬ１１、負の屈折力の第２レンズＬ１２である。後群レンズ１２０は、物体側から順に、正の屈折力の第３レンズＬ１３、負の屈折力の第４レンズＬ１４、正の屈折力の第５レンズＬ１５、正の屈折力の第６レンズＬ１６であり、第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５は接合されている５群６枚のレンズ系である。
【００２２】
実施例２の可視光近赤外光用単焦点レンズは、レンズ系タイプを、前群レンズ１１０に負の屈折力、後群レンズ１２０に正の屈折力であるレトロフォーカスとすることにより、バックフォーカスを長くしている。また、上記４枚構成の後群レンズ１２０内の正の第４レンズＬ１４と負の第５レンズＬ１５の接合レンズが条件内Δ＝０．００３７、νｄｎ＝２３．８、νｄｐ＝６３．４、｜Ｒ／ｆｒ｜＝１．０８の構成であることにより、可視光域（４００〜７００ｎｍ）から近赤外域（７００〜１０００ｎｍ）までの軸上色収差、球面収差、コマ収差が良好に補正されている。
【００２３】
実施例２の可視光近赤外光用単焦点レンズの光学データは、以下の表２に示すとおりである。
【表２】
2004354829.tif 000008
【００２４】
実施例２の可視光近赤外光用単焦点レンズの収差は、図７に球面収差及び色収差を示し、図８に非点収差を示し、図９に歪曲収差を示し、図１０にＭＴＦ特性を示す。これらから、本発明の可視光近赤外光用単焦点レンズが、可視光及び近赤外光において実質上同一焦点位置に結像し、ほぼ同一の鮮明な画像を形成することが理解できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる明るい単焦点レンズの特に近赤外光像において、小型で大口径であり、可視光波長域（４００〜７００ｍｍ程度）と近赤外光波長域（７００〜１０００ｍｍ）まで良好に収差補正し、監視カメラ、ＣＣＴＶ、ビデオカメラ等に好適に使用できる可視光近赤外光用単焦点レンズを構成する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可視光近赤外光用単焦点レンズの実施例１の光学図である。
【図２】本発明の実施例１の球面収差色収差図である。
【図３】本発明の実施例１の非点収差図である。
【図４】本発明の実施例１の歪曲収差図である。
【図５】本発明の実施例１のＭＴＦ特性図である。
【図６】本発明の可視光近赤外光用単焦点レンズの実施例１の光学図である。
【図７】本発明の実施例１の球面収差色収差図である。
【図８】本発明の実施例１の非点収差図である。
【図９】本発明の実施例１の歪曲収差図である。
【図１０】本発明の実施例１のＭＴＦ特性図である。
【符号の説明】
Ａ              絞り
Ｃ              フィルターに相当する平行平面ガラス
１０            前群レンズ
２０            後群レンズ
１１０          前群レンズ
１２０          後群レンズ
Ｌ１、Ｌ１１    第１レンズ
Ｌ２、Ｌ１２    第２レンズ
Ｌ３、Ｌ１３    第３レンズ
Ｌ４、Ｌ１４    第４レンズ
Ｌ５、Ｌ１５    第５レンズ
Ｌ６、Ｌ１６    第６レンズ
Ｌ７            第７レンズ
【図１】
2004354829.tif 000013
【図２】
2004354829.tif 000014
【図３】
2004354829.tif 000015
【図４】
2004354829.tif 000016
【図５】
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【図６】
2004354829.tif 000018
【図７】
2004354829.tif 000019
【図８】
2004354829.tif 000020
【図９】
2004354829.tif 000021
【図１０】
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