(57)【要約】【課題】望遠側から広角側までの全域についてコマ収差を良好に補正でき、かつ望遠側においてもレンズ全長が長くならず、バックフォーカスも長くならず、全体をコンパクトにまとめた赤外線レンズ及び遠赤外線レンズを提供すること。【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなることを特徴とする赤外線レンズ及び遠赤外線レンズ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなることを特徴とする赤外線レンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群は、ゲルマニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の赤外線レンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群ないし第３レンズ群が、全て単体レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外線レンズ。
【請求項４】
前記赤外線レンズの焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率をｒ4とするとき、
0.9 < |r4| / f                          （１）
であることを特徴とする請求項１から３のうちの一項に記載の赤外線レンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率をｒ４、前記第２レンズ群の最も像側面の曲率をｒ５、前記第２レンズ群の厚さをｄ４とするとき、
0.5 < ( |r4|+d4 ) / |r5| < 0.86          （２）
であることを特徴とする請求項１から４のうちの一項に記載の赤外線レンズ。
【請求項６】
前記遠赤外線レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
1.0 < f1 / f < 1.5                      （３）
であることを特徴とする請求項１から５のうちの一項に記載の赤外線レンズ。
【請求項７】
前記赤外線レンズのバックフォーカスをｂｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
0.2 < bf / f3 < 0.4                    （４）
であることを特徴とする請求項１から６のうちの一項に記載の赤外線レンズ。
【請求項８】
前記第３レンズ群を光軸に直交する方向に変位させて像振れを補正することを特徴とする請求項１から７のうちの一項に記載の赤外線レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線レンズ、さらに詳しくは、球面収差及びコマ収差の補正に優れ、製造コストの安い赤外線レンズに関する。ここで、赤外線とは、波長が３０００〜５０００ｎｍの中赤外線、及び波長が８０００〜１４０００ｎｍの遠赤外線を含む放射である。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線レンズとして、コストを抑え、画角３０°程度の広角化を図り、焦点距離に比べて十分なバックフォーカスを確保し、７μｍ〜１４μｍの波長帯で良好な光学性能を実現した赤外線用レンズが提案されている。この赤外線用レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レンズＬ１と、絞りと、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第３レンズＬ３とを備える。全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径をｒ４とし、第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径をｒ５とし、第２レンズＬ２の中心肉厚をｄ４としたとき、下記条件式（１）、（２）を満足する。
０．４＜｜ｒ４｜／ｆ＜０．８２ ……………………… （１）
０．９＜（｜ｒ４｜＋ｄ４）／｜ｒ５｜＜１．１０ …（２）
（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の赤外線用レンズは、画角の広角化を重視して発明したため、広角側においては標準的な収差補正がなされているが、望遠側では、レンズ全長が長く、かつバックフォーカスも長くなることに加え、収差補正も不足気味で、使い勝手の悪い赤外線レンズである。特に、特許文献１の赤外線用レンズは、遠赤外線については、上述した問題点が著しくなる。
【０００５】
（発明の目的）
本発明は、従来の赤外線レンズ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、望遠側から広角側までの全域についてコマ収差を良好に補正し、かつ望遠側においてもレンズ全長が長くならず、バックフォーカスも長くならない赤外線レンズを提供することを目的とする。
本発明は、特に、遠赤外線についても、望遠側から広角側までの全域についてコマ収差を良好に補正し、かつ望遠側においてもレンズ全長が長くならず、バックフォーカスも長くならない赤外線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】
【０００６】
第１発明は、
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなることを特徴とする赤外線レンズである。
【０００７】
第２発明は、
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなることを特徴とする遠赤外線レンズである。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、望遠側から広角側までの全域についてコマ収差を良好に補正でき、かつ望遠側においてもレンズ全長が長くならず、バックフォーカスも長くならない赤外線レンズを提供することができる。
【０００９】
第２発明によればまた、望遠側から広角側までの全域についてコマ収差を良好に補正でき、かつ望遠側においてもレンズ全長が長くならず、バックフォーカスも長くならない遠赤外線レンズを提供することができる。
【００１０】
本発明の実施態様は、以下の通りである。
第１発明及び第２発明において、前記第１レンズ群ないし第３レンズ群が、全て単体レンズであることを特徴とする。
全てのレンズ群を単体レンズで構成することにより、レンズ枚数を少なくして製造コストを低く抑えることができる。さらに、レンズと空気の境界面数を最少にして、レンズ表面反射による光量損出を少なくし、かつレンズ表面反射による迷光によって結像のコントラストが低下することも有効に防止することができる。
【００１１】
本発明の他の実施態様は、第１発明及び第２発明において、前記赤外線レンズの焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率をｒ４とするとき、
0.9 < |r4| / f                          （１）
であることを特徴とする。
条件式（１）は、球面収差を良好に補正するための条件である。条件式（１）を外れると、球面収差が大きくなる。
【００１２】
本発明の他の実施態様は、第１発明及び第２発明において、前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率をｒ４、前記第２レンズ群の最も像側面の曲率をｒ５、前記第２レンズ群の厚さをｄ４とするとき、
0.5 < ( |r4|+d4 ) / |r5| < 0.86          （２）
であることを特徴とする。
条件式（２）は、球面収差を良好に補正するための条件である。条件式（２）を外れると、球面収差が大きくなる。
【００１３】
本発明の他の実施態様は、第１発明及び第２発明において、前記遠赤外線レンズの焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
1.0 < f1 / f < 1.5                      （３）
であることを特徴とする。
条件式（３）は、コマ収差を良好に補正するための条件である。条件式（３）を外れると、コマ収差が大きくなる。
【００１４】
本発明の他の実施態様は、第１発明及び第２発明において、前記赤外線レンズのバックフォーカスをｂｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
0.2 < bf / f3 < 0.4                      （４）
であることを特徴とする。
条件式（４）は、コマ収差を良好に補正するための条件である。条件式（４）を外れると、コマ収差が大きくなる。
【００１５】
本発明の他の実施態様は、第１発明及び第２発明において、前記第３レンズ群を光軸に直交する方向に変位させて像振れを補正することを特徴とする。
前記第３レンズ群は、前記第１レンズ群より直径が小さく軽量であり、光軸に直交する方向により容易に変位させることができる。また、前記第３レンズ群を光軸と直交する方向へ変位させるための駆動機構は、レンズ系の中間部及び後方部に配置することができ、レンズ全体をコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の赤外線レンズの光学断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の赤外線レンズの球面収差図である。
【図３】本発明の第１実施形態の赤外線レンズの非点収差図ある。
【図４】本発明の第１実施形態の赤外線レンズの歪曲収差図である。
【図５】本発明の第１実施形態の赤外線レンズのメリジオナルコマ収差図ある。
【図６】本発明の第１実施形態の赤外線レンズのサジタルコマ収差図である。
【図７】本発明の第２実施形態の赤外線レンズの光学断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の赤外線レンズの球面収差図である。
【図９】本発明の第２実施形態の赤外線レンズの非点収差図ある。
【図１０】本発明の第２実施形態の赤外線レンズの歪曲収差図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の赤外線レンズのメリジオナルコマ収差図ある。
【図１２】本発明の第２実施形態の赤外線レンズのサジタルコマ収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の赤外線レンズの実施形態のレンズデータ等を示す。波長は、１０μｍである。
（第１実施形態）
焦点距離            ５０．０ｍｍ
全長                ９９．２１ｍｍ
バックフォーカス      ８．９１ｍｍ
Ｆ／Ｎｏ              １．４
【００１８】
面番号      曲率半径      厚さ間隔    半径    屈折率    焦点距離
１          50.4506        3.5         19.9    4.0032     58.25383
２          67.2052       15.0         19.2
ｓ３絞り                  50.54        13.0
４         -47.1008        6.0          9.5    4.0032    -83.2086
５         -63.5872       10.76        10.2
６          30.5063        4.5          9.6    4.0032     30.38597
７          40.7545        8.91         8.6
【００１９】
第１実施形態の条件式の値は、以下の通りである。
条件式（１）    0.942016
条件式（２）    0.835086
条件式（３）    1.165077
条件式（４）    0.293227
【００２０】
（第２実施形態）
焦点距離            ５０．０ｍｍ
全長                ６８．０３ｍｍ
バックフォーカス      ８．２６１ｍｍ
Ｆ／Ｎｏ              １．４
【００２１】
面番号      曲率半径      厚さ間隔    半径    屈折率      焦点距離
１          54.344         2.8         18.2    4.0032      57.44527
２          76.268         4.0         17.7
ｓ３絞り                  27.71        16.75
４        -109.423         5.0         10.9    4.0032     -83.9773
５        -199.911        16.26        11.2
６          24.6746        4.0          9.7    4.0032      30.9991
７          29.4899        8.26         8.6
【００２２】
第１実施形態の条件式の値は、以下の通りである。
条件式（１）    2.188468
条件式（２）    0.572373
条件式（３）    1.148905
条件式（４）    0.266459
【符号の説明】
【００２３】
１          第１レンズ群
２          第２レンズ群
３          第３レンズ群
ｒ１        第１面
ｒ２        第２面
ｓ３        絞り
ｒ４        第４面
ｒ５        第５面
ｒ６        第６面
ｒ７        第７面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2012173559.tif 000010
【図９】
2012173559.tif 000011
【図１０】
2012173559.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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