JP5989290B1 - 内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、拡大観察時の視野における照明光の配光ムラも効果的に低減することができる内視鏡を提供することを目的としている。
本発明は、一部のレンズを光軸方向に移動させて拡大観察と通常観察とを切り替え可能な観察光学系と、被写体に照明光を照射する複数の照明光学系とを備え、前記複数の照明光学系のうち少なくとも1つの最先端のレンズ面が、前記観察光学系の最先端のレンズ面よりも基端側に配置されるとともに、前記複数の照明光学系の全ての最先端のレンズ面が、前記観察光学系の最先端のレンズ面と略平行に配置され、以下の条件式(1)から(3)を満足する内視鏡を提供する。
1.0≦D_Back(far)/D_Back(near)<3.0 (1)
0.015<D_Back(far)/D_far<1.0 (2)
1.01<ω(wide)/ω(tele)<5.0 (3)
本発明によれば、観察光学系の最先端のレンズ面に対して照明光学系の最先端のレンズ面が奥まった位置に配置されているため、観察光学系と照明光学系が同じ高さで配置されている従来の場合と比較して、特に拡大観察時において観察光学系の視野における配光ムラの発生を効果的に抑えることができる。以下、本明細書においては、観察光学系の最先端のレンズ面と、各照明光学系の最先端のレンズ面との光軸方向の距離を、「奥まり量」という。
0.01<D_Back(far)/F_tele<1.0 (4)
0.01<D_Back(near)/D_near<0.7 (5)
ただし、F_teleは、前記観察光学系の拡大観察状態における焦点距離、D_nearは、前記観察光学系と該観察光学系から径方向に最も近い照明光学系との前記最先端のレンズ面同士の径方向の中心間距離である。
条件式(5)の上限以上においては、最遠の照明光学系の奥まり量が大き過ぎるため、照明光が観察光学系等によって蹴られることがあり、良好な配光を得ることができなくなる。条件式(5)の下限以下においては、最遠の照明光学系の奥まり量が小さ過ぎるため、拡大観察時に最遠の照明光学系からの照明光が視野に届き難くなり、良好な配光を得ることができなくなる。
0.06<D_Back(far)/enp(tele)<1.0 (6)
0.06<D_Back(near)/enp(tele)<0.9 (7)
ここで、enp(tele)は、拡大観察状態における、前記観察光学系の最先端のレンズ面と前記観察光学系の入射瞳との光軸方向の距離である。
このように、観察光学系から遠い照明光学系程、照明光の光量を多くすることで、視野において、各照明光学系からの照明光の明るさのバランスが良好となり、配光ムラをさらに低減することができる。
このようにすることで、拡大観察時の視野における配光ムラをさらに低減することができる。照明光学系が2個である場合には、視野における配光ムラが顕著となり、配光ムラを十分に低減することが難しい。照明光学系が4個以上である場合には、良好な配光を得られるが、内視鏡の外径が肥大化してしまうため、好ましくない。
本実施形態に係る内視鏡1は、図1および図2に示されるように、挿入部2の先端部に、単一の観察光学系3と、3個の照明光学系4A,4B,4Cとを備えている。図中、符号5は鉗子チャネルである。
1.0≦D_Back(far)/D_Back(near)<3.0 (1)
0.015<D_Back(far)/D_far<1.0 (2)
1.01<ω(wide)/ω(tele)<5.0 (3)
0.01<D_Back(far)/F_tele<1.0 (4)
0.01<D_Back(near)/D_near<0.7 (5)
0.06<D_Back(far)/enp(tele)<1.0 (6)
0.06<D_Back(near)/enp(tele)<0.9 (7)
Da>Db>Dc
すなわち、D_far=Da、D_near=Dcである。
Ia>Ic
このように、観察光学系3から遠い照明光学系程、照明光Lの光量を多くすることで、最遠および最近の照明光学系4A,4Cから射出された照明光Lが視野Fを照明する明るさを略同等とし、視野F内の周方向の配光ムラを効果的に低減することができる。
1.1≦D_Back(far)/D_Back(near)<2.0 (1)’
0.015<D_Back(far)/D_far<0.5 (2)’
1.01<ω(wide)/ω(tele)<3.0 (3)’
0.02<D_Back(far)/F_tele<0.6 (4)’
0.015<D_Back(near)/D_near<0.3 (5)’
0.1<D_Back(far)/enp(tele)<0.7 (6)’
0.09<D_Back(near)/enp(tele)<0.6 (7)’
1.3≦D_Back(far)/D_Back(near)<1.5 (1)”
0.02<D_Back(far)/D_far<0.2 (2)”
1.01<ω(wide)/ω(tele)<2.5 (3)”
0.03<D_Back(far)/F_tele<0.4 (4)”
0.02<D_Back(near)/D_near<0.15 (5)”
0.2<D_Back(far)/enp(tele)<0.5 (6)”
0.2<D_Back(near)/enp(tele)<0.45 (7)”
各実施例のレンズデータにおいて、rは曲率半径(mm)、dは面間隔(mm)、ndはd線に対する屈折率、νdはd線に対するアッべ数を示し、明るさ絞りに対応する面番号には符号Sを付している。また、各実施例において、D_Back(far)、D_Back(near)、F_tele、D_far、D_near、およびenp(tele)の数値の単位は、mmであり、ω(wide)およびω(tele)の数値の単位は、度である。
各実施例の収差図(図5,6,9,10,13,14)において、符号SAは球面収差、符号ASは非点収差、符号DTはディストーション、符号CCは倍率色収差をそれぞれ示している。
実施例1から3の説明の後に、実施例1から3の条件式(1)から(7)の値をまとめた表1を示す。
本発明の実施例1に係る内視鏡における観察光学系のレンズ構成を図3および図4に示す。図3は通常観察状態を、図4は拡大観察状態を、それぞれ示している。通常観察状態および拡大観察状態における観察光学系の各種収差図を、図5および図6にそれぞれ示す。
D_Back(far)=0.45
D_Back(near)=0.30
ω(wide)=79.922
ω(tele)=45.000
F_tele=1.2184s
D_far=3.50
D_near=2.80
enp(tele)=0.9051
レンズデ−タ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.76
2 0.968 0.85
3 ∞ 0.03
4 ∞ 0.35 1.52100 65.12
5 ∞ 0.17
6 −2.419 0.87 1.51633 64.14
7 −1.767 0.04
8 8.931 0.64 1.69895 30.13
9 −0.900 0.26 1.92286 18.90
10 −1.779 0.08
11(S) ∞ 0.17
12 ∞ d12
13 ∞ 0.26 1.77250 49.60
14 1.319 0.61 1.72825 28.46
15 2.608 d15
16 ∞ 0.26
17 12.306 0.87 1.69680 55.53
18 −2.753 0.04
19 2.969 1.04 1.80610 40.92
20 −2.749 0.26 1.92286 18.90
21 3.963 0.30
22 ∞ 0.03
23 ∞ 0.35 1.52300 58.59
24 ∞ 0.70
25 ∞ 0.65 1.51633 64.14
26 ∞ 0.01 1.51300 64.01
27 ∞ 0.57 1.50510 63.26
28(像面) ∞
拡大観察 通常観察
焦点距離 0.98 1.22
FNO. 5.91 7.34
画角(2ω) 159.84 90.00
d12 0.01 1.09
d15 1.16 0.07
各群の焦点距離
1群 2群 3群
1.58 −3.16 2.47
本発明の実施例2に係る内視鏡における観察光学系のレンズ構成を図7および図8に示す。図7は通常観察状態を、図8は拡大観察状態を、それぞれ示している。通常観察状態および拡大観察状態における観察光学系の各種収差図を、図9および図10にそれぞれ示す。
D_Back(far)=0.48
D_Back(near)=0.40
ω(wide)=65.000
ω(tele)=28.500
F_tele=1.6263
D_far=2.80
D_near=2.70
enp(tele)=0.9928
レンズデ−タ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.76
2 1.078 0.72
3 ∞ 0.03
4 ∞ 0.52 1.52100 65.12
5 ∞ 0.22
6 −4.855 1.17 1.58144 40.75
7 −2.491 0.04
8 4.024 0.68 1.51742 52.43
9 −0.800 0.26 1.92286 18.90
10 −1.247 0.04
11(S) ∞ 0.03
12 ∞ d12
13 −3.861 0.26 1.77250 49.60
14 1.016 0.44 1.84666 23.78
15 2.209 0.09
16 ∞ d16
17 5.948 0.97 1.88300 40.76
18 −4.540 0.04
19 2.726 1.74 1.51742 52.43
20 −2.464 0.30 1.92286 18.90
21 2.437 1.04 1.58144 40.75
22 −5.353 0.00
23 ∞ 0.61
24 ∞ 0.26
25 ∞ 0.65 1.51633 64.14
26 ∞ 0.01 1.51300 64.01
27 ∞ 0.57 1.50510 63.26
28(像面) ∞
拡大観察 通常観察
焦点距離 1.10 1.63
FNO. 6.50 9.59
画角(2ω) 130.00 57.00
d12 0.27 1.54
d16 1.57 0.30
各群の焦点距離
1群 2群 3群
1.25 −1.88 2.45
本発明の実施例3に係る内視鏡における観察光学系のレンズ構成を図11および図12に示す。図11は通常観察状態を、図12は拡大観察状態を、それぞれ示している。通常観察状態および拡大観察状態における観察光学系の各種収差図を、図13および図14にそれぞれ示す。
D_Back(far)=0.25
D_Back(near)=0.25
ω(wide)=79.927
ω(tele)=45.001
F_tele=1.2124
D_far=3.00
D_near=2.50
enp(tele)=0.9400
レンズデ−タ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.76
2 1.005 0.44
3 ∞ 0.35
4 ∞ 0.35 1.52100 65.12
5 ∞ 0.13
6 −2.928 1.64 1.58144 40.75
7 −2.269 0.04
8 7.900 0.61 1.51742 52.43
9 −1.044 0.26 1.92286 18.90
10 −1.600 0.09
11(S) ∞ 0.00
12 ∞ d12
13 ∞ 0.03
14 ∞ 0.26 1.77250 49.60
15 1.305 0.52 1.72825 28.46
16 3.428 0.09
17 ∞ d17
18 4.379 0.87 1.81600 46.62
19 −4.407 0.19
20 4.113 1.31 1.60300 65.44
21 −1.984 0.26 1.92286 18.90
22 7.634 0.09
23 ∞ 0.03
24 ∞ 0.35 1.52300 58.59
25 ∞ 0.70
26 ∞ 0.65 1.51633 64.14
27 ∞ 0.01 1.51300 64.01
28 ∞ 0.57 1.50510 63.26
29(像面) ∞
拡大観察 通常観察
焦点距離 0.98 1.21
FNO. 5.99 7.38
画角(2ω) 159.85 90.00
d12 0.23 1.62
d17 1.67 0.28
各群の焦点距離
1群 2群 3群
1.78 −4.03 2.80
3 観察光学系
3a,4a,4b,4c 第1レンズ面(最先端のレンズ面)
4A,4B,4C 照明光学系
Claims (4)
- 一部のレンズを光軸方向に移動させて拡大観察と通常観察とを切り替え可能な観察光学系と、
被写体に照明光を照射する複数の照明光学系とを備え、
前記複数の照明光学系の最先端のレンズ面が、前記観察光学系の最先端のレンズ面よりも基端側に配置されるとともに、前記複数の照明光学系の全ての最先端のレンズ面が、前記観察光学系の最先端のレンズ面と略平行に配置され、
以下の条件式(1)から(5)を満足する内視鏡。
1.0≦D_Back(far)/D_Back(near)<3.0 (1)
0.015<D_Back(far)/D_far<1.0 (2)
1.01<ω(wide)/ω(tele)<5.0 (3)
0.01<D_Back(far)/F_tele<1.0 (4)
0.01<D_Back(near)/D_near<0.7 (5)
ここで、
D_Back(far)は、前記観察光学系の最先端のレンズ面と、前記観察光学系から径方向に最も遠い前記照明光学系の最先端のレンズ面との光軸方向の距離、
D_Back(near)は、前記観察光学系の最先端のレンズ面と、前記観察光学系から径方向に最も近い前記照明光学系の最先端のレンズ面との光軸方向の距離、
D_farは、前記観察光学系と該観察光学系から径方向に最も遠い照明光学系との前記最先端のレンズ面同士の径方向の中心間距離、
ω(wide)は、前記観察光学系の通常観察状態における半画角、
ω(tele)は、前記観察光学系の拡大観察状態における半画角、
F_teleは、前記観察光学系の拡大観察状態における焦点距離、
D_nearは、前記観察光学系と該観察光学系から径方向に最も近い照明光学系との前記最先端のレンズ面同士の径方向の中心間距離
である。 - 以下の条件式(6)および(7)を満足する請求項1に記載の内視鏡。
0.06<D_Back(far)/enp(tele)<1.0 (6)
0.06<D_Back(near)/enp(tele)<0.9 (7)
ここで、
enp(tele)は、拡大観察状態における、前記観察光学系の最先端のレンズ面と前記観察光学系の入射瞳との光軸方向の距離
である。 - 前記観察光学系から径方向に最も遠い照明光学系が射出する照明光の光量が、他の照明光学系が射出する照明光の光量よりも多い請求項1に記載の内視鏡。
- 3個の前記照明光学系が、前記観察光学系の周囲に周方向に間隔を空けて設けられている請求項1に記載の内視鏡。
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