JP5993604B2 - 赤外線用光学系 - Google Patents
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Description
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群からなり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする赤外線用光学系。
-0.86 ≦ f1/f2 ≦ -0.24 ・・・・・・・・・・・(1)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
である。
-0.81 ≦ f1/f2 ≦ -0.52 ・・・・・・・・・・・(1')
である。
本発明の赤外線用光学系によればまた、ペッツバール和の増大を抑制しているので、広角化に際して問題となる像面の平面性を保ち易くすることができる。
条件式(1)の下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなり、像面を平面に保つのが難しく、広角化が困難になる。条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群で光線が強く発散され、第2レンズ群の直径が大きくなる。
(実施態様1)
前記本発明の構成において、前記第1レンズ群が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の1枚の負レンズからなり、第2レンズ群が、1枚の正レンズからなり、第3レンズ群が、最も像側のレンズを像側の面に比して物体側の面で強い屈折力を有する正レンズにしたことを特徴とする。
この構成により、簡易なレンズ構成で上述した本発明の効果を得ることができ、優れた結像性能を得ることができる。
前記本発明の構成において、前記第1レンズ群の負レンズの少なくとも1面が、非球面であることを特徴とする。
前記本発明の構成において、前記第1レンズ群の負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
1.4 ≦ R /f ≦ 4.0 ・・・・・・・・・・・・・・(2)
ただし、
R:第1レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径
f:全系の焦点距離
条件式(2)の上限を上回ると、球面収差及び非点収差が補正過剰となる。条件式(2)の下限を下回ると、球面収差及び非点収差が補正不足となる。
1.5 ≦ R /f ≦ 2.3 ・・・・・・・・・・・・・・(2')
である。
前記本発明の構成において、全てのレンズが、ゲルマニウムからなることを特徴とする。
全てのレンズが、屈折率が高く、色分散特性に優れたガラス材料であるゲルマニウムを使用することにより、カルコゲナイト等他のガラス材料を使用する場合に比較して、球面収差や色収差を抑制し易いという効果を得ることができる。
以下の実施形態の説明において、非球面形状は、光軸に垂直方向の座標をH、面頂点を原点としたときの高さHにおける光軸方向の変位量をX(H)、近軸曲率半径をR、円錐係数をε、2次の非球面係数A,4次の非球面係数B,6次の非球面係数C,8次の非球面係数D,10次の非球面係数Eとしたとき、次の式で表される。
焦点距離 : f = 6.9mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 40.1765 1.20 Ge 4.0064
*2 15.4354 11.60 1.0000
3 -207.4141 1.75 Ge 4.0064
4 -46.7201 3.87 1.0000
(絞り)5 INF 15.05 1.0000
6 39.0409 1.53 Ge 4.0064
*7 178.6134 14.27 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.2940 0.00000E+000 4.57628E-005 4.84668E-008 3.57032E-009 -3.51591E-011
面7 1.0000 0.00000E+000 5.65914E-006 8.19144E-009 -1.84179E-010 8.70399E-013
f1/f2=-0.43
R /f= 2.22
焦点距離 : f = 7.6mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 214.3044 1.37 Ge 4.0064
*2 27.7776 13.79 1.0000
3 -662.9003 1.99 Ge 4.0064
4 -65.9870 0.73 1.0000
(絞り)5 INF 17.12 1.0000
6 32.4339 1.74 Ge 4.0064
*7 78.4177 15.58 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.9885 0.00000E+000 2.60590E-005 -1.92490E-009 3.80167E-009 -2.87487E-011
面7 1.0000 0.00000E+000 4.24046E-006 -1.40713E-008 1.50205E-010 -5.86114E-013
f1/f2=-0.44
R /f= 3.63
焦点距離 : f = 7.1mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 22.0392 1.27 Ge 4.0064
*2 13.1631 13.59 1.0000
3 -125.1731 1.85 Ge 4.0064
4 -64.5494 3.60 1.0000
(絞り)5 INF 12.99 1.0000
6 46.5172 1.80 Ge 4.0064
*7 -7581.1024 17.22 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.2274 0.00000E+000 6.42274E-005 3.00770E-007 4.69438E-010 3.83618E-011
面7 1.0000 0.00000E+000 5.20223E-006 -6.51261E-009 6.21296E-012 3.64432E-014
f1/f2=-0.28
R /f= 1.86
焦点距離 : f = 6.9mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 23.3390 1.05 Ge 4.0064
*2 12.6966 14.64 1.0000
3 44.1116 1.53 Ge 4.0064
4 545.2040 0.27 1.0000
(絞り)5 INF 9.10 1.0000
6 37.4291 1.34 Ge 4.0064
*7 90.2795 11.51 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00
ε A B C D E
面2 0.5600 0.00000E+000 6.79081E-005 4.16976E-007 6.09171E-009 8.09457E-012
面7 1.0000 0.00000E+000 2.17108E-005 -3.00226E-008 2.08797E-009 -1.37475E-011
f1/f2=-0.63
R /f= 1.84
焦点距離 : f = 9.9mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 65°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 24.0333 1.59 Ge 4.0064
*2 15.3736 17.13 1.0000
3 68.4731 2.09 Ge 4.0064
4 -556.1859 9.47 1.0000
(絞り)5 INF 3.81 1.0000
6 46.2005 1.69 Ge 4.0064
*7 129.1164 12.92 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.5988 0.00000E+000 2.75658E-005 1.25330E-007 1.91542E-012 6.12367E-012
面7 1.0000 0.00000E+000 9.38284E-006 -1.28500E-008 5.18894E-010 -3.13452E-012
f1/f2=-0.81
R /f= 1.55
焦点距離 : f =11.9mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 53.8°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 43.0880 1.99 Ge 4.0064
*2 22.3950 14.39 1.0000
3 1060.9337 2.79 Ge 4.0064
4 -79.3144 20.53 1.0000
(絞り)5 INF 2.56 1.0000
6 54.4795 2.09 Ge 4.0064
*7 294.3988 15.98 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.6663 0.00000E+000 1.14856E-005 1.00992E-008 2.12347E-011 -3.25577E-014
面7 1.0000 0.00000E+000 3.05662E-006 -3.28369E-009 3.54078E-011 -1.07228E-013
f1/f2=-0.68
R /f= 1.88
焦点距離 : f = 6.4mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 15.4071 1.07 Ge 4.0064
*2 10.3009 19.31 1.0000
3 47.4084 1.56 Ge 4.0064
4 628.1133 1.79 1.0000
(絞り)5 INF 11.18 1.0000
6 -22.4635 0.98 Ge 4.0064
7 -36.0056 0.20 1.0000
8 29.7926 1.76 Ge 4.0064
*9 8721.9772 9.05 1.0000
10 INF 1.00 Ge 4.0064
11 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.9258 0.00000E+000 1.18552E-005 3.31986E-007 -3.46655E-009 3.98090E-011
面9 1.0000 0.00000E+000 3.24354E-005 -1.63403E-007 1.45827E-009 -7.16614E-012
f1/f2=-0.72
R /f= 1.60
焦点距離 : f = 9.0mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 73.1°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
*1 30.1754 1.49 Ge 4.0064
2 16.7735 11.66 1.0000
3 -406.4942 2.09 Ge 4.0064
4 -52.8352 16.71 1.0000
(絞り)5 INF 2.53 1.0000
6 35.4008 1.89 Ge 4.0064
*7 125.8017 11.43 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面1 0.2681 0.00000E+000 -8.63386E-006 1.13441E-008 1.72725E-010 -6.39603E-013
面7 1.0000 0.00000E+000 5.92759E-006 -1.85338E-008 3.31507E-010 -2.20547E-012
f1/f2=-0.68
R /f= 1.87
焦点距離 : f = 7.5mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 23.2363 1.22 Ge 4.0064
*2 14.5087 21.92 1.0000
3 258.1215 1.77 Ge 4.0064
4 -74.9484 2.03 1.0000
(絞り)5 INF 12.69 1.0000
6 -13.8143 1.11 Ge 4.0064
7 -15.4846 0.22 1.0000
8 26.4610 2.00 Ge 4.0064
9 49.1995 10.60 1.0000
10 INF 1.00 Ge 4.0064
11 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.7308 0.00000E+000 3.60930E-005 1.08867E-007 2.77495E-009 6.80029E-012
f1/f2=-0.74
R /f= 1.94
焦点距離 : f = 6.8mm(λ=10μm)
FNo = 1.0
画角(2ω)= 100°
面番号 曲率半径 面間隔 光学材料 屈折率
1 24.9090 1.10 Ge 4.0064
*2 13.4847 11.42 1.0000
3 -189.9885 1.60 Ge 4.0064
4 -46.2580 9.60 1.0000
(絞り)5 INF 8.30 1.0000
6 29.9102 1.40 Ge 4.0064
*7 99.6599 11.39 1.0000
8 INF 1.00 Ge 4.0064
9 INF 1.00 1.0000
ε A B C D E
面2 0.5296 0.00000E+000 4.45131E-005 1.54085E-007 4.12168E-010 2.02237E-012
面7 1.0000 0.00000E+000 7.85313E-006 -1.83922E-008 1.41975E-010 -5.57451E-013
f1/f2=-0.52
R /f= 1.99
IMG 結像
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L31 第3レンズ群第1レンズ
L32 第3レンズ群第2レンズ
Claims (3)
- 物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群からなり、
前記第1レンズが、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の1枚の負レンズからなり、第2レンズが、1枚の正レンズからなり、第3レンズ群が、最も像側のレンズを像側の面に比して物体側の面で強い屈折力を有する正レンズとし、
前記第1レンズの負レンズの少なくとも1面が、非球面であり,
以下の条件式を満たすことを特徴とする赤外線用光学系。
-0.86 ≦ f1/f2 ≦ -0.24 ・・・・・・・・・・・(1)
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離 - 前記第1レンズの負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の赤外線用光学系。
1.4 ≦ R /f ≦ 4.0 ・・・(2)
ただし、
R:第1レンズの負レンズの像側の面の曲率半径
f:全系の焦点距離 - 全てのレンズが、ゲルマニウムからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の赤外線用光学系。
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