專利名稱：紅外線變焦鏡頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種球差校正出色、制造成本低的紅外線變焦鏡頭。
背景技術：
作為現有的紅外線變焦鏡頭，有一種方案提出了一種絕熱化的紅外線變焦鏡頭， 其構成為鏡頭元件具有從被攝物的方向開始向焦點方向沿光軸依次配置的第1透鏡元件、第2透鏡元件、第3透鏡元件；第1透鏡元件具有第1表面和位于上述第1表面的相反一側的第2表面，并且第1透鏡元件具有正的倍率；第2透鏡元件具有第1表面和位于上述第1表面的相反一側的第2表面，并且第2透鏡元件具有負的倍率；第3透鏡元件具有第1 表面和位于上述第1表面的相反一側的第2表面，并且第3透鏡元件具有正的倍率；第1及第3透鏡元件由第1材料構成，該第1材料與構成上述第2透鏡元件的第2材料不同；上述第1材料的折射率變化與溫度變化的比值(dn/dT)比上述第2材料的折射率變化與溫度變化的比值低預先設定的量；上述第1透鏡元件的上述第2表面及第3透鏡元件的上述第2 表面中至少有一個表面是衍射表面(例如，參照專利文獻1)。作為現有的另一種紅外線變焦鏡頭，有一種方案提出的構成是具有沿被攝物側開始按順序排列的第1至第3透鏡組；變焦時，上述第1及第3透鏡組處于被固定的狀態，上述第2透鏡組被移動；上述第1至第3透鏡組分別具有至少一片由硫化鋅形成的透鏡(例如，參照專利文獻2)。作為現有的另一種紅外線變焦鏡頭，還有一種方案提出了一種在3 5 μ m或 8 12 μ m的波段的紅外線用光學系統中使用的紅外線變焦鏡頭，該紅外線變焦鏡頭的構成為從物體側開始按下列順序依次布置有由一片或兩片透鏡構成的具有正光焦度的第1 透鏡組、由一片或兩片透鏡構成的具有負光焦度的第2透鏡組、由一片凹面朝向物體側的負彎月透鏡構成的第3透鏡組、由一片凸透鏡構成的第4透鏡組、以及至少由四片透鏡構成的具有正光焦度的第5透鏡組，該四片透鏡中像面側的最后的透鏡為凸面朝向物體側的正彎月透鏡；變焦時，上述第1、第4及第5透鏡組被固定，而上述第2及第3透鏡組可移動， 通過使上述第2透鏡組沿光軸方向移動來實現變倍，并且通過使上述第3透鏡組沿光軸方向移動來進行成像位置的校正，該構成滿足下述條件式(1) (3)1. 00 < fjft(1)f2/ft < -0. 40 (2)0. 35 < f5/ft < 0. 70 (3)其中，ft 整個系統的望遠端的焦距；f\ 第1透鏡組的焦距；f2 第2透鏡組的焦距；f5 第5透鏡組的焦距。專利文獻專利文獻1 第2005-521918號日本專利申請公開公報專利文獻2 第2007-264649號日本專利申請公開公報專利文獻3 第3365606號日本專利公報
發明要解決的問題在專利文獻1的結構中，由于第1及第3透鏡元件由第1材料構成，雖然透鏡材料的保管等簡單且容易管理，但是卻存在像差校正困難的嚴重問題。另外，專利文獻1的結構為焦點機構固定，即沒有對焦功能，使用不方便。在專利文獻2的結構中，雖然全部透鏡材料都使用硫化鋅，但是硫化鋅不但價高，還有成形及研磨加工困難的問題。另外，在實施例中組合使用硫化鋅和鍺。折射率低 (約2. 2)的硫化鋅有像差校正困難的問題。在專利文獻3的結構中，由于使用了 9片 12片透鏡，不但制造成本高，還有透鏡自身吸收紅外線多致使影像變暗的問題。并且還有鏡筒變大、結構變得復雜的問題。

發明內容
發明的目的本發明是鑒于現有的紅外線變焦鏡頭中的上述問題點而做出的，其目的是提供一種紅外線變焦鏡頭，在該紅外線變焦鏡頭中至少有一片透鏡含有易于壓制成形、研磨加工的硫系玻璃(chalcogenide)，能夠容易地校正一般情況下難以校正的球差，從而能夠形成清晰的圖像。另外，本發明的目的是提供一種紅外線變焦鏡頭，該紅外線變焦鏡頭透鏡片數少， 鏡筒構造簡單，重量輕，而且吸收紅外線少，能夠形成明亮的圖像。并且，本發明的目的是提供一種在整個變焦范圍很好地校正像差的紅外線變焦鏡頭。用于解決問題的方案第1技術方案的紅外線變焦鏡頭的特征為由從物體側起依次排列的第1透鏡、第 2透鏡、第3透鏡、第4透鏡構成，該第1透鏡至第4透鏡中的任一個都是單片透鏡，在第1 透鏡至第4透鏡當中至少有一片透鏡由硫系玻璃形成。第2技術方案的紅外線變焦鏡頭的特征為由從物體側起依次排列的第1透鏡、第 2透鏡、第3透鏡、第4透鏡構成，該第1透鏡至第4透鏡中的任一個都是單片透鏡，在第1 透鏡至第4透鏡當中至少有一片透鏡為由硫系玻璃形成，并滿足以下條件式，條件式2. 4彡N彡3. 9其中，N為波長8 12 μ m時的硫系玻璃的折射率。發明的效果采用本發明能夠得到如下效果至少一片透鏡中含有易于壓制成形和研磨加工的硫系玻璃，能夠容易地校正一般情況下難以校正的球差，從而能夠形成清晰的圖像。采用本發明能夠得到如下效果透鏡片數少，鏡筒構造簡單，重量輕，而且吸收紅外線少，能夠形成明亮的圖像。采用本發明，還能夠獲得在整個變焦范圍內都能很好地校正像差的效果。(條件式)條件式2. 4 < N < 3. 9是用于使用硫系玻璃的紅外線光學系統、特別是使用硫系玻璃的遠紅外線光學系統的條件。如若超出條件式的上限，則由于成為和鍺同等的材料，因此，將出現成本升高加工困難的問題。如若超出條件式的下限，則由于接近于玻璃透鏡，因此，將出現紅外透過性降低的問題。本發明的實施方式如下。一個實施方式的特征在于，該變焦鏡頭具有第1透鏡、第2透鏡和第3透鏡，該第 1透鏡具有正光焦度，該第2透鏡具有負光焦度，該第3透鏡具有正光焦度。采用本實施方式，可以得到能夠構成場曲(fieldcurvature像場彎曲)少的變焦鏡頭的效果。本發明的其他實施方式的特征在于，該變焦鏡頭具有第4透鏡，該第4透鏡具有正光焦度。采用本實施方式，可以得到能夠構成像差變動少的變焦鏡頭的效果。本發明的其他實施方式的特征在于，第1透鏡為正彎月透鏡(positive meniscus lens) ο采用本實施方式，可以得到能夠很好地校正球差和像場彎曲的效果。本發明的其他實施方式的特征在于，第3透鏡為正彎月透鏡。采用本實施方式，可以得到能夠很好地校正球差的效果。本發明的其他實施方式的特征在于，第4透鏡為正彎月透鏡。采用本實施方式，可以得到的效果是能夠構成在整個變焦區域內像差變動少的變焦鏡頭。本發明的其他實施方式的特征在于，至少一個透鏡面被制成衍射面。而且，上述衍射面被形成在第3透鏡組中。采用本實施方式，可以得到的效果是能夠容易地校正紅外線變焦鏡頭中難以校正的球差。本發明的其他實施方式的特征在于，變倍時，第1透鏡被固定，上述第2透鏡以后的透鏡移動。采用本實施方式，可以得到的效果是能夠構成鏡筒結構簡單、像差校正也出色的紅外線變焦鏡頭。本發明的其他實施方式的特征在于，變倍時，第1透鏡及第3透鏡被固定，第2透鏡及第4透鏡移動。采用本實施方式，可以得到的效果是能夠構成在整個變焦區域內像差變動少的變焦鏡頭。本發明的其他實施方式的特征在于，通過移動第4透鏡來實施調焦。采用本實施方式，可以得到的效果是能夠以作為變焦透鏡的最小限度的透鏡片數構成在整個變焦區域內像差變動少的變焦鏡頭。


圖1是表示本發明的第1實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖2是本發明的第1實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖3是本發明的第1實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖4是表示本發明的第2實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖5是本發明的第2實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖6是本發明的第2實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖7是表示本發明的第3實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖8是本發明的第3實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖9是本發明的第3實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖10是表示本發明的第4實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖11是本發明的第4實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變
像差圖。圖12是本發明的第4實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖13是表示本發明第5實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖14是本發明第5實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖15是本發明第5實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖16是表示本發明第6實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的狀態及望遠時的狀態的光學圖。圖17是本發明第6實施方式的紅外線變焦鏡頭廣角時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。圖18是本發明第6實施方式的紅外線變焦鏡頭望遠時的球差圖、像散圖、畸變像差圖。
具體實施例方式以下，列出本發明的紅外線變焦鏡頭的實施方式的透鏡數據等。透鏡面序號前附有*號的面為非球面。非球面形狀的表達式用下面的式子表示， 其中，垂直于光軸的高度為H，以透鏡面頂部為原點時高度H在光軸方向的位移量為X(H)， 近軸曲率半徑為R，圓錐系數為ε，2次非球面系數為Α，4次非球面系數為B，6次非球面系數為C，8次非球面系數為D，10次非球面系數為Ε。
權利要求
1.一種紅外線變焦鏡頭，其特征在于，由從物體側起依次排列的第1透鏡、第2透鏡、第 3透鏡、第4透鏡構成，該第1透鏡至第4透鏡中的任意一個透鏡都是單片透鏡，在第1透鏡至第4透鏡中至少有一片透鏡由硫系玻璃形成。
2.—種紅外線變焦鏡頭，其特征在于，由從物體側起依次排列的第1透鏡、第2透鏡、第 3透鏡、第4透鏡構成，該第1透鏡至第4透鏡中的任意一個透鏡都是單片透鏡，在第1透鏡至第4透鏡中至少有一片透鏡由硫系玻璃形成，并滿足以下條件式，條件式2. 4≤N≤3. 9其中，N為硫系玻璃在波長8 12 μ m時的折射率。
3.根據權利要求1或2所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于，該第1透鏡具有正光焦度，該第2透鏡具有負光焦度，該第3透鏡具有正光焦度。
4.根據權利要求1至3中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 該第4透鏡具有正光焦度。
5.根據權利要求1至4中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 第1透鏡為正彎月透鏡。
6.根據權利要求1至5中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 第3透鏡為正彎月透鏡。
7.根據權利要求1至6中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 第4透鏡為正彎月透鏡。
8.根據權利要求1至7中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 至少一個透鏡面被制成衍射面。
9.根據權利要求8所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 上述衍射面被形成在第3透鏡中。
10.根據權利要求1至9中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 變倍時，第1透鏡被固定，上述第2透鏡至第4透鏡移動。
11.根據權利要求1至9中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 變倍時，第1透鏡及第3透鏡被固定，第2透鏡及第4透鏡移動。
12.根據權利要求1至11中的任意一項所述的紅外線變焦鏡頭，其特征在于， 通過移動第4透鏡來實施調焦。
全文摘要
本發明提供一種紅外線變焦鏡頭，該紅外線變焦鏡頭至少有一片透鏡中含有易于壓制成形和研磨加工的硫系玻璃，能夠容易地校正一般情況下難以校正的球差，從而能夠形成清晰的圖像。紅外線透鏡的特征是由從物體側起依次排列的第1透鏡至第4透鏡構成，該第1透鏡至第4透鏡中的任意一個透鏡都是單片透鏡，第1透鏡至第4透鏡中至少有一片由硫系玻璃形成。
文檔編號G02B1/00GK102193178SQ201110056049
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月7日 優先權日2010年3月5日
發明者安藤稔, 川口浩司 申請人:株式會社騰龍