JP2002228926A - 内視鏡対物レンズ系 - Google Patents
内視鏡対物レンズ系Info
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Abstract
低減し、オートクレープなどの高温下でも耐性を持た
せ、少ないレンズ枚数で、レンズ外径を大きくすること
なく倍率色収差、像面湾曲を含む諸収差を補正した内視
鏡対物レンズ系を得る。 【構成】 明るさ絞りの物体側と像側にそれぞれレンズ
群を有する内視鏡対物レンズ系において、明るさ絞りよ
り像側のレンズ群中に、光軸上においては非接触で光軸
外において環状に接触する凸面と凹面をそれぞれ有する
玉当ての正レンズと負レンズを配置した内視鏡対物レン
ズ系。
Description
が要求される内視鏡対物レンズ系は、一般的に物体側か
ら順に、負レンズ群と正レンズ群を配置したレトロフォ
ーカスタイプで構成されている。広角になるに従い負レ
ンズ群で大きく発生する諸収差を正レンズ群で補正して
いるが、特に倍率色収差を補正するために正レンズと負
レンズを貼り合わせた接合レンズが多用されている。し
かし、内視鏡対物レンズ系のように直径数mm程度の非
常に小さいレンズを接合し、芯取りするのは困難であ
り、加工コストがかかる。
いた場合、130℃程度の非常に高い温度がかかるた
め、接合レンズの接合面が高温により剥離したり、接合
している接着剤が変質・黄変するなどの問題が生じる。
群に負レンズを1枚配置し、絞りをはさんで第2群に正
レンズを2枚配置した3枚構成の対物レンズが既知であ
る。しかし、レンズ枚数は少ないが倍率色収差が大き
く、周辺部の解像度が低下してしまう。また、明るさ絞
りの前の第1群に負レンズと正レンズを配置し、倍率色
収差を低減した例が特開平2‐176611号公報など
に開示されているが、絞りの前に正レンズを配置してい
るため第1レンズの外径が大きくなり、小型化が求めら
れる内視鏡対物レンズ系としては不利である。また、倍
率色収差補正のためには正レンズのアッベ数を小さくす
る必要があり、軸上色収差が大きくなる。さらに、テレ
セン角を小さくするためには第2群に正レンズを配置す
る必要があり、絞りより前側に正レンズを配置してある
と全長が大きくなる。
ついての以上の問題意識に基づき、接合レンズを用いる
ことなく、加工コストを低減すると共に、オートクレー
プなどの高温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数
で、レンズ外径を大きくすることなく倍率色収差、像面
湾曲を補正した内視鏡対物レンズ系を提供することを目
的とする。
に、正レンズと負レンズを光軸外で環状に接触する玉当
てにすることでコストを削減すると共に諸収差を低減
し、レンズ外径を小さくするという着眼に基づいてなさ
れたものである。すなわち、本発明は、明るさ絞りの物
体側と像側にそれぞれレンズ群を有する内視鏡対物レン
ズ系において、明るさ絞りより像側のレンズ群中に、光
軸上においては非接触で光軸外において環状に接触する
凸面と凹面をそれぞれ有する正レンズと負レンズを配置
したことを特徴としている。正レンズと負レンズを玉当
てにすることにより、間隔環やスペーサーなどの部品を
削減することができる。この正レンズと負レンズの合成
パワーは正とするのがよい。正レンズと負レンズの順番
は問わない。
ンズ1枚で構成することができる。また、明るさ絞りよ
り像側のレンズ群は、明るさ絞り側から順に、正レンズ
群と、上記玉当ての正レンズと負レンズとから構成する
ことができる。
の光軸上の間隔をxとし、正レンズの負レンズ側の面の
曲率半径をR(+)とし、負レンズの正レンズ側の曲率半
径をR(-)、負レンズの屈折率をn(-)、アッベ数をν
(-)とし、全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件
式(1)〜(5)を満足することが好ましい。 (1)1.1<|R(+)|/f<4 (2)1.0<|R(-)|/f<3 (3)0.02<x/f<0.2 (4)1.75<n(-) (5)ν(-)<30
とが好ましい。 (6)0.8<{(2|R(+)|S(+)−S(+) 2)}1/2
/f<1.6 但し、 S(+)=d(2|R(-)|−d)/2(|R(+)−R(-)|
+d)
1、図3、図5、図7及び図9の各実施例のレンズ構成
図に示すように、明るさ絞りSを挟んで、その物体側に
負レンズ群(前群)10、像側に正レンズ群(後群)2
0を有している。正レンズ群20は、絞りS側から順
に、正のパワーの第1サブ群21と、全体として正のパ
ワーの玉当ての第2サブ群22とからなっている。いず
れの実施例も、負レンズ群10は負の単レンズからな
り、正レンズ群20の第1サブ群21は正の単レンズか
らなっている。より具体的には、負レンズ群10は、実
施例1ないし4では物体側の面が平面の単レンズ、実施
例5では物体側の面が凹面の単レンズからなっている。
例3を除き、物体側から順に、正レンズ23と負レンズ
24からなり、実施例3では、物体側から順に、負レン
ズ24と正レンズ23からなっている。正レンズ23の
負レンズ24側の面は凸面からなり、負レンズ24の正
レンズ23側の面は凹面からなっていて、この対向面
は、光軸上においては非接触で間隔xを保持し、光軸外
において光軸を中心とする環状に接触している。すべて
のレンズ(群)は、光軸を中心とする回転対称形状をし
た球面レンズである。
レンズと負レンズの対向する凸面と凹面の曲率半径に関
する条件である。条件式(1)の上限を越えると、倍率
色収差の補正が不足する。下限を下回るとコマ収差、球
面収差の発生が大きくなる。
率色収差の補正が不足する。下限を下回るとコマ収差、
球面収差の発生が大きくなる。
負レンズの間隔に関する条件である。この条件式(3)
の上限を越えると、正負レンズ間の間隔が大きくなりす
ぎ、スペーサを用いずに玉当てにしようとすると、レン
ズ外径が大きくなる。
ンズについての条件である。この条件式から外れると倍
率色収差の補正が不足する。
する環状の線(円)の光軸からの距離(半径)を規定す
る条件である。条件式(6)の上限を上回るとレンズ外
径が大きくなる。下限を下回ると玉当て面での有効径が
小さくなり、テレセン角が大きくなる。大きくなったテ
レセン角は、さらに像側にレンズを配置をして小さくす
ることが可能であるが、そうすると、レンズ枚数が多く
なる。
る。諸収差図において、SAは球面収差、SCは正弦条
件であり、d線、g線、C線はそれぞれの波長に対する
収差であり、Sはサジタル、Mはメリディオナル、Yは
像高である。また、表中のFNOはFナンバー、fは全系の
焦点距離、Wは半画角(°)、FBはバックフォーカス、
mは横倍率、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ
間隔、Ndはd線の屈折率、νはアッベ数を示す。
成を示し、図2は図1のレンズ構成での諸収差を示す。
表1はその数値データである。
成を示し、図4は図3のレンズ構成での諸収差を示す。
表2はその数値データである。
成を示し、図6は図5のレンズ構成での諸収差を示す。
表3はその数値データである。
成を示し、図8は図7のレンズ構成での諸収差を示す。
表4はその数値データである。
成を示し、図10は図9のレンズ構成での諸収差を示
す。表5はその数値データである。
示す。
く補正されている。
となく、加工コストを低減し、オートクレープなどの高
温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数で、レンズ外
径を大きくすることなく倍率色収差、像面湾曲を含む諸
収差を補正した内視鏡対物レンズ系が得られる。
レンズ構成図である。
レンズ構成図である。
レンズ構成図である。
レンズ構成図である。
ンズ構成図である。
12)
ついての以上の問題意識に基づき、接合レンズを用いる
ことなく、加工コストを低減すると共に、オートクレー
ブなどの高温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数
で、レンズ外径を大きくすることなく倍率色収差、像面
湾曲を補正した内視鏡対物レンズ系を提供することを目
的とする。
する環状の線(円)の光軸からの距離(半径)を規定す
る条件である。条件式(6)の上限を上回るとレンズ外
径が大きくなる。下限を下回ると玉当て面での有効径が
小さくなり、テレセン角が大きくなる。大きくなったテ
レセン角は、さらに像側にレンズを配置して小さくする
ことが可能であるが、そうすると、レンズ枚数が多くな
る。
となく、加工コストを低減し、オートクレーブなどの高
温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数で、レンズ外
径を大きくすることなく倍率色収差、像面湾曲を含む諸
収差を補正した内視鏡対物レンズ系が得られる。
Claims (6)
- 【請求項1】 明るさ絞りの物体側と像側にそれぞれレ
ンズ群を有する内視鏡対物レンズ系において、 上記明るさ絞りより像側のレンズ群中に、光軸上におい
ては非接触で光軸外において環状に接触する凸面と凹面
をそれぞれ有する正レンズと負レンズを配置したことを
特徴とする内視鏡対物レンズ系。 - 【請求項2】 請求項1記載の内視鏡対物レンズ系にお
いて、上記正レンズと負レンズの合成パワーは正である
内視鏡対物レンズ系。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の内視鏡対物レン
ズ系において、明るさ絞りより物体側のレンズ群は負レ
ンズ1枚で構成されている内視鏡対物レンズ系。 - 【請求項4】 請求項1または2記載の内視鏡対物レン
ズ系において、明るさ絞りより像側のレンズ群は、明る
さ絞り側から順に、正レンズ群と、上記正レンズと負レ
ンズとからなっている内視鏡対物レンズ系。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項記載の
内視鏡対物レンズ系において、明るさ絞りより像側の上
記正レンズと負レンズの光軸上の間隔をxとし、上記正
レンズの負レンズ側の面の曲率半径をR(+)とし、負レ
ンズの正レンズ側の曲率半径をR(-)、負レンズの屈折
率をn(-)、アッベ数をν(-)とし、全系の焦点距離をf
とするとき、以下の条件式(1)〜(5)を満たす内視
鏡対物レンズ系。 (1)1.1<|R(+)|/f<4 (2)1.0<|R(-)|/f<3 (3)0.02<x/f<0.2 (4)1.75<n(-) (5)ν(-)<30 - 【請求項6】 請求項5記載の内視鏡対物レンズ系にお
いて、さらに、以下の条件式(6)を満たす内視鏡対物
レンズ系。 (6)0.8<{(2|R(+)|S(+)−S(+) 2)}1/2
/f<1.6 但し、 S(+)=d(2|R(-)|−d)/2(|R(+)−R(-)|
+d)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2001
- 2001-02-02 JP JP2001026536A patent/JP4142261B2/ja not_active Expired - Fee Related
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