JPH04315118A - 内視鏡対物光学系 - Google Patents
内視鏡対物光学系Info
- Publication number
- JPH04315118A JPH04315118A JP3108146A JP10814691A JPH04315118A JP H04315118 A JPH04315118 A JP H04315118A JP 3108146 A JP3108146 A JP 3108146A JP 10814691 A JP10814691 A JP 10814691A JP H04315118 A JPH04315118 A JP H04315118A
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- lens
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- optical system
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Links
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡主としてファイ
バースコープ用のほぼテレセントリックな対物光学系で
、広角および高画質なレトロフォーカス型の内視鏡対物
光学系に関するものである。
バースコープ用のほぼテレセントリックな対物光学系で
、広角および高画質なレトロフォーカス型の内視鏡対物
光学系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内視鏡による観察は、一度に広い範囲を
観察しできる限り病変を見落とさないようにする必要が
あり、そのため内視鏡光学系は、広い画角のものが要求
される。更に胃や大腸などの部位をみる内視鏡において
は、イメージガイドや固体撮像素子の画素数が多いため
対物光学系にはそれに応じた収差補正が要求される。上
記の要求にもとづく内視鏡対物レンズの従来は、例えば
特開昭58−80611号公報、特開昭57−6420
7号公報に記載された光学系のようにレトロフォーカス
型光学系が多い。
観察しできる限り病変を見落とさないようにする必要が
あり、そのため内視鏡光学系は、広い画角のものが要求
される。更に胃や大腸などの部位をみる内視鏡において
は、イメージガイドや固体撮像素子の画素数が多いため
対物光学系にはそれに応じた収差補正が要求される。上
記の要求にもとづく内視鏡対物レンズの従来は、例えば
特開昭58−80611号公報、特開昭57−6420
7号公報に記載された光学系のようにレトロフォーカス
型光学系が多い。
【0003】前記従来例のうち、特開昭58−8061
1号公報に記載されている光学系は、図11に示すよう
な構成で、凹面を像側に向けた負レンズの第1群レンズ
と、正レンズの第2群レンズと、両凸レンズの第3群レ
ンズと、正の接合レンズの第4群レンズよりなる4群5
枚構成で、明るさ絞りが第1群レンズと第2群レンズの
間に配置されている。
1号公報に記載されている光学系は、図11に示すよう
な構成で、凹面を像側に向けた負レンズの第1群レンズ
と、正レンズの第2群レンズと、両凸レンズの第3群レ
ンズと、正の接合レンズの第4群レンズよりなる4群5
枚構成で、明るさ絞りが第1群レンズと第2群レンズの
間に配置されている。
【0004】また特開昭57−64207号は、図12
に示す構成で、凹面を像側に向けた負レンズの第1群レ
ンズと、凹面を物体側に向けた正レンズの第2群レンズ
と、正レンズの第3群レンズと、凸レンズと凹レンズと
からなる正の接合レンズの第4群レンズと、正レンズの
第5群レンズよりなる5群6枚構成で、明るさ絞りが第
1群レンズと第2群レンズの間に配置されている。
に示す構成で、凹面を像側に向けた負レンズの第1群レ
ンズと、凹面を物体側に向けた正レンズの第2群レンズ
と、正レンズの第3群レンズと、凸レンズと凹レンズと
からなる正の接合レンズの第4群レンズと、正レンズの
第5群レンズよりなる5群6枚構成で、明るさ絞りが第
1群レンズと第2群レンズの間に配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例のうち特
開昭58−80611号の光学系は、軸上色収差、球面
収差が十分補正されていない。
開昭58−80611号の光学系は、軸上色収差、球面
収差が十分補正されていない。
【0006】内視鏡での検査では、病変等の見落としを
少なくするために検査部位を1度に広い範囲にわたって
観察したのち、見たい部分をアングル機構を使用して視
野中心へもって行き、病変を詳細に観察する。そのため
内視鏡光学系は、視野中心の画質が重要である。したが
って前記従来例は、軸上収差の補正が不十分なので好ま
しくない。
少なくするために検査部位を1度に広い範囲にわたって
観察したのち、見たい部分をアングル機構を使用して視
野中心へもって行き、病変を詳細に観察する。そのため
内視鏡光学系は、視野中心の画質が重要である。したが
って前記従来例は、軸上収差の補正が不十分なので好ま
しくない。
【0007】また特開昭57−64207号の光学系は
、5群6枚構成でレンズ枚数が多くコスト高になるので
好ましくない。
、5群6枚構成でレンズ枚数が多くコスト高になるので
好ましくない。
【0008】本発明は、病変のスクリーニングとその詳
細な観察に対応できる光学系で、簡単なレンズ構成で画
角が広くかつ軸上収差および軸外収差がバランス良く補
正された内視鏡対物光学系を提供することを目的とする
ものである。
細な観察に対応できる光学系で、簡単なレンズ構成で画
角が広くかつ軸上収差および軸外収差がバランス良く補
正された内視鏡対物光学系を提供することを目的とする
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡対物光学
系は、例えば図1に示すようなレンズ構成で、物体側か
ら順に、負の前群と明るさ絞りと正の後群とよりなり、
前群が凹面を像側に向けた負の第1群レンズより構成さ
れ、後群が物体側から順に凸面を像側に向けた正の第2
群レンズと、凸レンズと凹レンズとからなる正の接合レ
ンズの第3群レンズと、物体側に凸面を有する正の第4
群レンズとで構成され、全系で4群5枚構成である。
系は、例えば図1に示すようなレンズ構成で、物体側か
ら順に、負の前群と明るさ絞りと正の後群とよりなり、
前群が凹面を像側に向けた負の第1群レンズより構成さ
れ、後群が物体側から順に凸面を像側に向けた正の第2
群レンズと、凸レンズと凹レンズとからなる正の接合レ
ンズの第3群レンズと、物体側に凸面を有する正の第4
群レンズとで構成され、全系で4群5枚構成である。
【0010】本発明の光学系は、レトロフォーカス型で
、レトロフォーカス型の内視鏡光学系は、ペッツバール
和を十分補正しつつ広角にすることが出来る。
、レトロフォーカス型の内視鏡光学系は、ペッツバール
和を十分補正しつつ広角にすることが出来る。
【0011】本発明は、このようなレトロフォーカス型
の内視鏡対物光学系で、特に後群に工夫を加えたことを
特徴とするものである。
の内視鏡対物光学系で、特に後群に工夫を加えたことを
特徴とするものである。
【0012】本発明と同じような4群5枚構成の従来例
である特開昭58−80611号公報の光学系は、後群
中の正の接合レンズが像側に近い位置に配置されている
ために軸上色収差、球面収差の補正が不十分であった。
である特開昭58−80611号公報の光学系は、後群
中の正の接合レンズが像側に近い位置に配置されている
ために軸上色収差、球面収差の補正が不十分であった。
【0013】又本発明の光学系の後群は、特開昭57−
64207号公報のものより簡単な3群構成であるにも
かかわらず接合レンズの配置を最適化することにより軸
上収差および軸外収差をバランスよく補正した。
64207号公報のものより簡単な3群構成であるにも
かかわらず接合レンズの配置を最適化することにより軸
上収差および軸外収差をバランスよく補正した。
【0014】一般に接合レンズの収差補正作用は、光学
系中の配置位置により影響を受ける。例えば歪曲収差,
非点収差,倍率の色収差を補正する場合は、主光線高が
相対的に高いところに接合レンズを配置するのが望まし
い。又球面収差や軸上色収差等の軸上収差を補正する場
合、マージナル光線高が相対的に高い位置に接合レンズ
を配置することが望ましい。
系中の配置位置により影響を受ける。例えば歪曲収差,
非点収差,倍率の色収差を補正する場合は、主光線高が
相対的に高いところに接合レンズを配置するのが望まし
い。又球面収差や軸上色収差等の軸上収差を補正する場
合、マージナル光線高が相対的に高い位置に接合レンズ
を配置することが望ましい。
【0015】従来の光学系は、接合面の位置が像に近い
ためにマージナル光線高が相対的に低く、主光線高が相
対的に高い位置に配置されているので軸上色収差,球面
収差の補正が不十分である。
ためにマージナル光線高が相対的に低く、主光線高が相
対的に高い位置に配置されているので軸上色収差,球面
収差の補正が不十分である。
【0016】本発明では、接合面を軸上マージナル光線
および主光線がともに相対的に高い、後群中の中間のレ
ンズ群に配置して軸上収差および軸外収差をバランス良
く補正している。
および主光線がともに相対的に高い、後群中の中間のレ
ンズ群に配置して軸上収差および軸外収差をバランス良
く補正している。
【0017】上記のように接合面を後群中の中間のレン
ズ群に設けるためには、後群を3群で構成する場合、中
間のレンズ群を接合レンズにすることが最適である。仮
りに、後群中の絞りに近いレンズ群のみを接合レンズに
した場合、接合面の位置では、マージナル光線高は高い
が主光線高は低い。そのため軸上色収差や球面収差は良
好に補正し得ても、倍率の色収差や非点収差の補正は困
難であり、視野全体にわたってバランス良く収差補正す
ることが出来ない。逆に像側に近いレンズ群を接合レン
ズにすると、接合面の位置では主光線高が高いがマージ
ナル光線高が低いために倍率の色収差や非点収差等は十
分に補正できても、軸上色収差や球面収差の補正は困難
であり、視野全体にわたって諸収差をバランス良く補正
することが出来ない。
ズ群に設けるためには、後群を3群で構成する場合、中
間のレンズ群を接合レンズにすることが最適である。仮
りに、後群中の絞りに近いレンズ群のみを接合レンズに
した場合、接合面の位置では、マージナル光線高は高い
が主光線高は低い。そのため軸上色収差や球面収差は良
好に補正し得ても、倍率の色収差や非点収差の補正は困
難であり、視野全体にわたってバランス良く収差補正す
ることが出来ない。逆に像側に近いレンズ群を接合レン
ズにすると、接合面の位置では主光線高が高いがマージ
ナル光線高が低いために倍率の色収差や非点収差等は十
分に補正できても、軸上色収差や球面収差の補正は困難
であり、視野全体にわたって諸収差をバランス良く補正
することが出来ない。
【0018】以上の理由から、本発明では前述のような
構成にして諸収差がバランス良く補正された内視鏡対物
光学系を得るようにした。
構成にして諸収差がバランス良く補正された内視鏡対物
光学系を得るようにした。
【0019】次に本発明の光学系は、上述のような構成
とすると共に次の各条件を満足するようにして一層優れ
た光学系になし得る。 (1)0.8<fF<2 (2)1<fR<2.5 (3)N≧1.65,V≦35,N’<1.75,V’
≧50,N−N’≧0.1,V’−V≧15(4)2<
f4 <10 (5)D/f≧0.1 (6)D4 /N4・f>0.5 ただしfは全系の焦点距離、fF は前群の焦点距離、
fR は後群の焦点距離、N,Vは夫々第3群レンズの
凹レンズの屈折率およびアッベ数、N’,V’は夫々第
3群レンズの凸レンズの屈折率およびアッベ数、f4は
第4群レンズの焦点距離、Dは第3群レンズと第4群レ
ンズの間のレンズ間隔、N4 ,D4 は夫々第4群レ
ンズの屈折率と肉厚である。
とすると共に次の各条件を満足するようにして一層優れ
た光学系になし得る。 (1)0.8<fF<2 (2)1<fR<2.5 (3)N≧1.65,V≦35,N’<1.75,V’
≧50,N−N’≧0.1,V’−V≧15(4)2<
f4 <10 (5)D/f≧0.1 (6)D4 /N4・f>0.5 ただしfは全系の焦点距離、fF は前群の焦点距離、
fR は後群の焦点距離、N,Vは夫々第3群レンズの
凹レンズの屈折率およびアッベ数、N’,V’は夫々第
3群レンズの凸レンズの屈折率およびアッベ数、f4は
第4群レンズの焦点距離、Dは第3群レンズと第4群レ
ンズの間のレンズ間隔、N4 ,D4 は夫々第4群レ
ンズの屈折率と肉厚である。
【0020】条件(1)は、前群の光線高とペッツバー
ル和、全長とを考慮して定めたもので、条件(1)の下
限を越えると前群の負のパワーが強くなりすぎて光学系
の全長が長くなる上にペッツバール和の補正が強すぎて
全系でバランスがとれず補正過剰になる。又条件(1)
の上限を越えると前群の負のパワーが弱くなり前群のレ
ンズの外径が大になりまたペッツバール和の補正が不十
分になり好ましくない。
ル和、全長とを考慮して定めたもので、条件(1)の下
限を越えると前群の負のパワーが強くなりすぎて光学系
の全長が長くなる上にペッツバール和の補正が強すぎて
全系でバランスがとれず補正過剰になる。又条件(1)
の上限を越えると前群の負のパワーが弱くなり前群のレ
ンズの外径が大になりまたペッツバール和の補正が不十
分になり好ましくない。
【0021】条件(2)は、光学系の全長とペッツバー
ル和を考慮して定めたもので、下限を越えると後群の正
のパワーが強くなりすぎてペッツバール和の補正が不十
分になり、上限を越えると正のパワーが弱くなって光学
系の全長が長くなり好ましくない。
ル和を考慮して定めたもので、下限を越えると後群の正
のパワーが強くなりすぎてペッツバール和の補正が不十
分になり、上限を越えると正のパワーが弱くなって光学
系の全長が長くなり好ましくない。
【0022】条件(3)は、接合レンズである第3群レ
ンズに関するものである。
ンズに関するものである。
【0023】後群の構成上、正のパワーを適度に分散配
置させるための第3群レンズは、両凸レンズが望ましく
、この接合レンズの接合面が凸面を物体側,像側のどち
らを向いても収差を良好に補正し得る。又単色光の収差
補正のためには、接合レンズの負レンズは正レンズより
も屈折率を高くしかつ接合面に負のパワーを持たせる必
要がある。また色収差の補正のためには、負レンズの分
散を正レンズの分散よりも第にする必要がある。
置させるための第3群レンズは、両凸レンズが望ましく
、この接合レンズの接合面が凸面を物体側,像側のどち
らを向いても収差を良好に補正し得る。又単色光の収差
補正のためには、接合レンズの負レンズは正レンズより
も屈折率を高くしかつ接合面に負のパワーを持たせる必
要がある。また色収差の補正のためには、負レンズの分
散を正レンズの分散よりも第にする必要がある。
【0024】以上のことから、接合レンズは正レンズに
低屈折率,低分散ガラス、負レンズに高屈折率,高分散
ガラスを用いるのが望ましい。更に接合レンズの正レン
ズと負レンズの屈折率の差とアッベ数差をある程度以上
にしないと十分な収差補正が出来ない。上記のことから
設けたのが条件(3)である。
低屈折率,低分散ガラス、負レンズに高屈折率,高分散
ガラスを用いるのが望ましい。更に接合レンズの正レン
ズと負レンズの屈折率の差とアッベ数差をある程度以上
にしないと十分な収差補正が出来ない。上記のことから
設けたのが条件(3)である。
【0025】条件(3)の屈折率に関する条件を満足し
ないと球面収差,コマ収差および非点収差が十分に補正
できない。又アッベ数に関する条件を満足しない場合、
軸上色収差,倍率の色収差が十分補正できず好ましくな
い。更に条件(3)を満足しない状態で無理に収差補正
を行なうと接合面の曲率が強くなり、レンズの加工性が
悪くなり好ましくない。
ないと球面収差,コマ収差および非点収差が十分に補正
できない。又アッベ数に関する条件を満足しない場合、
軸上色収差,倍率の色収差が十分補正できず好ましくな
い。更に条件(3)を満足しない状態で無理に収差補正
を行なうと接合面の曲率が強くなり、レンズの加工性が
悪くなり好ましくない。
【0026】条件(4)は、第4群レンズのパワーに関
するものである。後群中の正のパワーを分散させるため
に第4群レンズは、適度な正のパワーにする必要がある
。条件(4)の上限を越えると第4群レンズのパワーが
弱くなりすぎて後群中の光線高が高くなり、レンズ外径
が大きくなるので好ましくない。条件(4)の下限を越
えると第4群レンズのパワーが強くなりすぎ、第4群レ
ンズにおいて主光線が大きく屈折し大きな瞳の球面収差
が発生するため全像高にわたって射出瞳を十分に遠くす
ることが困難になり、一部の像高の光のイメージガイド
における伝達損失が大になり好ましくない。
するものである。後群中の正のパワーを分散させるため
に第4群レンズは、適度な正のパワーにする必要がある
。条件(4)の上限を越えると第4群レンズのパワーが
弱くなりすぎて後群中の光線高が高くなり、レンズ外径
が大きくなるので好ましくない。条件(4)の下限を越
えると第4群レンズのパワーが強くなりすぎ、第4群レ
ンズにおいて主光線が大きく屈折し大きな瞳の球面収差
が発生するため全像高にわたって射出瞳を十分に遠くす
ることが困難になり、一部の像高の光のイメージガイド
における伝達損失が大になり好ましくない。
【0027】条件(5)は、レンズ系を内視鏡に実装す
る場合のピント調整を考慮して設けたものである。
る場合のピント調整を考慮して設けたものである。
【0028】実際にレンズ系の組立を行なう場合、各レ
ンズ部品のバラツキを考慮した上で最適なピントの設定
を行なうための像位置の調整を行なう必要があり、本発
明の光学系では、第4群レンズをイメージガイド等に接
着固定し、第3群レンズと第4群レンズの間の空気間隔
を調整してピント合わせをすることを想定している。
ンズ部品のバラツキを考慮した上で最適なピントの設定
を行なうための像位置の調整を行なう必要があり、本発
明の光学系では、第4群レンズをイメージガイド等に接
着固定し、第3群レンズと第4群レンズの間の空気間隔
を調整してピント合わせをすることを想定している。
【0029】条件(5)を満足しないとピント調整間隔
が小さすぎて、レンズ部品のバラツキにより第3群レン
ズと第4群レンズがつきあたり、最適なピント設定が困
難になり好ましくない。
が小さすぎて、レンズ部品のバラツキにより第3群レン
ズと第4群レンズがつきあたり、最適なピント設定が困
難になり好ましくない。
【0030】条件(6)は、レンズ表面に付着するゴミ
等の異物の影響がないために設けたものである。レンズ
の空気接触面が像位置付近にあるとレンズの空気接触面
に付着したゴミが目立つ。したがってレンズの空気接触
面は、像位置から離す必要がある。
等の異物の影響がないために設けたものである。レンズ
の空気接触面が像位置付近にあるとレンズの空気接触面
に付着したゴミが目立つ。したがってレンズの空気接触
面は、像位置から離す必要がある。
【0031】本発明においては、第4群レンズをイメー
ジガイド等に接着することを想定して最も像位置に近い
空気接触面は第4群レンズの物体側の面である。そのた
めに条件(6)を満足するように第4群レンズを厚くし
て像位置から離すことによってゴミ等の影響をさけるこ
とが出来る。
ジガイド等に接着することを想定して最も像位置に近い
空気接触面は第4群レンズの物体側の面である。そのた
めに条件(6)を満足するように第4群レンズを厚くし
て像位置から離すことによってゴミ等の影響をさけるこ
とが出来る。
【0032】以上述べた本発明の光学系は、大きなFナ
ンバーでのみ使用する場合や、ファイバー径の粗いイメ
ージガイドと組合わせて使用する場合には、収差の許容
範囲が広くなるので、次の条件を満足するものであれば
実用上十分である。 (1’)0.4<|fF/f|<2 (2’)0.5<|fR/f|<5 (3’)N≧1.6,V≦45,N’<1.8,V’≧
40,N−N’≧0.1,V’−V≧15 (4’)1<f4 <13 (5’)D/f≧0.1 (6’)D’4 / N’4f >0.5
ンバーでのみ使用する場合や、ファイバー径の粗いイメ
ージガイドと組合わせて使用する場合には、収差の許容
範囲が広くなるので、次の条件を満足するものであれば
実用上十分である。 (1’)0.4<|fF/f|<2 (2’)0.5<|fR/f|<5 (3’)N≧1.6,V≦45,N’<1.8,V’≧
40,N−N’≧0.1,V’−V≧15 (4’)1<f4 <13 (5’)D/f≧0.1 (6’)D’4 / N’4f >0.5
【0033】
【実施例】次に本発明の内視鏡対物光学系の各実施例を
示す。 実施例1 f=1.000 ,F/2.240 ,2ω=113
°,物体距離=−20.4313r1 =∞
d1 =0.3973
n1 =1.51633 ν1 =64.15
r2 =0.6356 d2
=0.7699r3 =∞(絞り)
d3 =0.0341r4 =∞
d4 =1.1010 n2 =1
.69680 ν2 =55.52 r5 =
−1.4133 d5 =0.1
135r6 =3.4573
d6 =0.3405 n3 =1.84666
ν3 =23.78 r7 =1.4009
d7 =1.3621
n4 =1.58913 ν4 =61.1
8 r8 =−3.9449 d
8 =0.2838r9 =2.2524
d9 =2.2832 n5 =1
.51633 ν5 =64.15 r10=
∞ |fF/f|=1.231、|fR/f|=1.527
、N=1.84666、V=23.78、 N’=1.
58913V’=61.18、f4 =4.362
D4 /N4・f =1.5057 実施例2 f=1.000 ,F/2.190 ,2ω=113.
2 °,物体距離=−20.8333r1 =∞
d1 =0.4051
n1 =1.51633 ν1 =64.
15 r2 =0.6481
d2 =0.4282r3 =∞
d3 =0.6597 n2 =1
.84666 ν2 =23.78 r4 =
∞(絞り) d4 =0.0347r5
=∞ d5 =1.
1227 n3 =1.69680 ν
3 =55.52 r6 =−1.4606
d6 =0.1157r7 =3.553
2 d7 =0.3472
n4 =1.84666 ν4 =23.
78 r8 =1.5278
d8 =1.3889 n5 =1.58913
ν5 =61.18 r9 =−3.516
2 d9 =0.2894r10
=2.4317 d10=2.
2454 n6 =1.51633 ν
6 =64.15 r11=∞ |fF/f|=1.255 |fR/f|=1.54
3 N=1.84666、V=23.78、 N’=
1.58913V’=61.18、f4 =4.710
、D4 /N4・f =1.4808 実施例3 f=1.000 ,F/2.235 ,2ω=133
°,物体距離=−21.3904r1 =∞
d1 =0.3743
n1 =1.51633 ν1 =64.15
r2 =0.6439 d2
=0.4278r3 =∞
d3 =0.6524 n2 =1.8
4666 ν2 =23.78 r4 =∞(
絞り) d4 =0.0321r5 =
∞ d5 =1.11
23 n3 =1.69680 ν3
=55.52 r6 =−1.4118
d6 =0.1070r7 =3.6599
d7 =0.3209
n4 =1.84666 ν4 =23.78
r8 =1.5615 d8
=1.3904 n5 =1.58913
ν5 =61.18 r9 =−3.7626
d9 =0.2674r10=2
.4364 d10=2.23
53 n6 =1.51633 ν6
=64.15 r11=∞ |fF/f|=1.247 |fR/f|=1.51
8 N=1.84666、V=23.78、 N’=
1.58913V’=61.18、f4 =4.719
D4 /N4・f =1.4742 実施例4 f=1.000 ,F/2.665 ,2ω=98°,
物体距離=−15.2439r1 =∞
d1 =0.3557 n1
=1.51633 ν1 =64.15 r
2 =0.6118 d2 =
0.8943r3 =∞(絞り) d3
=0.0000r4 =9.9116
d4 =0.9451 n2 =1.
73400 ν2 =51.49 r5 =−
1.2825 d5 =0.19
31r6 =2.8465 d
6 =1.1992 n3 =1.51633
ν3 =64.15 r7 =−1.1677
d7 =0.5386
n4 =1.84666 ν4 =23.78
r8 =−5.1931 d8
=0.3049r9=1.6921
d9=1.5244 n5 =1.51
633 ν5 =64.15 r10=∞ |fF/f|=1.185 |f2/f|=1.53
0 N=1.84666、V=23.78、 N’
=1.51633V’=64.15 、f4 =3.
277D4 /N4・f =1.0053 実施例5 f=1.000 ,F/2.613 ,2ω=116.
4 °,物体距離=−13.9130r1 =8.34
78 d1 =0.5217
n1 =1.51633 ν1 =64
.15 r2 =0.8090(非球面) d2 =
0.9913r3 =∞(絞り) d3
=0.2899r4 =−2.2372
d4 =0.7304 n2 =1.
88300 ν2 =40.78 r5 =−
1.2360 d5 =0.08
70r6 =4.2045 d
6 =0.3478 n3 =1.84666
ν3 =23.78 r7 =1.6348
d7 =1.3913
n4 =1.48749 ν4 =70.20
r8 =−2.4609 d8
=0.2609r9 =3.4397
d9 =2.8470 n5 =1.
77250 ν5 =49.66 r10=∞
d10=0.011
0 n6 =1.56384 ν6 =
60.69 r11=∞ 非球面係数 P=0.2441,E=0.12791,F=−0.9
4528,G=0.15447 ×10H=−0.10
018×10 |fF/f|=1.777 、|fR/f|=1.5
37 、N=1.84666、V=23.78、N’
=1.84749V’=70.20、f4 =4.45
3、 D/f=D4 /N4・f =1.6062 ただしr1 ,r2 ,・・・ はレンズ各面の曲率半
径、d1,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレ
ンズ間隔、n1 ,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。
示す。 実施例1 f=1.000 ,F/2.240 ,2ω=113
°,物体距離=−20.4313r1 =∞
d1 =0.3973
n1 =1.51633 ν1 =64.15
r2 =0.6356 d2
=0.7699r3 =∞(絞り)
d3 =0.0341r4 =∞
d4 =1.1010 n2 =1
.69680 ν2 =55.52 r5 =
−1.4133 d5 =0.1
135r6 =3.4573
d6 =0.3405 n3 =1.84666
ν3 =23.78 r7 =1.4009
d7 =1.3621
n4 =1.58913 ν4 =61.1
8 r8 =−3.9449 d
8 =0.2838r9 =2.2524
d9 =2.2832 n5 =1
.51633 ν5 =64.15 r10=
∞ |fF/f|=1.231、|fR/f|=1.527
、N=1.84666、V=23.78、 N’=1.
58913V’=61.18、f4 =4.362
D4 /N4・f =1.5057 実施例2 f=1.000 ,F/2.190 ,2ω=113.
2 °,物体距離=−20.8333r1 =∞
d1 =0.4051
n1 =1.51633 ν1 =64.
15 r2 =0.6481
d2 =0.4282r3 =∞
d3 =0.6597 n2 =1
.84666 ν2 =23.78 r4 =
∞(絞り) d4 =0.0347r5
=∞ d5 =1.
1227 n3 =1.69680 ν
3 =55.52 r6 =−1.4606
d6 =0.1157r7 =3.553
2 d7 =0.3472
n4 =1.84666 ν4 =23.
78 r8 =1.5278
d8 =1.3889 n5 =1.58913
ν5 =61.18 r9 =−3.516
2 d9 =0.2894r10
=2.4317 d10=2.
2454 n6 =1.51633 ν
6 =64.15 r11=∞ |fF/f|=1.255 |fR/f|=1.54
3 N=1.84666、V=23.78、 N’=
1.58913V’=61.18、f4 =4.710
、D4 /N4・f =1.4808 実施例3 f=1.000 ,F/2.235 ,2ω=133
°,物体距離=−21.3904r1 =∞
d1 =0.3743
n1 =1.51633 ν1 =64.15
r2 =0.6439 d2
=0.4278r3 =∞
d3 =0.6524 n2 =1.8
4666 ν2 =23.78 r4 =∞(
絞り) d4 =0.0321r5 =
∞ d5 =1.11
23 n3 =1.69680 ν3
=55.52 r6 =−1.4118
d6 =0.1070r7 =3.6599
d7 =0.3209
n4 =1.84666 ν4 =23.78
r8 =1.5615 d8
=1.3904 n5 =1.58913
ν5 =61.18 r9 =−3.7626
d9 =0.2674r10=2
.4364 d10=2.23
53 n6 =1.51633 ν6
=64.15 r11=∞ |fF/f|=1.247 |fR/f|=1.51
8 N=1.84666、V=23.78、 N’=
1.58913V’=61.18、f4 =4.719
D4 /N4・f =1.4742 実施例4 f=1.000 ,F/2.665 ,2ω=98°,
物体距離=−15.2439r1 =∞
d1 =0.3557 n1
=1.51633 ν1 =64.15 r
2 =0.6118 d2 =
0.8943r3 =∞(絞り) d3
=0.0000r4 =9.9116
d4 =0.9451 n2 =1.
73400 ν2 =51.49 r5 =−
1.2825 d5 =0.19
31r6 =2.8465 d
6 =1.1992 n3 =1.51633
ν3 =64.15 r7 =−1.1677
d7 =0.5386
n4 =1.84666 ν4 =23.78
r8 =−5.1931 d8
=0.3049r9=1.6921
d9=1.5244 n5 =1.51
633 ν5 =64.15 r10=∞ |fF/f|=1.185 |f2/f|=1.53
0 N=1.84666、V=23.78、 N’
=1.51633V’=64.15 、f4 =3.
277D4 /N4・f =1.0053 実施例5 f=1.000 ,F/2.613 ,2ω=116.
4 °,物体距離=−13.9130r1 =8.34
78 d1 =0.5217
n1 =1.51633 ν1 =64
.15 r2 =0.8090(非球面) d2 =
0.9913r3 =∞(絞り) d3
=0.2899r4 =−2.2372
d4 =0.7304 n2 =1.
88300 ν2 =40.78 r5 =−
1.2360 d5 =0.08
70r6 =4.2045 d
6 =0.3478 n3 =1.84666
ν3 =23.78 r7 =1.6348
d7 =1.3913
n4 =1.48749 ν4 =70.20
r8 =−2.4609 d8
=0.2609r9 =3.4397
d9 =2.8470 n5 =1.
77250 ν5 =49.66 r10=∞
d10=0.011
0 n6 =1.56384 ν6 =
60.69 r11=∞ 非球面係数 P=0.2441,E=0.12791,F=−0.9
4528,G=0.15447 ×10H=−0.10
018×10 |fF/f|=1.777 、|fR/f|=1.5
37 、N=1.84666、V=23.78、N’
=1.84749V’=70.20、f4 =4.45
3、 D/f=D4 /N4・f =1.6062 ただしr1 ,r2 ,・・・ はレンズ各面の曲率半
径、d1,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレ
ンズ間隔、n1 ,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。
【0034】以上の実施例1乃至実施例5は、夫々図1
乃至図5に示す構成である。
乃至図5に示す構成である。
【0035】上記実施例のうち実施例2および実施例3
は、第1群レンズと第2群レンズの間にカバーガラスを
1枚配置してあり、光学系の視野のくもりを改善してい
る。視野のくもりは、送水等により対物レンズの外面が
急冷されレンズ内の空気中の水蒸気が先端レンズの内側
の面に凝結することによる。前記のように第1群レンズ
と第2群レンズの間にカバーガラスを配置することによ
り絞りより前の空間を密封し更に密封した空間内の空気
の体積を減少させて凝結する水蒸気の量を減少させ得る
ので視野のくもりの改善になる。
は、第1群レンズと第2群レンズの間にカバーガラスを
1枚配置してあり、光学系の視野のくもりを改善してい
る。視野のくもりは、送水等により対物レンズの外面が
急冷されレンズ内の空気中の水蒸気が先端レンズの内側
の面に凝結することによる。前記のように第1群レンズ
と第2群レンズの間にカバーガラスを配置することによ
り絞りより前の空間を密封し更に密封した空間内の空気
の体積を減少させて凝結する水蒸気の量を減少させ得る
ので視野のくもりの改善になる。
【0036】実施例4は、接合面の向きが実施例1とは
逆で、第3群レンズが物体側から凸レンズと凹レンズよ
りなる正の接合レンズである。
逆で、第3群レンズが物体側から凸レンズと凹レンズよ
りなる正の接合レンズである。
【0037】実施例5は、非球面の導入により歪曲収差
を補正したものである。この実施例では、前群の像側の
凹面を非球面とし又この凹の非球面を周辺で負のパワー
が弱くなる形状にして樽型の歪曲収差を補正している。
を補正したものである。この実施例では、前群の像側の
凹面を非球面とし又この凹の非球面を周辺で負のパワー
が弱くなる形状にして樽型の歪曲収差を補正している。
【0038】実施例1は、画角113°で歪曲収差が−
43%であるが、この実施例は、画角116.4°で歪
曲収差が−33.2%と少ない。
43%であるが、この実施例は、画角116.4°で歪
曲収差が−33.2%と少ない。
【0039】この実施例で用いている非球面の形状は、
光軸をx軸にとりその像の方向を正とし、光軸と垂直な
方向をy軸にとり、面と光軸との交点を原点とした時に
次の式(A)で表わされる。
光軸をx軸にとりその像の方向を正とし、光軸と垂直な
方向をy軸にとり、面と光軸との交点を原点とした時に
次の式(A)で表わされる。
【0040】ただしrは2次曲面頂における曲率半径、
pは円錐定数、E,F,G,…は夫々4次,6次,8次
,…の非球面係数である。
pは円錐定数、E,F,G,…は夫々4次,6次,8次
,…の非球面係数である。
【0041】非球面での収差補正作用に関しては、式(
A)における球面項と非球面項とを分けて示した方が好
ましく、以後、非球面を表わす式としては、次の式(B
)を用いる。
A)における球面項と非球面項とを分けて示した方が好
ましく、以後、非球面を表わす式としては、次の式(B
)を用いる。
【0042】ただしrは非球面に接する球面の曲率半径
、E’,F’,G’,…は夫々変換後の4次,6次,8
次,…の非球面係数である。
、E’,F’,G’,…は夫々変換後の4次,6次,8
次,…の非球面係数である。
【0043】式(A)においてp=1の場合は式(B)
に変換する必要はなく、E=E’,F=F’,G=G’
,…であるが、P=1以外についてはE≠E’,F≠F
’,G≠G’,…となる。
に変換する必要はなく、E=E’,F=F’,G=G’
,…であるが、P=1以外についてはE≠E’,F≠F
’,G≠G’,…となる。
【0044】絞りの前に配置した非球面で歪曲収差を補
正する場合、4次の非球面係数E’は次の条件(7)を
満足することが望ましい。 (7)0.005<E’{N’(a)−N(a)}・f
3 <0.3ただしN’(a) は非球面の像側の媒質
の屈折率、N(a) は非球面の物体側の媒質の屈折率
である。又E’とEとの関係は下記の式の通りである。 E’=0.125(p−1)/r3+E実施例5は、条
件(7)を満足する非球面を用いることによって歪曲収
差を適度に補正したものである。
正する場合、4次の非球面係数E’は次の条件(7)を
満足することが望ましい。 (7)0.005<E’{N’(a)−N(a)}・f
3 <0.3ただしN’(a) は非球面の像側の媒質
の屈折率、N(a) は非球面の物体側の媒質の屈折率
である。又E’とEとの関係は下記の式の通りである。 E’=0.125(p−1)/r3+E実施例5は、条
件(7)を満足する非球面を用いることによって歪曲収
差を適度に補正したものである。
【0045】条件(7)の下限を越えると歪曲収差の補
正が不十分であり、上限を越えると非球面化の度合いが
大になりすぎるため非球面レンズの加工性が悪くなり好
ましくない。
正が不十分であり、上限を越えると非球面化の度合いが
大になりすぎるため非球面レンズの加工性が悪くなり好
ましくない。
【0046】
【発明の効果】本発明の内視鏡対物光学系は、簡単なレ
ンズ構成であるにも拘らず、広角で軸上収差および軸外
収差がバランスよく補正された光学系である。
ンズ構成であるにも拘らず、広角で軸上収差および軸外
収差がバランスよく補正された光学系である。
【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4の断面図。
【図5】本発明の実施例5の断面図。
【図6】本発明の実施例1の収差曲線図。
【図7】本発明の実施例2の収差曲線図。
【図8】本発明の実施例3の収差曲線図。
【図9】本発明の実施例4の収差曲線図。
【図10】本発明の実施例5の収差曲線図。
【図11】従来の内視鏡対物光学系の断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】物体側から順に負の前群と明るさ絞りと正
の後群とよりなり、前記前群が凹面を像側に向けた負の
第1群レンズで構成され前記後群が物体側から順に凸面
を像側へ向けた正の第2群レンズと、凸レンズと凹レン
ズとからなる正の接合レンズの第3群レンズと、凸面を
物体側へ向けた第4群レンズとで構成された内視鏡対物
光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108146A JPH04315118A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡対物光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108146A JPH04315118A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡対物光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04315118A true JPH04315118A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=14477109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3108146A Pending JPH04315118A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡対物光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04315118A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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CN102033302A (zh) * | 2009-10-02 | 2011-04-27 | 株式会社尼康 | 广角镜头、光学设备,和用于制造广角镜头的方法 |
WO2016031586A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | オリンパス株式会社 | 内視鏡対物光学系 |
JPWO2015040867A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2017-03-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像光学系 |
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-
1991
- 1991-04-15 JP JP3108146A patent/JPH04315118A/ja active Pending
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