JP3044588B2 - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents
内視鏡用対物レンズInfo
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- JP3044588B2 JP3044588B2 JP4125341A JP12534192A JP3044588B2 JP 3044588 B2 JP3044588 B2 JP 3044588B2 JP 4125341 A JP4125341 A JP 4125341A JP 12534192 A JP12534192 A JP 12534192A JP 3044588 B2 JP3044588 B2 JP 3044588B2
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Lenses (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子内視鏡の対物レン
ズに関するものである。
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、内視鏡の先端硬性部に超音波振動
子等の特殊機能を組み込んだ内視鏡に対するニーズが高
まっている。
子等の特殊機能を組み込んだ内視鏡に対するニーズが高
まっている。
【０００３】内視鏡の先端硬性部は、患部への挿入性を
向上させるために細くコンパクトにすることが好まし
い。しかし上記のような特殊機能の装置を先端部に組み
込んだ内視鏡は、普通の観察，処置に用いる内視鏡に比
べて先端部の外径が太くならざるを得ない。また上記の
ような特殊機能の装置が機械的、機能的制約から、先端
硬性部の大部分を占めることも多い。したがって実用に
たえる先端外径を確保するためには先端硬性部の残り僅
かな部分に納める観察光学系の外径や構成を工夫する必
要がある。
向上させるために細くコンパクトにすることが好まし
い。しかし上記のような特殊機能の装置を先端部に組み
込んだ内視鏡は、普通の観察，処置に用いる内視鏡に比
べて先端部の外径が太くならざるを得ない。また上記の
ような特殊機能の装置が機械的、機能的制約から、先端
硬性部の大部分を占めることも多い。したがって実用に
たえる先端外径を確保するためには先端硬性部の残り僅
かな部分に納める観察光学系の外径や構成を工夫する必
要がある。
【０００４】観察光学系の撮像手段としてＣＣＤ等の固
体撮像素子を組込んだ電子スコープが普及するようにな
り撮像素子とそれに付随する電子回路基板は、内視鏡の
先端部の外径を決める大きな要因である。
体撮像素子を組込んだ電子スコープが普及するようにな
り撮像素子とそれに付随する電子回路基板は、内視鏡の
先端部の外径を決める大きな要因である。
【０００５】上記のような特殊機能装置が設置されてい
る内視鏡の観察光学系の撮像手段を電子化する場合、特
殊機能装置と固体撮像素子を内視鏡の長手方向に対し並
列に配置したのでは、実用にたえ得る太さの先端部外径
を確保することはできない。また特殊機能の性能を阻害
する位置に両者を配置することも好ましくない。そこで
内視鏡の先端部外径を太くせずにしかも特殊機能を阻害
しないためには、図７に示すように、内視鏡の先端の側
からみて固体撮像素子２を特殊機能装置３よりも後方へ
ずらして配置するのが好適である。そのためには、従来
の電子内視鏡に用いられている対物レンズに比べて全長
の長い対物レンズ１が必要になる。尚符号４は鉗子等の
チャンネルである。
る内視鏡の観察光学系の撮像手段を電子化する場合、特
殊機能装置と固体撮像素子を内視鏡の長手方向に対し並
列に配置したのでは、実用にたえ得る太さの先端部外径
を確保することはできない。また特殊機能の性能を阻害
する位置に両者を配置することも好ましくない。そこで
内視鏡の先端部外径を太くせずにしかも特殊機能を阻害
しないためには、図７に示すように、内視鏡の先端の側
からみて固体撮像素子２を特殊機能装置３よりも後方へ
ずらして配置するのが好適である。そのためには、従来
の電子内視鏡に用いられている対物レンズに比べて全長
の長い対物レンズ１が必要になる。尚符号４は鉗子等の
チャンネルである。
【０００６】更に固体撮像素子は、可視光以外の赤外光
にも感度を持つためモニター上に映し出される画像は、
正確な色再現が出来ないので、赤外線を遮断するための
フィルターを対物レンズ中に設ける必要がある。また上
記スコープを用いて近赤外から遠赤外のレーザー光によ
る治療を行なう場合、レーザー光で固体撮像素子が飽和
し、スミアーやブルーミング等によって被検体部分の観
察がしにくくなり、前記の治療等に使用するレーザー光
を遮断するためのフィルターも対物レンズ中に設けなけ
ればならない。
にも感度を持つためモニター上に映し出される画像は、
正確な色再現が出来ないので、赤外線を遮断するための
フィルターを対物レンズ中に設ける必要がある。また上
記スコープを用いて近赤外から遠赤外のレーザー光によ
る治療を行なう場合、レーザー光で固体撮像素子が飽和
し、スミアーやブルーミング等によって被検体部分の観
察がしにくくなり、前記の治療等に使用するレーザー光
を遮断するためのフィルターも対物レンズ中に設けなけ
ればならない。
【０００７】このように、固体撮像素子に入射する観察
に不要な光を除去するフィルターを設けた対物レンズの
例として、図８に示すようなレトロフォーカスタイプの
ものが知られている。このタイプの対物レンズは、後群
から結像面までの距離を長くとれるので、フィルターを
配置するためには有利である。しかしレンズ系を通過す
る光束は、結像面に近づくほど細くなるため、フィルタ
ーに施した赤外カットコーティングに傷や剥がれがある
場合、その部分を通過する光束だけ赤外域その他の遮断
すべき光を遮断できなかったり、乱反射がおこったりし
て、画面上で部分的に色むらやフレアーが生ずる原因と
なる。また結像面近傍では、像高によってフィルターへ
入射する角度が異なり、吸収型のフィルターの場合、硝
路に差が生じ色むらの原因になる。
に不要な光を除去するフィルターを設けた対物レンズの
例として、図８に示すようなレトロフォーカスタイプの
ものが知られている。このタイプの対物レンズは、後群
から結像面までの距離を長くとれるので、フィルターを
配置するためには有利である。しかしレンズ系を通過す
る光束は、結像面に近づくほど細くなるため、フィルタ
ーに施した赤外カットコーティングに傷や剥がれがある
場合、その部分を通過する光束だけ赤外域その他の遮断
すべき光を遮断できなかったり、乱反射がおこったりし
て、画面上で部分的に色むらやフレアーが生ずる原因と
なる。また結像面近傍では、像高によってフィルターへ
入射する角度が異なり、吸収型のフィルターの場合、硝
路に差が生じ色むらの原因になる。
【０００８】又特開平３−２２９２１０号公報に記載さ
れた対物レンズは、図９のように第１凹レンズに続く明
るさ絞りの直前にフィルターが配置されている。そのた
めに、画角が広い場合、軸外光線のフィルターへの入射
角が大になり、像高の異なる光線の間に光路差が生ず
る。
れた対物レンズは、図９のように第１凹レンズに続く明
るさ絞りの直前にフィルターが配置されている。そのた
めに、画角が広い場合、軸外光線のフィルターへの入射
角が大になり、像高の異なる光線の間に光路差が生ず
る。
【０００９】また、結像面の近傍にフィールドレンズを
配置して出射瞳を無限遠にしたテレセントリックな光学
系で、フィールドレンズよりも像側にフィルターを設け
れば、軸外光線のフィルターへの入射角を極めて小さく
できるが、結像面の近傍であるためにフィルターのコー
ティング面に付着したゴミや傷の影響を受けやすい。
配置して出射瞳を無限遠にしたテレセントリックな光学
系で、フィールドレンズよりも像側にフィルターを設け
れば、軸外光線のフィルターへの入射角を極めて小さく
できるが、結像面の近傍であるためにフィルターのコー
ティング面に付着したゴミや傷の影響を受けやすい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、先端硬性部
に超音波振動子等の特殊機能装置を組込んだ内視鏡の対
物レンズで、全長が長く、観察に不要な光線による画像
への影響を除去した対物レンズを提供するものである。
に超音波振動子等の特殊機能装置を組込んだ内視鏡の対
物レンズで、全長が長く、観察に不要な光線による画像
への影響を除去した対物レンズを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の対物レンズは、
物体の像を結像させる結像系と、この物体像を伝送し固
体撮像素子上へ再結像させるリレーレンズ系とよりな
り、リレーレンズ系の光路中に観察に用いない波長の光
をカットするフィルターを配設したことを特徴としたも
ので、更に次の条件（１）を満足するものである。 （１） ４＜ｆB ／ｆA ＜１１ ただしｆA は結像系の合成焦点距離、ｆB はリレーレン
ズ系の合成焦点距離である。
物体の像を結像させる結像系と、この物体像を伝送し固
体撮像素子上へ再結像させるリレーレンズ系とよりな
り、リレーレンズ系の光路中に観察に用いない波長の光
をカットするフィルターを配設したことを特徴としたも
ので、更に次の条件（１）を満足するものである。 （１） ４＜ｆB ／ｆA ＜１１ ただしｆA は結像系の合成焦点距離、ｆB はリレーレン
ズ系の合成焦点距離である。
【００１２】前述のように、内視鏡の先端硬性部に超音
波振動子等の特殊機能装置を組込む場合、観察光学系の
電子撮像部は、内視鏡の先端側からみて特殊機能装置よ
り後方に配置するのが最も適している。そのためには、
対物レンズの全長を少なくとも特殊機能装置の長手方向
の長さより長くする必要がある。特殊機能装置は、機械
的又は機能的な制約から先端硬性部の大部分を占めるこ
とが多く、例えば超音波振動子を組み込んだ超音波内視
鏡は、先端硬性部の2/3 が、超音波振動子とその駆動装
置で占められる。そのため電子撮像部は、内視鏡の先端
側からみてそれらより後方へ配置しなければならず、そ
のために対物レンズの全長は２０〜３０mmになる。
波振動子等の特殊機能装置を組込む場合、観察光学系の
電子撮像部は、内視鏡の先端側からみて特殊機能装置よ
り後方に配置するのが最も適している。そのためには、
対物レンズの全長を少なくとも特殊機能装置の長手方向
の長さより長くする必要がある。特殊機能装置は、機械
的又は機能的な制約から先端硬性部の大部分を占めるこ
とが多く、例えば超音波振動子を組み込んだ超音波内視
鏡は、先端硬性部の2/3 が、超音波振動子とその駆動装
置で占められる。そのため電子撮像部は、内視鏡の先端
側からみてそれらより後方へ配置しなければならず、そ
のために対物レンズの全長は２０〜３０mmになる。
【００１３】このような全長の長い対物レンズは、従来
のように１回結像系で構成すると収差を良好に補正する
ためには、多数のレンズを用いなければならず、コスト
高になり好ましくない。また像高の高い光束をそこなわ
ずに撮像面へ結像させるためには、レンズの外径を大に
しなければならず、それにともなって内視鏡の先端外径
が増大する。
のように１回結像系で構成すると収差を良好に補正する
ためには、多数のレンズを用いなければならず、コスト
高になり好ましくない。また像高の高い光束をそこなわ
ずに撮像面へ結像させるためには、レンズの外径を大に
しなければならず、それにともなって内視鏡の先端外径
が増大する。
【００１４】本発明では、前述のように対物レンズを結
像系とリレーレンズ系とにて構成し、前記条件（１）を
満足するようにした。
像系とリレーレンズ系とにて構成し、前記条件（１）を
満足するようにした。
【００１５】この条件（１）は、収差を良好に補正する
と共にレンズの外径を大にしないようにするためのもの
である。ｆB ／ｆA の値が条件（１）の下限を越えると
結像系の合成焦点距離が大になって光線を曲げる力が弱
くなるので、主として軸外主光線の収差が補正不足にな
る。また主光線の光線高が高くなって、結像系のレンズ
の外径を大にしなければならない。またｆB ／ｆA が条
件（１）の上限を越えるとリレーレンズ系の合成焦点距
離が大になり、軸上光線の収差が補正過剰になる。ま
た、軸上マージナル光線の光線高が高くなって、リレー
レンズの外径を大にしなければならない。
と共にレンズの外径を大にしないようにするためのもの
である。ｆB ／ｆA の値が条件（１）の下限を越えると
結像系の合成焦点距離が大になって光線を曲げる力が弱
くなるので、主として軸外主光線の収差が補正不足にな
る。また主光線の光線高が高くなって、結像系のレンズ
の外径を大にしなければならない。またｆB ／ｆA が条
件（１）の上限を越えるとリレーレンズ系の合成焦点距
離が大になり、軸上光線の収差が補正過剰になる。ま
た、軸上マージナル光線の光線高が高くなって、リレー
レンズの外径を大にしなければならない。
【００１６】更に、本発明の対物レンズは、リレーレン
ズ系の光路中に観察に用いない波長の光をカットするフ
ィルターを配置したことを特徴としている。結像系は、
テレセントリック系でないとリレーレンズ系で光線がけ
られるので、結像面の近傍に主光線を結像面に対してほ
ぼ垂直に入射させるためのフィールドレンズが配置され
ている。そのために、リレーレンズ系に入射する軸外主
光線が光軸となす角が非常に小さくなり、像高の異なる
光線がフィルターを通過するときの硝路長を等しくする
ことが出来る。またリレーレンズ系の瞳位置の近傍で
は、軸上光束も軸外光束も十分広がっているため、フィ
ルターのコーティング面でのゴミや傷の影響を受けにく
い。したがってフィルターは、リレーレンズ系の瞳位置
近傍に設置するのが最も望ましい。
ズ系の光路中に観察に用いない波長の光をカットするフ
ィルターを配置したことを特徴としている。結像系は、
テレセントリック系でないとリレーレンズ系で光線がけ
られるので、結像面の近傍に主光線を結像面に対してほ
ぼ垂直に入射させるためのフィールドレンズが配置され
ている。そのために、リレーレンズ系に入射する軸外主
光線が光軸となす角が非常に小さくなり、像高の異なる
光線がフィルターを通過するときの硝路長を等しくする
ことが出来る。またリレーレンズ系の瞳位置の近傍で
は、軸上光束も軸外光束も十分広がっているため、フィ
ルターのコーティング面でのゴミや傷の影響を受けにく
い。したがってフィルターは、リレーレンズ系の瞳位置
近傍に設置するのが最も望ましい。
【００１７】本発明の内視鏡用対物レンズの撮像系には
ＣＣＤ等の固体撮像素子が用いられる。このＣＣＤの画
素は、ファイバースコープに用いられるイメージガイド
に比べて非常に細かいために焦点深度が浅くなり、その
ため内視鏡組立時のレンズ系とＣＣＤとの位置決めは、
高い精度でなされなければならない。また、一般にレン
ズ位置やレンズ間隔を決めるスペーサー部材は、加工誤
差が存在し、像位置は、光軸方向に設計値からある範囲
でばらつくことになる。
ＣＣＤ等の固体撮像素子が用いられる。このＣＣＤの画
素は、ファイバースコープに用いられるイメージガイド
に比べて非常に細かいために焦点深度が浅くなり、その
ため内視鏡組立時のレンズ系とＣＣＤとの位置決めは、
高い精度でなされなければならない。また、一般にレン
ズ位置やレンズ間隔を決めるスペーサー部材は、加工誤
差が存在し、像位置は、光軸方向に設計値からある範囲
でばらつくことになる。
【００１８】本発明の対物レンズのように、１回結像さ
れた像をリレーレンズ系で伝送する光学系の場合、ＣＣ
Ｄの撮像面での像位置のばらつきは、結像系での結像位
置のばらつき量をリレーレンズ系の縦倍率で積算したも
のになる。したがって像位置のばらつき量は、リレーレ
ンズ系の縦倍率に比例する。そのため、本発明の対物レ
ンズは、リレーレンズ系の縦倍率βが次の条件（２）を
満足することが望ましい。 （２） ０．２５＜β＜６ βが条件（２）の上限を越えると像位置のばらつき量が
大になり、組立時等における像位置の調整作業がむづか
しくなる。また像位置のばらつき量の分だけ撮像面の位
置を移動調整するためのスペースを内視鏡の先端硬性部
中に設けなければならず硬性部の全長が長くなり好まし
くない。又βが条件（２）の下限を越えると像位置のば
らつき量は小になるが結像系の結像位置での像高が高く
なり、レンズ外径を大きくしなければならず好ましくな
い。
れた像をリレーレンズ系で伝送する光学系の場合、ＣＣ
Ｄの撮像面での像位置のばらつきは、結像系での結像位
置のばらつき量をリレーレンズ系の縦倍率で積算したも
のになる。したがって像位置のばらつき量は、リレーレ
ンズ系の縦倍率に比例する。そのため、本発明の対物レ
ンズは、リレーレンズ系の縦倍率βが次の条件（２）を
満足することが望ましい。 （２） ０．２５＜β＜６ βが条件（２）の上限を越えると像位置のばらつき量が
大になり、組立時等における像位置の調整作業がむづか
しくなる。また像位置のばらつき量の分だけ撮像面の位
置を移動調整するためのスペースを内視鏡の先端硬性部
中に設けなければならず硬性部の全長が長くなり好まし
くない。又βが条件（２）の下限を越えると像位置のば
らつき量は小になるが結像系の結像位置での像高が高く
なり、レンズ外径を大きくしなければならず好ましくな
い。
【００１９】
【実施例】次に本発明の内視鏡用対物レンズの各実施例
を示す。 実施例１ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.466 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.5191 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8137 ｄ2 ＝1.6794 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝1.9542 ｎ2 ＝1.84666 ν2 ＝23.78 ｒ4 ＝-2.5878 ｄ4 ＝4.2443 ｒ5 ＝2.7710 ｄ5 ＝1.5115 ｎ3 ＝1.62299 ν3 ＝58.14 ｒ6 ＝-1.9267 ｄ6 ＝0.4580 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ7 ＝-4.7740 ｄ7 ＝11.3740 ｒ8 ＝∞ ｄ8 ＝0.6107 ｎ5 ＝1.52287 ν5 ＝59.89 ｒ9 ＝∞ ｄ9 ＝0.0458 ｒ10＝∞ ｄ10＝0.9466 ｎ6 ＝1.52000 ν6 ＝74.00 ｒ11＝∞ ｄ11＝0.6107 ｒ12＝∞（絞り） ｄ12＝0.0000 ｒ13＝15.5695 ｄ13＝1.4809 ｎ7 ＝1.74400 ν7 ＝44.73 ｒ14＝-1.9267 ｄ14＝0.4580 ｎ8 ＝1.84666 ν8 ＝23.78 ｒ15＝-4.7740 ｄ15＝10.8550 ｒ16＝∞ ｄ16＝1.5267 ｎ9 ＝1.51633 ν9 ＝64.15 ｒ17＝∞ fB／ｆA ＝6.05 ，β＝1 ，ｆC ／ｆA ＝3.78 ，ｆC ／ｆB ＝0.62 実施例２ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.663 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6182 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8238 ｄ2 ＝2.3029 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝1.1437 ｎ2 ＝1.84666 ν2 ＝23.78 ｒ4 ＝-2.7450 ｄ4 ＝3.4621 ｒ5 ＝2.7411 ｄ5 ＝1.5456 ｎ3 ＝1.69100 ν3 ＝54.84 ｒ6 ＝-1.8094 ｄ6 ＝0.4637 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ7 ＝-6.9323 ｄ7 ＝11.9011 ｒ8 ＝∞ ｄ8 ＝0.6182 ｎ5 ＝1.52287 ν5 ＝59.89 ｒ9 ＝∞ ｄ9 ＝0.6182 ｒ10＝13.7134 ｄ10＝1.4992 ｎ6 ＝1.74400 ν6 ＝44.73 ｒ11＝-2.0912 ｄ11＝0.4482 ｎ7 ＝1.84666 ν7 ＝23.78 ｒ12＝-5.2882 ｄ12＝0.6182 ｒ13＝∞ ｄ13＝0.9583 ｎ8 ＝1.52000 ν8 ＝74.00 ｒ14＝∞ ｄ14＝10.8192 ｒ15＝∞ ｄ15＝1.5456 ｎ9 ＝1.51633 ν9 ＝64.15 ｒ16＝∞ fB／ｆA ＝7.07 ，β＝1.1 ，ｆC ／ｆA ＝4.12 ，ｆC ／ｆB ＝0.58 実施例３ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.611 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6202 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8264 ｄ2 ＝0.3876 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝4.8062 ｎ2 ＝1.80610 ν2 ＝40.95 ｒ4 ＝∞（絞り） ｄ4 ＝0.7752 ｒ5 ＝8.3176 ｄ5 ＝1.1473 ｎ3 ＝1.84666 ν3 ＝23.78 ｒ6 ＝-9.8862 ｄ6 ＝3.0078 ｒ7 ＝5.3461 ｄ7 ＝1.5504 ｎ4 ＝1.69100 ν4 ＝54.84 ｒ8 ＝-1.6139 ｄ8 ＝0.4651 ｎ5 ＝1.84666 ν5 ＝23.78 ｒ9 ＝-3.5302 ｄ9 ＝11.9380 ｒ10＝∞ ｄ10＝0.6202 ｎ6 ＝1.52287 ν6 ＝59.89 ｒ11＝∞ ｄ11＝0.6202 ｒ12＝8.0110 ｄ12＝1.5039 ｎ7 ＝1.74400 ν7 ＝44.73 ｒ13＝-2.0808 ｄ13＝0.4496 ｎ8 ＝1.84666 ν8 ＝23.78 ｒ14＝-6.0644 ｄ14＝0.6202 ｒ15＝∞ ｄ15＝0.9612 ｎ9 ＝1.52000 ν9 ＝74.00 ｒ16＝∞ ｄ16＝10.8527 ｒ17＝∞ ｄ17＝1.5504 ｎ10＝1.51633 ν10＝64.15 ｒ18＝∞ fB／ｆA ＝7.86 ，β＝1.3 ，ｆC ／ｆA ＝5.42 ，ｆC ／ｆB ＝0.69 ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ
1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ
1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2，・・・
は各レンズのアッベ数である。
を示す。 実施例１ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.466 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.5191 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8137 ｄ2 ＝1.6794 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝1.9542 ｎ2 ＝1.84666 ν2 ＝23.78 ｒ4 ＝-2.5878 ｄ4 ＝4.2443 ｒ5 ＝2.7710 ｄ5 ＝1.5115 ｎ3 ＝1.62299 ν3 ＝58.14 ｒ6 ＝-1.9267 ｄ6 ＝0.4580 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ7 ＝-4.7740 ｄ7 ＝11.3740 ｒ8 ＝∞ ｄ8 ＝0.6107 ｎ5 ＝1.52287 ν5 ＝59.89 ｒ9 ＝∞ ｄ9 ＝0.0458 ｒ10＝∞ ｄ10＝0.9466 ｎ6 ＝1.52000 ν6 ＝74.00 ｒ11＝∞ ｄ11＝0.6107 ｒ12＝∞（絞り） ｄ12＝0.0000 ｒ13＝15.5695 ｄ13＝1.4809 ｎ7 ＝1.74400 ν7 ＝44.73 ｒ14＝-1.9267 ｄ14＝0.4580 ｎ8 ＝1.84666 ν8 ＝23.78 ｒ15＝-4.7740 ｄ15＝10.8550 ｒ16＝∞ ｄ16＝1.5267 ｎ9 ＝1.51633 ν9 ＝64.15 ｒ17＝∞ fB／ｆA ＝6.05 ，β＝1 ，ｆC ／ｆA ＝3.78 ，ｆC ／ｆB ＝0.62 実施例２ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.663 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6182 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8238 ｄ2 ＝2.3029 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝1.1437 ｎ2 ＝1.84666 ν2 ＝23.78 ｒ4 ＝-2.7450 ｄ4 ＝3.4621 ｒ5 ＝2.7411 ｄ5 ＝1.5456 ｎ3 ＝1.69100 ν3 ＝54.84 ｒ6 ＝-1.8094 ｄ6 ＝0.4637 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ7 ＝-6.9323 ｄ7 ＝11.9011 ｒ8 ＝∞ ｄ8 ＝0.6182 ｎ5 ＝1.52287 ν5 ＝59.89 ｒ9 ＝∞ ｄ9 ＝0.6182 ｒ10＝13.7134 ｄ10＝1.4992 ｎ6 ＝1.74400 ν6 ＝44.73 ｒ11＝-2.0912 ｄ11＝0.4482 ｎ7 ＝1.84666 ν7 ＝23.78 ｒ12＝-5.2882 ｄ12＝0.6182 ｒ13＝∞ ｄ13＝0.9583 ｎ8 ＝1.52000 ν8 ＝74.00 ｒ14＝∞ ｄ14＝10.8192 ｒ15＝∞ ｄ15＝1.5456 ｎ9 ＝1.51633 ν9 ＝64.15 ｒ16＝∞ fB／ｆA ＝7.07 ，β＝1.1 ，ｆC ／ｆA ＝4.12 ，ｆC ／ｆB ＝0.58 実施例３ ｆ＝1.000 ，Ｆナンバー＝6.611 ，２ω＝114 ° ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.6202 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝0.8264 ｄ2 ＝0.3876 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝4.8062 ｎ2 ＝1.80610 ν2 ＝40.95 ｒ4 ＝∞（絞り） ｄ4 ＝0.7752 ｒ5 ＝8.3176 ｄ5 ＝1.1473 ｎ3 ＝1.84666 ν3 ＝23.78 ｒ6 ＝-9.8862 ｄ6 ＝3.0078 ｒ7 ＝5.3461 ｄ7 ＝1.5504 ｎ4 ＝1.69100 ν4 ＝54.84 ｒ8 ＝-1.6139 ｄ8 ＝0.4651 ｎ5 ＝1.84666 ν5 ＝23.78 ｒ9 ＝-3.5302 ｄ9 ＝11.9380 ｒ10＝∞ ｄ10＝0.6202 ｎ6 ＝1.52287 ν6 ＝59.89 ｒ11＝∞ ｄ11＝0.6202 ｒ12＝8.0110 ｄ12＝1.5039 ｎ7 ＝1.74400 ν7 ＝44.73 ｒ13＝-2.0808 ｄ13＝0.4496 ｎ8 ＝1.84666 ν8 ＝23.78 ｒ14＝-6.0644 ｄ14＝0.6202 ｒ15＝∞ ｄ15＝0.9612 ｎ9 ＝1.52000 ν9 ＝74.00 ｒ16＝∞ ｄ16＝10.8527 ｒ17＝∞ ｄ17＝1.5504 ｎ10＝1.51633 ν10＝64.15 ｒ18＝∞ fB／ｆA ＝7.86 ，β＝1.3 ，ｆC ／ｆA ＝5.42 ，ｆC ／ｆB ＝0.69 ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ
1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ
1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2，・・・
は各レンズのアッベ数である。
【００２０】実施例１，２，３は夫々図１，図２，図３
に示す構成で、条件（１），（２）の他に次の条件
（３）を満足する。 （３） ０．３＜ｆC ／ｆB ＜１ ただし、ｆC は結像系のフィールドレンズの合成焦点距
離である。
に示す構成で、条件（１），（２）の他に次の条件
（３）を満足する。 （３） ０．３＜ｆC ／ｆB ＜１ ただし、ｆC は結像系のフィールドレンズの合成焦点距
離である。
【００２１】条件（３）は、結像系のフィールドレンズ
の合成焦点距離とリレーレンズの合成焦点距離の比を規
定するものである。ｆC ／ｆB が条件（３）の下限を越
えるとリレーレンズ系の合成焦点距離が大になって軸上
光線の収差が補正過剰になり好ましくない。また、軸上
マージナル光線の光線高が高くなってリレーレンズ系の
レンズ外径を大きくしなければならない。又ｆC ／ｆB
が条件（３）の上限を越えると、フィールドレンズの合
成焦点距離が大になって軸外主光線の収差が補正不足と
なる。また、軸外主光線の光線高が高くなって、フィー
ルドレンズの外径を大きくしなければならず好ましくな
い。
の合成焦点距離とリレーレンズの合成焦点距離の比を規
定するものである。ｆC ／ｆB が条件（３）の下限を越
えるとリレーレンズ系の合成焦点距離が大になって軸上
光線の収差が補正過剰になり好ましくない。また、軸上
マージナル光線の光線高が高くなってリレーレンズ系の
レンズ外径を大きくしなければならない。又ｆC ／ｆB
が条件（３）の上限を越えると、フィールドレンズの合
成焦点距離が大になって軸外主光線の収差が補正不足と
なる。また、軸外主光線の光線高が高くなって、フィー
ルドレンズの外径を大きくしなければならず好ましくな
い。
【００２２】更に、フィールドレンズの合成焦点距離と
結像系の合成焦点距離との比が、次の条件（４）を満足
するようにしてある。 （４） ３＜ｆＣ／ｆ 結像面の近傍では、光束が細くなるためこの付近にレン
ズを配置するとレンズ面の傷やゴミが影などとなって像
に影響を与えやすく好ましくない。このため結像系のフ
ィールドレンズをあまり結像面に近づけないようにする
必要がある。ｆＣ／ｆＡが条件（４）の下限を越える
と、フィールドレンズが結像面に近づくので好ましくな
い。
結像系の合成焦点距離との比が、次の条件（４）を満足
するようにしてある。 （４） ３＜ｆＣ／ｆ 結像面の近傍では、光束が細くなるためこの付近にレン
ズを配置するとレンズ面の傷やゴミが影などとなって像
に影響を与えやすく好ましくない。このため結像系のフ
ィールドレンズをあまり結像面に近づけないようにする
必要がある。ｆＣ／ｆＡが条件（４）の下限を越える
と、フィールドレンズが結像面に近づくので好ましくな
い。
【００２３】上記の各実施例のうち実施例１は、リレー
レンズ系（ｒ13−ｒ15）の瞳位置に明るさ絞りを設け、
その直後にリレーレンズ系を配置し、明るさ絞りの物体
側近傍にフィルターＦ1 とＦ2 を配置したものである。
ここでフィルターＦ1 は観察に不要なレーザー光を遮断
するＹＡＧレーザー光カットフィルター，Ｆ2 は観察上
不要な赤外光を吸収する赤外カットフィルター，Ｆ3 は
固体撮像素子のカバーガラスである。尚結像系（ｒ1−
ｒ7）中の（ｒ5−ｒ7）がフィールドレンズである。
レンズ系（ｒ13−ｒ15）の瞳位置に明るさ絞りを設け、
その直後にリレーレンズ系を配置し、明るさ絞りの物体
側近傍にフィルターＦ1 とＦ2 を配置したものである。
ここでフィルターＦ1 は観察に不要なレーザー光を遮断
するＹＡＧレーザー光カットフィルター，Ｆ2 は観察上
不要な赤外光を吸収する赤外カットフィルター，Ｆ3 は
固体撮像素子のカバーガラスである。尚結像系（ｒ1−
ｒ7）中の（ｒ5−ｒ7）がフィールドレンズである。
【００２４】一般に結像系からリレー系へ瞳が伝送され
る場合は、瞳倍率だけ瞳径が拡大されるので、結像系で
瞳中心を光軸に対して動径方向に変位させると、リレー
系での瞳中心の光軸に対する動径方向への変位は瞳倍率
だけ拡大される。
る場合は、瞳倍率だけ瞳径が拡大されるので、結像系で
瞳中心を光軸に対して動径方向に変位させると、リレー
系での瞳中心の光軸に対する動径方向への変位は瞳倍率
だけ拡大される。
【００２５】また、対物レンズを納めるレンズ枠の内径
寸法とレンズや明るさ絞りの外径寸法は、加工誤差によ
るばらつきがある。このためレンズ枠の中では、納めら
れたレンズの中心軸や明るさ絞りの開口中心が、設計上
の光軸中心に対して動径方向に向かって偏芯することが
ある。これは結像面上では実際の光軸が設計上の光軸中
心に対して傾きをもつ偏角としてあらわれる。
寸法とレンズや明るさ絞りの外径寸法は、加工誤差によ
るばらつきがある。このためレンズ枠の中では、納めら
れたレンズの中心軸や明るさ絞りの開口中心が、設計上
の光軸中心に対して動径方向に向かって偏芯することが
ある。これは結像面上では実際の光軸が設計上の光軸中
心に対して傾きをもつ偏角としてあらわれる。
【００２６】いま、結像系の中に設けた明るさ絞りが上
記のような偏芯をおこしたとすると、瞳中心の光軸に対
する変位は、リレーレンズ系で瞳倍率だけ拡大されるの
で、結像面上で偏角としてあらわれやすい。それに対し
て、リレーレンズ系の瞳位置に明るさ絞りを配置した場
合は、上記のように偏芯をおこしても瞳中心の光軸に対
する変位が拡大されることがないので、結像面上での偏
角への影響が軽減できるという利点がある。
記のような偏芯をおこしたとすると、瞳中心の光軸に対
する変位は、リレーレンズ系で瞳倍率だけ拡大されるの
で、結像面上で偏角としてあらわれやすい。それに対し
て、リレーレンズ系の瞳位置に明るさ絞りを配置した場
合は、上記のように偏芯をおこしても瞳中心の光軸に対
する変位が拡大されることがないので、結像面上での偏
角への影響が軽減できるという利点がある。
【００２７】実施例２は、明るさ絞りを第２レンズの直
前に設け、リレーレンズ（ｒ10−ｒ12）をリレー系の瞳
位置に配置し、リレーレンズの近傍にフィルターＦ1 と
Ｆ2 を配置したものである。又結像系（ｒ1−ｒ7）中の
（ｒ5−ｒ7）がフィールドレンズである。
前に設け、リレーレンズ（ｒ10−ｒ12）をリレー系の瞳
位置に配置し、リレーレンズの近傍にフィルターＦ1 と
Ｆ2 を配置したものである。又結像系（ｒ1−ｒ7）中の
（ｒ5−ｒ7）がフィールドレンズである。
【００２８】実施例３は、９０°側視用の対物レンズで
視野変換プリズム（ｒ3−ｒ4）の直後に明るさ絞りを設
け、リレーレンズ（ｒ12−ｒ14）をリレー系の瞳位置に
配置し、リレーレンズの近傍にフィルターＦ1 とＦ2 を
配置したものである。尚、フィルターＦ1 のかわりにリ
レーレンズ面に赤外線カットコートを施して用いてもよ
い。結像系（ｒ1−ｒ9）中の（ｒ7−ｒ9）がフィールド
レンズである。
視野変換プリズム（ｒ3−ｒ4）の直後に明るさ絞りを設
け、リレーレンズ（ｒ12−ｒ14）をリレー系の瞳位置に
配置し、リレーレンズの近傍にフィルターＦ1 とＦ2 を
配置したものである。尚、フィルターＦ1 のかわりにリ
レーレンズ面に赤外線カットコートを施して用いてもよ
い。結像系（ｒ1−ｒ9）中の（ｒ7−ｒ9）がフィールド
レンズである。
【００２９】内視鏡の先端硬性部に組み込まれる特殊装
置の大きさや形状によっては、リレーレンズと固体撮像
素子の間に、ミラーを挿入して光路を適当な方向に曲げ
固体撮像素子の配置位置を選ぶこともできる。
置の大きさや形状によっては、リレーレンズと固体撮像
素子の間に、ミラーを挿入して光路を適当な方向に曲げ
固体撮像素子の配置位置を選ぶこともできる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の対物レンズは、レンズ系の全長
が比較的長く、収差が良好に補正され、観察に不要な光
線による画像への影響を除去したものである。
が比較的長く、収差が良好に補正され、観察に不要な光
線による画像への影響を除去したものである。
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例２の断面図
【図３】本発明の実施例３の断面図
【図４】本発明の実施例１の収差曲線図
【図５】本発明の実施例２の収差曲線図
【図６】本発明の実施例３の収差曲線図
【図７】特殊機能装置を備えた内視鏡の先端の構成を示
す図
す図
【図８】従来の内視鏡用対物レンズの断面図
【図９】他の従来の内視鏡用対物レンズの断面図
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 23/24 - 23/26 A61B 1/00 - 1/32 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ) ＥＮＤＯＳＣＯＰＥ＊［ＲＥＬＡＹ＋Ｐ ＵＰＩＬ］＊［ＩＮＦＲＡＲＥＤ＋ＦＩ ＬＴＥＲ］
Claims (3)
- 【請求項１】物体の像を形成する結像系と、前記の像を
伝送し固体撮像素子上へ再結像させるリレーレンズ系と
よりなり、前記リレーレンズ系の光路中の瞳位置近傍
に、可視光以外の波長の光をカットするフィルターが配
置されている内視鏡用対物レンズ。 - 【請求項２】先端硬性部に超音波振動子を組み込んだ超
音波内視鏡であって、前記先端硬性部に配置された光学
系が、物体の像を形成する結像系と、前記の像を伝送し
固体撮像素子上へ再結像させるリレーレンズ系とよりな
り、前記リレーレンズ系の光路中に可視光以外の波長の
光をカットするフィルターが配置されている内視鏡用対
物レンズ。 - 【請求項３】次の条件（１）を満足する請求項１又は請
求項２の対物レンズ。 （１） ４＜ｆ Ｂ ／ｆ Ａ ＜１１ ただしｆ Ａ は前記結像系の合成焦点距離、ｆ Ｂ は前記リ
レーレンズ系の合成焦点距離である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125341A JP3044588B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 内視鏡用対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125341A JP3044588B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 内視鏡用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05297270A JPH05297270A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3044588B2 true JP3044588B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=14907725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125341A Expired - Fee Related JP3044588B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 内視鏡用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044588B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633754A (en) * | 1994-12-06 | 1997-05-27 | Hoogland; Jan | Integrated optical system for endoscopes and the like |
| JPH09269450A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
| JP5185578B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-04-17 | オリンパス株式会社 | 細径対物光学系 |
| TWI611208B (zh) | 2016-06-04 | 2018-01-11 | 大立光電股份有限公司 | 拾像光學系統鏡組、取像裝置及電子裝置 |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP4125341A patent/JP3044588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05297270A (ja) | 1993-11-12 |
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