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公開番号2025163320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-29
出願番号2022153358
出願日2022-09-27
発明の名称赤外線レンズ、赤外線光学系及び赤外線撮像装置
出願人コニカミノルタ株式会社
代理人弁理士法人光陽国際特許事務所
主分類G02B 13/14 20060101AFI20251022BHJP(光学)
要約【課題】赤外線用途に好適な赤外線レンズ、及びこれを備える赤外線光学系、赤外線撮像装置を提供する。
【解決手段】赤外線レンズLは、赤外線を透過させるものであって、樹脂で形成されている。これにより、材料コストを抑えることができ、良好な成形性により非球面化も可能である。また、赤外線レンズLは、光学有効径内の平均肉厚が0.5mm以下である。これにより、良好な赤外透過率を得ることができる。したがって、赤外線用途に好適な赤外線レンズLを得ることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
赤外線を透過させる赤外線レンズであって、
樹脂で形成され、
光学有効径内の平均肉厚が０．５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする赤外線レンズ。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
光学面よりも外径側に位置するコバ部を有し、
光学有効径内の平均肉厚が０．３ｍｍ以下であり、
前記コバ部の厚さｔが以下の式（１）を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線レンズ。
ｔ≧０．０３Ｄ＋０．１・・・（１）
ただし、Ｄ：赤外線レンズの光学有効径
【請求項３】
光学有効径内の平均肉厚が０．２ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の赤外線レンズ。
【請求項４】
前記コバ部の厚さｔが以下の式（２）を満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の赤外線レンズ。
ｔ≧０．０４５Ｄ＋０．２・・・（２）
ただし、Ｄ：赤外線レンズの光学有効径
【請求項５】
一方の光学面がフレネル面である、
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６】
前記フレネル面とは反対側の他方の光学面が、光軸と直交する平面からのサグ量が０．１ｍｍ以下の面である、
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線レンズ。
【請求項７】
前記フレネル面は、光学有効径内に４つ以下の輪帯を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線レンズ。
【請求項８】
前記フレネル面は、最も内径側の第１輪帯が、光学有効径の５割よりも外側に位置する、
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線レンズ。
【請求項９】
前記フレネル面とは反対側に、一体的に構成された窓部材を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線レンズ。
【請求項１０】
前記窓部材は、Ｇｅ、Ｓｉ、カルコゲナイドガラス又はＺｎＳを主成分とする無機材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の赤外線レンズ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線レンズ、赤外線光学系及び赤外線撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に３～５μｍ及び８～１４μｍの波長の赤外光（赤外線）を用いる赤外線光学系は、放射熱を感知できるため、非接触で体温を測るサーマルカメラとして活用される。また、可視光光学系が苦手とする外乱（霧、霞、暗闇、逆光等）の影響を受けにくいこと、温度を計測できること等から、監視・セキュリティ用途、検査用途等にも利用される。
しかし、このような汎用性にも関わらず、可視光光学系に比べてコスト高であるために、赤外線光学系はさほど普及が進んでいない。このコスト高の主な要因の一つに、レンズが高額であることが挙げられる。
【０００３】
赤外線光学系に用いられるレンズ材料としては、Ｇｅ、Ｓｉ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、カルコゲナイドガラス、ポリエチレン樹脂（ＰＥ樹脂）が知られている。
このうち、Ｇｅは、赤外透過率（赤外線の透過率）が良好であるが、材料コストが高く、加工性にも問題がある。Ｓｉは、赤外透過率が比較的良好であり、Ｇｅに比べると材料コストも安いものの、Ｇｅと同様に加工性に問題がある。そのため、これらの材料は、研磨加工により球面レンズを形成するために用いられることが多く、非球面化には適していない。
また、ＺｎＳｅやＺｎＳ、カルコゲナイドガラスは、赤外透過率が比較的良好であり、モールドで成形できるため非球面化も可能であるが、材料コストが高いうえに毒性もある。
【０００４】
この点、ＰＥ樹脂は、材料コストが安く、成形性も良いために非球面化も可能であるが、赤外透過率が低いという問題がある。
例えば特許文献１に記載の技術では、ＰＥ樹脂製の単レンズで撮像光学系を構成している。しかし、１枚で結像するためにはレンズ中心部に厚みが必要となり、赤外透過率が下がってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５５８４８７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、赤外線用途に好適な赤外線レンズ、及びこれを備える赤外線光学系、赤外線撮像装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、
赤外線を透過させる赤外線レンズであって、
樹脂で形成され、
光学有効径内の平均肉厚が０．５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、赤外線用途に好適な赤外線レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る赤外線撮像装置の模式的な断面図である。
遠赤外領域の透過率に及ぼすポリエチレン樹脂の厚さの影響を示すグラフであり、（ａ）が厚さの違いによるポリエチレン樹脂の遠赤外領域の透過率を示す図、（ｂ）が波長８～１２μｍの平均透過率を示す図である。
（ａ）ピンセット等で外周面の両端を把持された場合のコバ部の厚さと赤外線レンズの内部応力との関係を示すグラフであり、（ｂ）降伏応力もしくは降伏応力の１／２となる際の光学有効径とコバ部の厚さとの関係を示すグラフである。
第１赤外線レンズの拡大断面図である。
フレネル面における輪帯の影響を説明するためのレンズ構成図及びＭＴＦ曲線であり、（ａ）が輪帯数１、（ｂ）が輪帯数２、（ｃ）が輪帯数３のものである。
フレネルレンズの光線図例であり、（ａ）はフレネル面とは反対側の光学面が曲面のもの、（ｂ）は当該反対側の光学面が平面のものである。
実施形態に係る赤外線光学系の変形例を示す図である。
実施形態に係る赤外線光学系の変形例を示す図である。
樹脂製の赤外線レンズ２枚構成と無機レンズ（カルコゲナイドガラスレンズ）１枚構成との性能を比較するためのレンズ構成図及びＭＴＦ曲線である。
樹脂製の赤外線レンズ１枚＋無機レンズ（カルコゲナイドガラスレンズ）２枚構成と、無機レンズ（カルコゲナイドガラスレンズ）３枚構成との性能を比較するためのレンズ構成図及びＭＴＦ曲線である。
レンズ１枚構成の場合における赤外線レンズと赤外線撮像素子の支持構造を説明するための図である。
レンズ複数枚構成の場合における各赤外線レンズと赤外線撮像素子の支持構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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