JPH0792385A - 内視鏡対物レンズ - Google Patents

内視鏡対物レンズ

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JPH0792385A
JPH0792385A JP5240988A JP24098893A JPH0792385A JP H0792385 A JPH0792385 A JP H0792385A JP 5240988 A JP5240988 A JP 5240988A JP 24098893 A JP24098893 A JP 24098893A JP H0792385 A JPH0792385 A JP H0792385A
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JP
Japan
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lens
positive
present
objective lens
aberration
Prior art date
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Pending
Application number
JP5240988A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Tachihara
悟 立原
Takashi Koeda
隆司 小枝
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズの構成枚数を増やさずに、かつ、倍率
色収差の補正された性能優秀なレンズを提供することを
目的とする。 【構成】 1枚の負レンズからなる第1レンズ群と、1
枚の正レンズからなる第2レンズ群と、正負1枚ずつの
レンズからなる第3レンズ群の3つのレンズ群からな
り、第2レンズの正レンズと第3群内の正レンズの少な
くとも一方が、57以上のアッベ数を有する内視鏡対物
レンズ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、医用および工業用内視鏡の対物
レンズに関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】負レンズ、正レンズ、及
び正負貼合せレンズの3群構成の内視鏡対物レンズとし
ては、本出願人の出願に係る特開昭63−281112
号がある。このレンズは、3群構成であるが、倍率色収
差が大きい。この特開昭63−281112号に示され
た各実施例について、倍率色収差の最大量(TM )と焦
点距離(f)の比を計算すると、0.008<TM /f
<0.017となる。例えば、焦点距離1mmの対物レン
ズを想定すると、倍率色収差TM の量は8〜17μmと
なり、医用ファイバースコープの個々のファイバー径と
同程度かそれ以上と、非常に大きい。この倍率色収差
は、画像のコントラスト低下を引き起こす一つの大きな
要因となる。
【0003】この点を改良するために、例えば、特開昭
63−293525号のように、特開昭63−2811
12号における正の第2レンズを2枚に分割し、その境
界面で倍率色収差を補正するという試みも提案されてい
る。この従来例の各実施例によれば、0.004<TM
/f<0.009と、特開昭63−281112号に比
し倍率色収差が約半分となっており、明らかな改善効果
が見られるが、レンズ構成枚数が1枚増加しているた
め、コスト高になるという欠点がある。
【0004】
【発明の目的】本発明は、レンズ構成枚数を増やさず
に、即ち、コスト高という欠点を招くことなく、倍率色
収差の補正された性能優秀な内視鏡対物レンズを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明の内視鏡対物レンズは、1枚の負
レンズからなる第1レンズ群と、1枚の正レンズからな
る第2レンズ群と、正負1枚ずつのレンズからなる第3
レンズ群の3つのレンズ群からなり、第2レンズの正レ
ンズと第3群内の正レンズの少なくとも一方が、57以
上のアッベ数を有することを特徴とする。
【0006】本発明は、さらに、次の条件式を満たすこ
とが好ましい。 (1)−1.5<f1 /f<−0.8 (2)−0.8<R4 /f<−0.4 (3)0.05<d2 /f<0.3 但し、 f1 :第1レンズの焦点距離、 f :全系の焦点距離、 R4 :第2レンズの像側の面の曲率半径、 d2 :第1レンズと第2レンズの間隔、 である。
【0007】
【発明の実施例】本発明は、次の着想に基づいてなされ
たものである。従来例では、ペッツバール和を小さく
し、像面湾曲を補正するために、正レンズには高い屈折
率の硝材を用いている。しかし、高い屈折率の硝材は、
必然的にアッベ数が比較的小さく、即ち、分散が大きい
ため、倍率色収差が大きく残存してしまった。本発明
は、この点を改良し、レンズ構成中に2枚存在する正レ
ンズの少なくとも一方に、アッベ数が57以上と分散の
小さい硝材を用いた点に特徴がある。これによって、ま
ず倍率色収差の残存量を抑える。なお、倍率色収差をよ
り高度に補正するためには、アッベ数62以上の硝材を
用いることがより好ましい。
【0008】他方、アッベ数が大きい硝材は、硝材メー
カーより供給されるガラスカタログから明らかなよう
に、一般的に屈折率が低く、従ってこのような硝材を正
レンズに用いると、ペッツバール和が増大する。
【0009】条件式(1)(−1.5<f1 /f<−
0.8、f1 :第1レンズの焦点距離、f:全系の焦点
距離)は、ペッツバール和の増大を押さえて、小さく保
ち、像面湾曲を補正するための条件である。第1レンズ
の負のパワーを比較的強く設定することにより、負のペ
ッツバール量を大きく生じさせ、全系のペッツバール和
が正で増大することを防止する。この条件式(1)の下
限を越えると、第1レンズの負のパワーが弱くなりすぎ
て、上記の効果が得られない。上限を越えると、負のパ
ワーが過度に強くなりすぎ、球面収差、及び色収差の増
大を招く。
【0010】条件式(2)(−0.8<R4 /f<−
0.4、R4 :第2レンズの像側の面の曲率半径)は、
球面収差をアンダー状態に保つために、第2レンズの像
側の面の曲率半径に対して必要な条件である。本発明の
レンズにおいて、条件式(1)を満足しても像面湾曲が
完全にゼロになるわけではない。軸上と軸外のバラン
ス、即ち、視野全体の像質の均一性は、像面湾曲と球面
収差の量によって決まる。像面湾曲の残存する状態で球
面収差をいくらゼロに近づけて軸上性能を向上させて
も、視野全体のバランスに欠ける。本発明は、正レンズ
に比較的屈折率の低い硝材を用いるため、ペッツバール
和が大きくなり、像面湾曲が大きくなりやすい。そこ
で、視野全体のバランスをとるために、球面収差をある
程度発生させて適当にアンダー状態に保つことが必要に
なる。条件式(2)は、球面収差をアンダー状態に保つ
ための条件である。この条件式(2)の下限を越える
と、曲率半径がゆるくなり過ぎて、球面収差をアンダー
にする効果が失われ、レンズ全体で球面収差がオーバー
となり、軸外性能とのバランスが取れなくなる。上限を
越えると、逆に曲率半径がきつくなり、球面収差が、過
度にアンダーとなる。
【0011】条件式(3)(0.05<d2 /f<0.
3、d2 :第1レンズと第2レンズの間隔)は、条件式
(2)と共に、球面収差量を適切に保つために、第1レ
ンズと第2レンズの間隔に要求されるものである。本発
明では、前述のようにペッツバール和を小さくするため
に第1レンズの負のパワーを強めに設定する。従って、
第1レンズでは、諸収差、特に球面収差、色収差がオー
バーになる。これらのオーバーな収差は、正のパワーを
持つ第2レンズによって生じるアンダーの収差によって
打ち消されるが、適切な打ち消し合いを生じさせるため
に、これら2つのレンズ間の間隔に条件式(3)が要求
される。条件式(3)の範囲を外れると、前述のような
適切な収差の打ち消し合いができず、球面収差、色収差
等が残存し、画像の質を低下させる。また、第1レンズ
と第2レンズの物理的な間隔を確保する上でも、条件式
(3)の下限は必要である。
【0012】[実施例1]図1は、本発明の第1の実施
例のレンズ構成図である。このレンズ構成図中の最右方
の平行平面板(面No.8,9) は、電子内視鏡に用いられる
CCDカメラに付属するカバーガラス、フィルター類を
表わしている。なおこの平行平面板は、あってもなくて
も、本発明の要旨に変りはない。このレンズ系の具体的
数値データを表1に示し、諸収差を図2に示す。諸収差
図中、SAは球面収差、SCは正弦条件、d線、g線、
c線は、それぞれの波長における、球面収差によって示
される色収差と倍率色収差、Sはサジタル、Mはメリデ
ィオナルを示している。
【0013】表および図面中、FNO はF ナンバー、f は
焦点距離、ωは半画角、fBはバックフォカス、M は横倍
率、ri はレンズ各面の曲率半径、di はレンズ厚もし
くはレンズ間隔、Nは屈折率、νはアッベ数を示す。
【0014】
【表1】 FNO=1:5.6 f=1.44 ω=56 ゜ fB=0.15 M=-0.096 面 NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.855 0.13 - - 3 -5.076 0.99 1.49700 81.6 4 -0.728 0.23 - - 5 2.601 0.30 1.84666 23.8 6 1.190 1.17 1.72916 54.7 7 ∞ 0.38 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0015】[実施例2]図3は、本発明の内視鏡対物
レンズの実施例2のレンズ構成図である。このレンズ系
の具体的数値データを表2に示し、その諸収差を図4に
示す。
【0016】
【表2】 FNO=1:5.6 f=1.41 ω=56 ゜ fB=0.12 M=-0.094 NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.881 0.16 - - 3 -5.670 1.06 1.56907 71.3 4 -0.824 0.19 - - 5 2.815 0.30 1.84666 23.8 6 1.250 1.06 1.72916 54.7 7 ∞ 0.46 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0017】[実施例3]図5は、本発明の内視鏡対物
レンズの実施例3のレンズ構成図である。このレンズ系
の具体的数値データを表3に示し、その諸収差を図6に
示す。
【0018】
【表3】 FNO=1:5.6 f=1.41 ω=56 ゜ fB=0.12 M=-0.094 面NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.858 0.16 - - 3 -5.816 1.06 1.59240 68.3 4 -0.846 0.16 - - 5 2.851 0.30 1.84666 23.8 6 1.246 1.06 1.72916 54.7 7 ∞ 0.48 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0019】[実施例4]図7は、本発明の内視鏡対物
レンズの実施例4のレンズ構成図である。このレンズ系
の具体的数値データを表4に示し、その諸収差を図8に
示す。
【0020】
【表4】 FNO=1:5.6 f=1.41 ω=56 ゜ fB=0.12 M=-0.094 面NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.854 0.17 - - 3 -6.289 1.06 1.61800 63.4 4 -0.878 0.16 - - 5 2.865 0.30 1.84666 23.8 6 1.243 1.06 1.72916 54.7 7 ∞ 0.47 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0021】[実施例5]図9は、本発明の内視鏡対物
レンズの実施例5のレンズ構成図である。このレンズ系
の具体的数値データを表5に示し、その諸収差を図10
に示す。
【0022】
【表5】 FNO=1:5.6 f=1.42 ω=56 ゜ fB=0.12 M=-0.094 面NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.873 0.18 - - 3 -2.592 0.80 1.43875 95.0 4 -0.682 0.05 - - 5 2.430 0.30 1.84666 23.8 6 1.395 1.28 1.56907 71.3 7 -2.465 0.62 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0023】[実施例6]図11は、本発明の内視鏡対
物レンズの実施例6のレンズ構成図である。このレンズ
系の具体的数値データを表6に示し、その諸収差を図1
2に示す。
【0024】
【表6】 FNO=1:5.6 f=1.39 ω=56 ゜ fB=0.01 M=-0.092 面NO r d N ν 1 ∞ 0.57 1.51633 64.1 2 0.874 0.32 - - 3 -3.860 0.83 1.56907 71.3 4 -0.797 0.17 - - 5 2.860 0.93 1.56907 71.3 6 -1.272 0.24 1.84666 23.8 7 -3.099 0.75 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0025】[実施例7]図13は、本発明の内視鏡対
物レンズの実施例7のレンズ構成図である。このれンズ
系の具体的数値データを表7に示し、その諸収差を図1
4に示す。
【0026】
【表7】 FNO=1:5.6 f=1.40 ω=56 ゜ fB=-0.01 M=-0.093 面NO r d N ν 1 20.000 0.69 1.51633 64.1 2 0.811 0.16 - - 3 -3.113 0.96 1.56907 71.3 4 -0.740 0.27 - - 5 2.585 0.30 1.84666 23.8 6 1.202 1.07 1.72916 54.7 7 13.459 0.34 - - 8 ∞ 1.50 1.51633 64.1 9 ∞ - - -
【0027】次に、実施例1ないし7の各条件式に対応
する値を表8に示す。
【表8】 条件式(1) 条件式(2) 条件式(3) 実施例1 -1.171 -0.515 0.114 実施例2 -1.208 -0.582 0.113 実施例3 -1.176 -0.599 0.115 実施例4 -1.171 -0.621 0.118 実施例5 -1.188 -0.479 0.127 実施例6 -1.188 -0.560 0.223 実施例7 -1.183 -0.528 0.114
【0028】表8から明かなように 、実施例1ないし
実施例7の数値は、いずれも条件式(1)ないし(3)
を満足している。また、本発明の内視鏡対物レンズは、
倍率色収差が小さく、他の収差も比較的よく補正されて
いる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、3つのレンズ群からな
る簡単な構成であって、倍率色収差の補正された性能優
秀な内視鏡対物レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内視鏡対物レンズの第1の実施例
を示すレンズ構成図である。
【図2】図1のレンズ系の諸収差図である。
【図3】本発明による内視鏡対物レンズの第2の実施例
を示すレンズ構成図である。
【図4】図3のレンズ系の諸収差図である。
【図5】本発明による内視鏡対物レンズの第3の実施例
を示すレンズ構成図である。
【図6】図5のレンズ系の諸収差図である。
【図7】本発明による内視鏡対物レンズの第4の実施例
を示すレンズ構成図である。
【図8】図7のレンズ系の諸収差図である。
【図9】本発明による内視鏡対物レンズの第5の実施例
を示すレンズ構成図である。
【図10】図9のレンズ系の諸収差図である。
【図11】本発明による内視鏡対物レンズの第6の実施
例を示すレンズ構成図である。
【図12】図11のレンズ系の諸収差図である。
【図13】本発明による内視鏡対物レンズの第7の実施
例を示すレンズ構成図である。
【図14】図13のレンズ系の諸収差である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1枚の負レンズからなる第1レンズ群
    と、1枚の正レンズからなる第2レンズ群と、正負1枚
    ずつのレンズからなる第3レンズ群の3つのレンズ群か
    らなり、第2レンズの正レンズと第3レンズ群内の正レ
    ンズとの少なくとも一方が、57以上のアッベ数を有す
    ることを特徴とする内視鏡対物レンズ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、さらに下記条件式
    (1)ないし(3)を満たす内視鏡対物レンズ。 (1)−1.5<f1 /f<−0.8 (2)−0.8<R4 /f<−0.4 (3)0.05<d2 /f<0.3 但し、 f1 :第1レンズの焦点距離、 f :全系の焦点距離、 R4 :第2レンズの像側の面の曲率半径、 d2 :第1レンズと第2レンズの間隔。
JP5240988A 1993-09-28 1993-09-28 内視鏡対物レンズ Pending JPH0792385A (ja)

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