JPWO2011070897A1 - 対物レンズおよび内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
Description
−0.8<f_F/f_R<−0.3 ・・・(1)
ただし、f_Fは前群の焦点距離、f_Rは後群の焦点距離。
まず、本実施形態において用いる各記号は、以下のようになっている。
Fno.:F値
2ω:画角(degを単位とする)
IH:像高
f_F:前群の焦点距離
f_R:後群の焦点距離
Fb:後側焦点位置(前記第4レンズの最も像側の面から後側焦点までの距離)
r2a:第2レンズの物体側の面の曲率半径
L_enp:最大画角での入射瞳位置(第1面からの距離であって、符号は像側に向かってが+方向)
νd:第4レンズ中の負レンズのアッベ数
次に、本発明の実施形態の対物レンズについて説明する。
この条件式(1)は、画角の確保およびバックフォーカスの確保に関するものであり、前群と後群の屈折力配分を規定した式である。すなわち、後群の焦点距離f_Rに対する前群の焦点距離f_Fの割合f_F/f_Rが下限値−0.8以下になると、画角の確保およびバックフォーカスの確保が困難となる。例えばバックフォーカスが不足すると、フィルタあるいはカバーガラス等の光学部材を第4レンズと像面との間に配置することができなくなる。一方、f_F/f_Rが上限値−0.3以上になると、画角の確保およびバックフォーカスの確保には有利であるが、後群を通る光線高が高くなって後群のレンズ径が増大してしまうことになり、小型化を図るためには好ましくない。従って、この条件式(1)は、画角およびバックフォーカスを確保しながら、かつ後群の小型化を図るための条件式となっている。
1.7<Fb/FL<3.5 ・・・(3)
条件式(2)は、前群のレンズ外径に関連するものであり、前群の屈折力を規定している。全系の焦点距離FLに対する前群の焦点距離f_Fの割合f_F/FLが下限値−1.5以下になると、前群を通る軸外光線高を低く抑えることが困難となり、小型化を実現することができない。一方、f_F/FLが上限値−0.5以上になると、前群を通る軸外光線高を低く抑えることには有利であるが、収差を補正することが困難となる。すなわち、f_F/FLが上限値−0.5以上になると、ペッツバール和が負の値となって像面がプラス側に倒れるために、好ましくない。
−0.5<L_enp/FL< 0.3 ・・・(5)
νd<20 ・・・(6)
これらの内の条件式(4)、(5)は前群の小型化に関するものである。まず、条件式(4)は、第2レンズの物体側の面形状を規定している。全系の焦点距離FLに対する第2レンズの物体側の面の曲率半径r2aの割合r2a/FLが下限値−10以下になると、前群を通る軸外光線高を低く抑えることが困難となる。一方、r2a/FLが上限値−2.5以上になると、第2レンズの物体側の面の曲率半径が小さくなり、軸外光線が全反射し易くなり好ましくない。
硝材名:S−NPH2
アッベ数(νd):18.90
ガラスコード:923189
株式会社オハラ
(硝材例2)
硝材名:K−PSFn214
アッベ数(νd):17.77
ガラスコード:144178
株式会社住田光学ガラス
硝材例1,2の両方とも、色分散が大きく、極めて色収差補正能力が大きい。このような硝材を第4レンズ中の負レンズに用いることにより、倍率の色収差を有効に補正することが可能となる。なお、上述した硝材例1,2に限らず、アッベ数(νd)が20未満の硝材を用いれば、色収差の補正に関して同様の効果を奏することができる。
OBJ INF INF 1.
1 5.1465 0.4812 1.88300 40.76
2 1.0567 0.5919 1.
3 -4.0762 1.3950 1.88300 40.76
4 -29.7830 0.0192 1.
STO INF 0.0290 1.
6 INF 2.4069 1.88300 40.76
7 -1.9029 0.0962 1.
8 4.0188 1.2696 1.72916 54.68
9 -1.6134 0.3850 1.92286 18.90
10 -17.7120 0.1251 1.
11 INF 0.5775 1.51800 75.00
12 INF 0.3068 1.
13 INF 0.9625 1.51633 64.14
14 INF 0.0096 1.51000 64.10
15 INF 0.9625 1.61061 50.20
IMG INF 0.
OBJ INF INF 1.
1 4.4620 0.4909 2.17840 33.00
2 1.1005 0.4557 1.
3 -4.8533 1.4304 1.88300 40.76
4 INF 0.0196 1.
STO INF 0.0295 1.
6 INF 2.5538 1.88300 40.76
7 -1.9332 0.0982 1.
8 3.9915 1.3346 1.72916 54.68
9 -1.6141 0.3927 1.92286 18.90
10 -19.1193 0.1276 1.
11 INF 0.5891 1.51800 75.00
12 INF 0.4610 1.
13 INF 0.9818 1.51633 64.14
14 INF 0.0098 1.51000 64.10
15 INF 0.9818 1.61061 50.20
IMG INF 0.
OBJ INF INF 1.
1 4.3298 0.4891 1.88300 40.76
2$ 0.8108 0.5625 1.
3 -3.6006 1.1202 1.88300 40.76
4 -4.2697 0.0196 1.
STO INF 0.0276 1.
6 INF 2.5704 1.88300 40.76
7 -2.1856 0.0978 1.
8 3.9565 1.3123 1.72916 54.68
9 -1.6309 0.3913 1.92286 18.90
10 -11.9682 0.1272 1.
11 INF 0.5869 1.51800 75.00
12 INF 0.3157 1.
13 INF 0.9782 1.51633 64.14
14 INF 0.0098 1.51000 64.10
15 INF 0.9782 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
0.8108 0.1546
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 -4.2044E-02 -3.0553E-02 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 3.7076 0.4849 2.17840 33.00
2$ 0.8833 0.4369 1.
3 -6.4963 0.9812 1.88300 40.76
4 INF 0.0194 1.
STO INF 0.0291 1.
6 INF 2.2415 1.88300 40.76
7 -1.7530 0.0970 1.
8 2.8729 1.2611 1.72916 54.68
9 -1.8226 0.3879 2.14352 17.77
10 -16.5518 0.1261 1.
11 INF 0.5819 1.51800 75.00
12 INF 0.3133 1.
13 INF 0.9698 1.51633 64.14
14 INF 0.0097 1.51000 64.10
15 INF 0.9698 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
0.8833 0.2076
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 -2.6023E-02 -1.6619E-02 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 4.2090 0.4976 2.17840 33.00
2 0.9136 0.4904 1.
3 -3.1778 1.2243 1.88300 40.76
4 -17.2835 0.0199 1.
STO INF 0.0299 1.
6 3.8124 2.7742 1.88300 40.76
7 -2.3793 0.0995 1.
8 3.3845 1.3553 1.72916 54.68
9 -1.6841 0.3981 2.14352 17.77
10 -7.9766 0.1294 1.
11 INF 0.5971 1.51800 75.00
12 INF 0.3177 1.
13 INF 0.9951 1.51633 64.14
14 INF 0.0100 1.51000 64.10
15 INF 0.9951 1.61061 50.20
IMG INF 0.
OBJ INF INF 1.
1 4.4383 0.4939 2.17840 33.00
2 0.9162 0.4882 1.
3 -3.3981 0.3952 1.88300 40.76
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5 INF 0.3062 1.51400 75.00
6 INF 0.0296 1.
7 INF 0.3062 1.52287 59.89
8 INF 0. 1.
STO INF 0.0296 1.
10 5.5964 2.6884 1.88300 40.76
11 -2.1240 0.0988 1.
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14 -16.8211 0.7330 1.
15 INF 0.9879 1.51633 64.14
16 INF 0.0099 1.51000 64.10
17 INF 0.9879 1.61061 50.20
IMG INF 0.
OBJ INF INF 1.
1 4.1535 0.5458 2.17840 33.00
2 1.0714 0.8439 1.
3 -4.5738 0.4367 1.88300 40.76
4 69.2005 0.0328 1.
5 INF 0.3384 1.51400 75.00
6 INF 0.0328 1.
7 INF 0.3384 1.52287 59.89
8 INF 0. 1.
STO INF 0.0328 1.
10 11.7978 2.8645 1.88300 40.76
11 -2.1107 0.1092 1.
12 2.8808 1.5236 1.72916 54.68
13 -1.9423 0.4367 2.14352 17.77
14 20.1858 0.6054 1.
15 INF 1.0917 1.51633 64.14
16 INF 0.0109 1.51000 64.10
17 INF 1.0917 1.61061 50.20
IMG INF 0.
OBJ INF INF 1.
1 4.6641 0.5506 1.88300 40.76
2$ 0.8911 0.9648 1.
3 -2.6962 1.0823 1.88300 40.76
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STO INF 0.1071 1.
6 4.0415 2.7762 1.88300 40.76
7 -2.7045 0.1101 1.
8 3.5956 1.5016 1.72916 54.68
9 -1.8683 0.4405 2.14352 17.77
10 -7.6667 0.1432 1.
11 INF 0.6608 1.51800 75.00
12 INF 0.3409 1.
13 INF 1.1013 1.51633 64.14
14 INF 0.0110 1.51000 64.10
15 INF 1.1013 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
0.8911 -0.1465
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 -9.6839E-03 2.3249E-02 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
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2$ 1.1040 1.2751 1.
3 -3.4470 1.4429 1.88300 40.76
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STO INF 0.0431 1.
6 INF 3.0753 1.88300 40.76
7 -2.2633 0.1229 1.
8 4.5840 1.6474 1.72916 54.68
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10 INF 0.1598 1.
11 INF 0.7377 1.51800 75.00
12 INF 0.4091 1.
13 INF 1.2294 1.51633 64.14
14 INF 0.0123 1.51000 64.10
15 INF 1.2294 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
1.1040 -0.2300
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1$ 4.7434 0.6033 1.88300 40.76
2$ 1.0609 1.1593 1.
3 -2.9850 1.3002 1.88300 40.76
4 INF 0.0241 1.
STO INF 0.0562 1.
6 INF 2.8387 1.88300 40.76
7 -2.1613 0.1207 1.
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10 INF 0.0535 1.
11 INF 0.5349 1.51800 75.01
12 INF 0.8311 1.
13 INF 1.3372 1.51633 64.14
14 INF 0.0178 1.51000 63.01
15 INF 0.7132 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S1 ASP RDY K
4.7434 -6.0989
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 1.1705E-02 -1.4349E-03 8.7443E-05 0.0000E+00
S2 ASP RDY K
1.0609 -0.9713
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 9.3600E-02 1.8642E-02 6.8257E-02 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 4.4007 0.6300 1.88300 40.76
2$ 1.1182 1.0858 1.
3 -5.3310 2.2932 1.88300 40.76
4 4.3741 0.2532 1.
STO INF 0.0738 1.
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11 INF 0.7560 1.51800 75.00
12 INF 0.4063 1.
13 INF 1.2600 1.51633 64.14
14 INF 0.0126 1.51000 64.10
15 INF 1.2600 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
1.1182 -0.1045
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 -6.8198E-03 -8.1051E-03 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 4.6117 0.5899 1.88300 40.76
2$ 1.1255 1.2292 1.
3$ -2.0754 1.0722 1.88300 40.76
4 -8.1940 0.0214 1.
STO INF 0.0249 1.
6 INF 2.9599 1.88300 40.76
7 -2.0723 0.1180 1.
8 4.3612 1.4876 1.72916 54.68
9 -2.1221 0.4719 2.14352 17.77
10 -13.9888 0.1534 1.
11 INF 0.7079 1.51800 75.00
12 INF 0.3736 1.
13 INF 1.1799 1.51633 64.14
14 INF 0.0118 1.51000 64.10
15 INF 1.1799 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
1.1255 -2.3547
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 1.8660E-01 -5.9059E-02 8.0699E-02 0.0000E+00
S3 ASP RDY K
-2.0754 0.
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 5.5727E-02 8.2060E-03 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 4.6507 0.5827 1.88300 40.76
2$ 0.9898 1.2497 1.
3 -2.0555 0.8646 1.88300 40.76
4 -36.6954 0.0236 1.
STO INF 0.0238 1.
6 5.4583 2.7623 1.88300 40.76
7 -2.3557 0.1165 1.
8 3.7377 1.6249 1.72916 54.68
9 -1.9660 0.4661 2.14352 17.77
10$ -8.9159 0.1515 1.
11 INF 0.6992 1.51800 75.00
12 INF 0.3711 1.
13 INF 1.1653 1.51633 64.14
14 INF 0.0117 1.51000 64.10
15 INF 1.1653 1.61061 50.20
IMG INF 0.
S2 ASP RDY K
0.9898 -0.9203
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 7.5227E-02 7.5287E-03 9.7190E-02 0.0000E+00
S10 ASP RDY K
-8.9159 0.
AC2 AC4 AC6 AC8 AC10
0.0000E+00 -9.3580E-04 -9.3712E-04 0.0000E+00 0.0000E+00
OBJ INF INF 1.
1 4.1149 0.5755 1.88300 40.76
2 1.0202 1.3160 1.
3 -4.1343 1.3153 1.88300 40.76
4 6.1538 0.1637 1.
STO INF 0.0674 1.
6 3.7741 2.9862 1.88300 40.76
7 -3.1660 0.1151 1.
8 3.5610 1.6321 1.72916 54.68
9 -1.9023 0.4604 1.92286 18.90
10 -16.6915 0.1496 1.
11 INF 0.6906 1.51800 75.00
12 INF 0.3510 1.
13 INF 1.1510 1.51633 64.14
14 INF 0.0115 1.51000 64.10
15 INF 1.1510 1.61061 50.20
IMG INF 0.
さらに、本実施形態の対物レンズを用いる内視鏡装置において、例えば図36や図37に示すような構成を適用すると良い。ここに、図36は内視鏡装置の観察画面に画角170°の範囲を識別する指標を表示した例を示す図、図37は内視鏡装置の観察画面に画角180°の範囲を識別する指標を表示した例を示す図である。
Claims (5)
- 物体側から順に、負の屈折力をもつ前群、明るさ絞り、正の屈折力をもつ後群からなり、
前記前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第1レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの第2レンズからなり、
前記後群は、物体側から順に、正レンズの第3レンズ、正レンズと負レンズが接合された第4レンズからなり、以下の条件式(1)を満足する対物レンズ、
−0.8<f_F/f_R<−0.3 ・・・(1)
ただし、
f_Fは前群の焦点距離、
f_Rは後群の焦点距離。 - 以下の条件式(2)〜(3)をさらに満足する請求項1に記載の対物レンズ、
−1.5<f_F/FL<−0.5 ・・・(2)
1.7<Fb/FL<3.5 ・・・(3)
ただし、
FLは全系の焦点距離、
Fbは後側焦点位置(前記第4レンズの最も像側の面から後側焦点までの距離)。 - 以下の条件式(4)〜(6)をさらに満足する請求項2に記載の対物レンズ、
−10<r2a/FL<−2.5 ・・・(4)
−0.5<L_enp/FL< 0.3 ・・・(5)
νd<20 ・・・(6)
ただし、
r2aは第2レンズの物体側の面の曲率半径、
L_enpは最大画角での入射瞳位置(第1面からの距離であって、符号は像側に向かってが+方向)、
νdは第4レンズ中の負レンズのアッベ数。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の対物レンズと、
前記対物レンズにより結像された像を表示する観察画面と、
を備え、
前記観察画面に、画角を識別する指標を表示する内視鏡装置。 - 前記指標を電気的に生成する指標生成手段をさらに具備し、
前記指標の前記観察面への表示は、表示/非表示を切り替え可能である請求項4に記載の内視鏡装置。
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