JP2014021293A - 偏向光学系及びそれを備えた内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】 広画角の撮像系で偏向により発生する収差が良好に補正された偏向光学系及びそれを備えた内視鏡を提供する。
【解決手段】 偏向光学系１は、単一の光軸を持つ前レンズ群Ｇｆと、前レンズ群Ｇｆに対して物体とは反対側に位置し、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置され光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置された開口絞りＳと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】 偏向光学系１は、単一の光軸を持つ前レンズ群Ｇｆと、前レンズ群Ｇｆに対して物体とは反対側に位置し、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置され光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置された開口絞りＳと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、光学系内で収差の劣化を少なく光路を屈曲させる偏向光学系及びそれを備えた内視鏡に関する。
従来、プリズムを用いて光軸を屈曲させる光学系が開示されている（特許文献１〜３参照）。
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、収差の発生が大きく、鮮明な画像ができないという不都合がある。また、特許文献３に記載された技術では、光路中に１回結像し、射出瞳を偏向するものである。
本発明は、広画角の撮像系で偏向により発生する収差が良好に補正される偏向光学系及びそれを備えた内視鏡を提供することを目的としている。
本発明の一実施形態である偏向光学系は、
単一の光軸を持つ前レンズ群と、
前記前レンズ群に対して物体とは反対側に位置し、前記前レンズ群と同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を偏向する偏向部材と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置された開口絞りと、
を備える。
単一の光軸を持つ前レンズ群と、
前記前レンズ群に対して物体とは反対側に位置し、前記前レンズ群と同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を偏向する偏向部材と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置された開口絞りと、
を備える。
また、前記偏向部材と前記開口絞りの光軸上の配置は、以下の条件式（１）を満足する。
−１ ＜ ｄ／ｆ１ ＜ １ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部材の前記光軸上の中心位置と前記開口絞りとの前記光軸方向における距離、
ｆ１は光学系全体の合成焦点距離、
である。
−１ ＜ ｄ／ｆ１ ＜ １ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部材の前記光軸上の中心位置と前記開口絞りとの前記光軸方向における距離、
ｆ１は光学系全体の合成焦点距離、
である。
また、前記開口絞りは、前記偏向部材内に配置される。
また、前記開口絞りと前記偏向部材の間に中間レンズ群が配置される。
また、前記後レンズ群の入射瞳位置に前記偏向部材が配置される。
また、前記偏向部材は、形状を変更することが可能である。
また、前記偏向部材は、
２枚の板ガラスと、
前記２枚の板ガラスを連結する蛇腹部と、
前記２枚の板ガラス及び前記蛇腹部に囲まれた空間に満たされる液体と、
を有する。
２枚の板ガラスと、
前記２枚の板ガラスを連結する蛇腹部と、
前記２枚の板ガラス及び前記蛇腹部に囲まれた空間に満たされる液体と、
を有する。
また、前記偏向部材は、楔形プリズムである。
また、前記楔形プリズムは、色消しプリズムである。
また、前記楔形プリズムは、前記光軸を中心に回転可能である。
また、前記偏向部材は、一方が前記光軸に直交する平面、他方が前記平面に対して傾斜した傾斜面を有する板ガラスである。
また、前記板ガラスは、前記光軸を中心に回転可能に配置される。
また、前記偏向部材は、少なくとも２枚の前記板ガラスを有する。
さらに、本発明の一実施形態である内視鏡は、
前記偏向光学系と、
前記偏向光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、
を備える。
前記偏向光学系と、
前記偏向光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、
を備える。
本発明の一実施形態である偏向光学系及びそれを備えた内視鏡によれば、広画角の撮像系で偏向により発生する収差が良好に補正されることが可能となる。
本実施形態に係る偏向光学系について、以下に図面を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係る偏向光学系の断面図である。また、図２は、第２実施形態に係る偏向光学系の断面図である。さらに、図３は、第３実施形態に係る偏向光学系の断面図である。
本実施形態の偏向光学系１の基本構成は、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、前レンズ群Ｇｆに対して物体とは反対側に位置し、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置され光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置された開口絞りＳと、を備えることが好ましい。なお、本明細書で説明する実施形態及び実施例において、偏向光学系１の基本構成は同じである。
このように、偏向部材２と開口絞りＳを前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置することで、偏向された光束を、前レンズ群Ｇｆ又は後レンズ群Ｇｂの軸外物点の光束と同じ箇所を通過させることが可能となり、収差の劣化を最小限にすることが可能となる。
本実施形態に係る偏向光学系では、偏向部材２と開口絞りＳの光軸Ｌｃ上の配置は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。なお、本明細書で説明する実施形態及び実施例において、偏向光学系１は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−１ ＜ ｄ／ｆ１ ＜ １ （１）
ただし、
ｄは偏向部材２の光軸上の中心位置と開口絞りＳとの光軸方向における距離、
ｆ１は光学系全体の合成焦点距離、
である。
−１ ＜ ｄ／ｆ１ ＜ １ （１）
ただし、
ｄは偏向部材２の光軸上の中心位置と開口絞りＳとの光軸方向における距離、
ｆ１は光学系全体の合成焦点距離、
である。
このように、偏向部材２と開口絞りＳの光軸Ｌｃ上の配置を条件式（１）のようにしたことで、前レンズ群Ｇｆ又は後レンズ群Ｇｂの軸外物点の光束と同じ箇所を通過させることが可能となり、収差の劣化を低減することが可能となる。
条件式（１）の上限を上回る、又は、条件式（１）の下限を下回ると、後レンズ群Ｇｂの入射瞳から離れた位置で光束が偏向するため、後レンズ群Ｇｂの本来の設計光束と異なる箇所を光束が通過してしまい、収差の劣化が生じる。
特に、第１実施形態に係る偏向光学系は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、光束を偏向する偏向部材２と、偏向部材２内に配置される開口絞りＳと、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。
このように、開口絞りＳを偏向部材２内に配置することによって、収差の劣化をさらに抑えることが可能となる。
第２実施形態に係る偏向光学系は、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、前レンズ群Ｇｆに対して物体とは反対側に位置し、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置され光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置された開口絞りＳと、を備え、開口絞りＳは、前レンズ群Ｇｆと偏向部材２の間に配置される。すなわち、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、開口絞りＳと、光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。
第３実施形態に係る偏向光学系は、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、前レンズ群Ｇｆに対して物体とは反対側に位置し、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置され光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間に配置された開口絞りＳと、を備え、開口絞りＳは、偏向部材２と後レンズ群Ｇｂの間に配置される。すなわち、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、光束を偏向する偏向部材２と、開口絞りＳと、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。
図４は、第４実施形態に係る偏向光学系の断面図である。また、図５は、第５実施形態に係る偏向光学系の断面図である。
第４実施形態に係る偏向光学系は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、開口絞りＳと、中間レンズ群Ｇｍと、光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。
第５実施形態に係る偏向光学系は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、光束を偏向する偏向部材２と、中間レンズ群Ｇｍと、開口絞りＳと、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。
第４実施形態及び第５実施形態に示すように、開口絞りＳと偏向部材２の間に中間レンズ群Ｇｍが配置されることが好ましい。
開口絞りＳと偏向部材２の間に中間レンズ群Ｇｍを配置することによって、後レンズ群Ｇｂの入射瞳から離れた位置で光束が偏向した場合に、中間レンズ群Ｇｍで調整することができ、後レンズ群Ｇｂの本来の設計光束である軸外物点の光束と同じ箇所を通過させることができ、収差の劣化を低減することが可能となる。
また、図４に示すように、後レンズ群Ｇｂの入射瞳Ｅｐの位置に偏向部材２が配置されることが好ましい。
後レンズ群Ｇｂの入射瞳Ｅｐの位置に偏向部材２を配置することによって、後レンズ群Ｇｂの本来の設計光束である軸外物点の光束と同じ箇所を通過させることができ、収差の劣化を低減することが可能となる。
図６は、第６実施形態に係る偏向光学系の断面図である。
第１実施形態〜第５実施形態までは、物体を基準に考え、像面でずらした偏向光学系を示したが、第６実施形態は、図６に示すように、像高を基準に考え、物体側の物体高、すなわち画角を変化させる偏向光学系である。
このように、第１実施形態〜第５実施形態の偏向光学系も、像高を基準に考え、物体側の物体高、すなわち画角を変化させる構成としてもよい。
次に、偏向部材２について説明する。
本実施形態の偏向部材２は、形状を変更することが可能である。
形状を可変にすることで、限られた解像力で観察視野を広く取ることが可能となる。
図７は、偏向部材の一例を示す図である。
図７に示す偏向部材２は、２枚の板ガラス２ａ，２ｂと、２枚の板ガラス２ａ，２ｂを連結する蛇腹部２ｃと、２枚の板ガラス２ａ，２ｂ及び蛇腹部２ｃに囲まれた空間に満たされる液体３と、を有する。
液体３は、本実施例では、水を使用するが、高屈折低分散の液体の方が好ましい。
図７に示す偏向部材２は、蛇腹部２ｃを作動させることにより、光軸方向の厚みを変更することが可能である。このような構成によって、偏向部材２は、偏向方向を二次元的に動かすことが可能となる。
図８は、偏向部材の他の例を示す図である。図８（ａ）は、第１板ガラス、図８（ｂ）は、第２板ガラスを示す図である。図９は、図８に示した偏向部材の作動状態を示す図である。
図９に示す偏向部材１２は、一方が傾斜面１２ａ1、他方が平面１２ａ2を有する図８（ａ）に示した第１板ガラス１２ａと、一方が傾斜面１２ｂ1、他方が平面１２ｂ2を有する図８（ｂ）に示した第２板ガラス１２ｂを有する。
図９に示すように、偏向部材１２は、第１板ガラス１２ａの傾斜面１２ａ1と第２板ガラス１２ｂの傾斜面１２ｂ1を対向させて、それぞれ平面１２ａ2及び平面１２ｂ1が光軸Ｌｃに直交するように光軸Ｌｃを中心として配置する。第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂとの間には、空間を設ける。空間は、円滑に作動させるために形成したが、なくてもよい。
また、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂは、光軸Ｌｃを中心にそれぞれ回転可能とする。例えば、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂを同方向又は逆方向に回転可能とする。図９に示す偏向部材１２は、物体側から見て、第１板ガラス１２ａを時計方向に回転可能とし、第２板ガラス１２ｂを反時計方向に回転可能とするが、第１板ガラス１２ａを反時計方向に回転可能とし、第２板ガラス１２ｂを時計方向に回転可能としてもよい。さらに、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂを同じ方向に回転可能としてもよい。
図９（ａ）は、左観察状態の偏向部材１２を示す図である。左観察状態の偏向部材１２は、第１板ガラス１２ａの最も薄い部分と第２板ガラス１２ｂの最も薄い部分が光軸Ｌｃに対して右側に配置されている。
図９（ｂ）は、直視状態の偏向部材１２を示す図である。図９（ａ）に示した左観察状態から、図９（ｂ）に示すように、第１板ガラス１２ａを物体側から見て時計方向に回転し、第２板ガラス１２ｂを物体側から見て反時計方向に回転する。
図９（ｃ）は、右観察状態の偏向部材１２を示す図である。右観察状態の偏向部材１２は、第１板ガラス１２ａの最も薄い部分と第２板ガラス１２ｂの最も薄い部分が光軸Ｌｃに対して左側に配置されている。
図９（ｄ）は、直視状態の偏向部材１２を示す図である。図９（ｃ）に示した右観察状態から、図９（ｄ）に示すように、第１板ガラス１２ａを物体側から見て時計方向に回転し、第２板ガラス１２ｂを物体側から見て反時計方向に回転する。
このように、図９に示す偏向部材１２は、２枚の板ガラス１２ａ，１２ｂを回転移動させることにより、偏向部材１２の光軸方向の厚みを変更することが可能である。
なお、偏向部材２は、図１〜図６に示した実施形態のように単なる楔形プリズムでもよい。
また、楔形プリズムは、電子的な色補正を行えない場合には、色消しプリズムであることが好ましい。
また、楔形プリズムは、光軸を中心に回転可能であることが好ましい。楔形プリズムを光軸を中心に回転可能とすることによって、光学系を回転することなく、視野方向を変更することが可能となる。
次に、各実施例について説明する。
実施例１〜３の座標系は、物体面と光学系の中心軸Ｌｃとの交点を原点とし、光学系の光軸Ｌｃの方向をＺ軸の正方向、光学系の光軸Ｌｃに直交する面に投影した開口絞り中心を通る中心主光線が向かう方向をＸ軸の正方向、前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸に直交し、右手直交座標系を形成する軸をＹ軸とする。
図１０は、実施例１の偏向光学系の断面図である。なお、断面は、Ｘ−Ｚ断面である。
実施例１の偏向光学系１は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、開口絞りＳと、中間レンズ群Ｇｍと、光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。また、実施例１の偏向光学系１は、物体側を基準に考える。
前レンズ群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズＬf1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬf2と両凸正レンズＬf3の接合レンズＳＵf1と、を有する。
中間レンズ群Ｇｍは、１枚の像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬm1からなる。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、両凸正レンズＬb1と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬb2の接合レンズＳＵb1と、平板Ｌb3と、物体側に凸面を向けた平凸正レンズＬb4と、を有する。
前レンズ群Ｇｆと中間レンズ群Ｇｍの間には、開口絞りＳが配置される。中間レンズ群Ｇｍと後レンズ群Ｇｂとの間には、偏向部材２が配置される。開口絞りＳは、前レンズ群Ｇｆを通して物体側に入射瞳Ｅを形成する。入射瞳Ｅｐの位置は、偏向部材２内の偏向位置Ｄｅの近傍に配置される。
図１１及び図１２は、実施例１の偏向光学系の収差図である。
これら諸収差図は、中央の括弧内に示された画角でのＸ方向及びＹ方向それぞれの６５６．３ｎｍ（Ｃ線：破線）、５８７．６ｎｍ（ｄ線：実線）及び４８６．１ｎｍ（Ｆ線：一点鎖線）の各波長について示されている。以下、収差図に関しては同様である。
図１３は、実施例１の偏向光学系を用いた双眼の立体撮像光学系を示す図である。
図１３に示すように、実施例１の偏向光学系１を左右に線対称に並べて観察することで、立体撮像することが可能となる。
図１４は、実施例２の偏向光学系の直視状態の断面図である。図１５は、実施例２の偏向光学系の偏向状態の断面図である。なお、断面は、Ｘ−Ｚ断面である。
実施例２の偏向光学系１は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、開口絞りＳと、光束を偏向する偏向部材２と、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。また、実施例２の偏向光学系１は、像高を基準に考える。
前レンズ群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズＬf1と、両凸正レンズＬf2と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬf3と、を有する。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬb1と、平板Ｌb2と、両凸正レンズＬb3と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬb4の接合レンズＳＵb1と、平板Ｌb5と、物体側に凸面を向けた平凸正レンズＬb6と、を有する。
前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間には、開口絞りＳ及び偏向部材２が配置される。
図１４に示すように、偏向部材２の物体側の平面と像面側の平面を光軸Ｌｃに直交するように設定すると偏向光学系１は、直視状態となる。また、図１５に示すように、偏向部材２の物体側の平面と像面側の平面を光軸Ｌｃに直交する面に対して傾斜させると偏向光学系１は、偏向状態となる。実施例２では、物体側を１０°偏向している。
図１６及び図１７は、実施例２の偏向光学系の直視状態の収差図である。図１８及び図１９は、実施例２の偏向光学系の偏向状態の収差図である。
図２０は、実施例３の偏向光学系の直視状態の断面図である。図２１は、実施例３の偏向光学系の偏向状態の断面図である。なお、断面は、Ｘ−Ｚ断面である。
実施例３の偏向光学系１は、物体側から像側へ順に、単一の光軸Ｌｃを持つ前レンズ群Ｇｆと、光束を偏向する偏向部材２と、偏向部材２内に配置される開口絞りＳと、前レンズ群Ｇｆと同軸に配置された単一の光軸Ｌｃを持つ後レンズ群Ｇｂと、を備える。また、実施例３の偏向光学系１は、像高を基準に考える。
前レンズ群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズＬf1と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬf2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬf3と、を有する。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬb1と、平板Ｌb2と、両凸正レンズＬb3と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬb4の接合レンズＳＵb1と、平板Ｌb5と、像面側に平面を向けた平凹負レンズＬb6と、を有する。
前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間には、開口絞りＳ及び偏向部材２が配置される。
図２０に示すように、偏向部材２の傾斜方向を異ならせた傾斜面をそれぞれ向かい合わせて、物体側の平面と像面側の平面を光軸Ｌｃに直交するように設定すると、偏向光学系１は、直視状態となる。また、図１５に示すように、偏向部材２の物体側の平面と像面側の平面を光軸Ｌｃに直交する面に対して傾斜させると偏向光学系１は、偏向状態となる。実施例３では、物体側を１０°偏向している。
図２２及び図２３は、実施例３の偏向光学系の直視状態の収差図である。図２４及び図２５は、実施例３の偏向光学系の偏向状態の収差図である。
なお、図２６及び図２７は、実施例４の偏向光学系の偏向状態の収差図である。
実施例４は、図示しないが、実施例３の１０面と１１面にピッチ０．１３ｍｍの回折格子を配置して楔形プリズムを色消しプリズムとしたものである。図２４及び図２５と比較すると、色消しされていることがわかる。
偏心面については、その面が定義される座標系の上記光学系の原点の中心からの偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、光学系の原点に定義される座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角（それぞれα，β，γ（°））とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はＺ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα，β，γの回転のさせ方は、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義される座標系のまずＸ軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した新たな座標系のＹ軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のＺ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。
また、偏心後は、偏心前の原点に戻り、面間隔で与えられたＺ軸方向に進んで次の面の原点とする。屈折率及びアッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記している。長さの単位は、ｍｍである。
以下に、上記実施例１〜実施例３の構成パラメータを示す。
実施例１
仕様
最大画角（ω） ： １６３°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．８３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．４３７０
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．３５３６
物体距離（ＸＢ） ： −１６．０００
最大像高 : ０．４５８２mm
前群の焦点距離（ｆａ） ：−０．６２７９
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．２７３７
偏向角度（θ） ：４．６２１°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：０．１０００
開口絞りから後群の近軸入射瞳位置までの距離 ：０．６４４２４
開口絞りから偏向位置までの距離：０．７３４５
偏向位置から後群の入射瞳位置までの距離（ｄ）：０．０９０３
ｄ／ｆｌ：０．２０６５
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 0.33 0.25
3 74.73 0.20 1.8830 40.7
4 0.62 0.30 1.5814 40.7
5 -0.77 0.11
6(絞り) ∞ 0.00
7 -3.66 0.25 1.4875 70.2
8 -0.55 0.15
9 ∞ 0.60 偏心(1) 1.5140 75.0
10 ∞ 0.13 偏心(2)
11 1.10 0.65 1.5688 56.3
12 -0.69 0.25 1.9229 18.9
13 -1.86 0.00
14 ∞ 0.20 1.5229 59.9
15 ∞ 0.29
16 1.32 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 0.00 偏心(3)
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 4.49 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -4.49 γ 0.00
偏心[3]
Ｘ -0.10 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
仕様
最大画角（ω） ： １６３°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．８３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．４３７０
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．３５３６
物体距離（ＸＢ） ： −１６．０００
最大像高 : ０．４５８２mm
前群の焦点距離（ｆａ） ：−０．６２７９
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．２７３７
偏向角度（θ） ：４．６２１°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：０．１０００
開口絞りから後群の近軸入射瞳位置までの距離 ：０．６４４２４
開口絞りから偏向位置までの距離：０．７３４５
偏向位置から後群の入射瞳位置までの距離（ｄ）：０．０９０３
ｄ／ｆｌ：０．２０６５
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 0.33 0.25
3 74.73 0.20 1.8830 40.7
4 0.62 0.30 1.5814 40.7
5 -0.77 0.11
6(絞り) ∞ 0.00
7 -3.66 0.25 1.4875 70.2
8 -0.55 0.15
9 ∞ 0.60 偏心(1) 1.5140 75.0
10 ∞ 0.13 偏心(2)
11 1.10 0.65 1.5688 56.3
12 -0.69 0.25 1.9229 18.9
13 -1.86 0.00
14 ∞ 0.20 1.5229 59.9
15 ∞ 0.29
16 1.32 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 0.00 偏心(3)
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 4.49 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -4.49 γ 0.00
偏心[3]
Ｘ -0.10 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施例２
仕様
最大画角（ω） ：８０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ：６．２２９４
合成焦点距離（ｆｌ） ：０．７１７７
前側焦点距離（ｆｆ） ：０．４６９５
物体距離（ＸＢ） ： １６．００
最大像高 : ０．４５８２
前群の焦点距離（ｆａ） ：−１８．５５２２
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．０９８５
偏向角度（θ） ：３．９０２９°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：１０．０９６５°
開口絞りから前群の近軸射出瞳位置までの距離：０
開口絞りから偏向位置までの距離：０．２４５０
偏向位置から前群の射出瞳位置までの距離（ｄ）：０．２４５０
ｄ／ｆｌ：０．３４１４
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 0.72 0.10
3 2.99 0.25 1.8830 40.7
4 -1.29 0.11
5 -0.70 0.33 1.8830 40.7
6 -0.86 0.10
7(絞り) ∞ 0.10
8 ∞ 0.20 偏心(1) 1.8830 40.7
9 ∞ 0.10 偏心(2)
10 -1.48 0.25 1.4875 70.2
11 -0.76 0.10
12 ∞ 0.20 1.5163 64.1
13 ∞ 0.10
14 0.94 0.60 1.5688 56.3
15 -0.79 0.25 1.9229 18.9
16 -2.28 0.10
17 ∞ 0.20 1.5229 59.9
18 ∞ 0.10
19 2.06 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 3.70 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -3.70 γ 0.00
仕様
最大画角（ω） ：８０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ：６．２２９４
合成焦点距離（ｆｌ） ：０．７１７７
前側焦点距離（ｆｆ） ：０．４６９５
物体距離（ＸＢ） ： １６．００
最大像高 : ０．４５８２
前群の焦点距離（ｆａ） ：−１８．５５２２
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．０９８５
偏向角度（θ） ：３．９０２９°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：１０．０９６５°
開口絞りから前群の近軸射出瞳位置までの距離：０
開口絞りから偏向位置までの距離：０．２４５０
偏向位置から前群の射出瞳位置までの距離（ｄ）：０．２４５０
ｄ／ｆｌ：０．３４１４
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 0.72 0.10
3 2.99 0.25 1.8830 40.7
4 -1.29 0.11
5 -0.70 0.33 1.8830 40.7
6 -0.86 0.10
7(絞り) ∞ 0.10
8 ∞ 0.20 偏心(1) 1.8830 40.7
9 ∞ 0.10 偏心(2)
10 -1.48 0.25 1.4875 70.2
11 -0.76 0.10
12 ∞ 0.20 1.5163 64.1
13 ∞ 0.10
14 0.94 0.60 1.5688 56.3
15 -0.79 0.25 1.9229 18.9
16 -2.28 0.10
17 ∞ 0.20 1.5229 59.9
18 ∞ 0.10
19 2.06 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 3.70 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -3.70 γ 0.00
実施例３
仕様
数値実施例３
最大画角（ω） ：８０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ：６．５５７８
合成焦点距離（ｆｌ） ：０．７６２３
前側焦点距離（ｆｆ） ：０．４８５２
物体距離（ＸＢ） ：１６．００
最大像高 : ０．４５８
前群の焦点距離（ｆａ） ：−１０．５１９５
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．０２０１
偏向角度（θ） ：６．５２１２°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：８．９３８６°
開口絞りから前群の近軸射出瞳位置までの距離：０
開口絞りから偏向位置までの距離：０．０４６６
偏向位置から前群の射出瞳位置までの距離（ｄ）：０．０４６６
ｄ／ｆｌ：０．０６１１
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 1.20 0.23
3 -0.75 0.25 1.8830 40.7
4 -0.89 0.10
5 0.75 0.30 1.8467 23.8
6 1.01 0.10
12 ∞ 0.10
13 ∞ 0.10 1.8830 40.7
7(絞り) ∞ 0.05 偏心(1)
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.8830 40.7
9 ∞ 0.10
10 -0.79 0.25 1.4875 70.2
11 -0.54 0.10
12 ∞ 0.20 1.5163 64.1
13 ∞ 0.10
14 1.07 0.60 1.5688 56.3
15 -0.72 0.25 1.9229 18.9
16 -1.21 0.10
17 ∞ 0.20 1.5229 59.9
18 ∞ 0.10
19 -3.00 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 3.70 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -3.70 γ 0.00
仕様
数値実施例３
最大画角（ω） ：８０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ：６．５５７８
合成焦点距離（ｆｌ） ：０．７６２３
前側焦点距離（ｆｆ） ：０．４８５２
物体距離（ＸＢ） ：１６．００
最大像高 : ０．４５８
前群の焦点距離（ｆａ） ：−１０．５１９５
後群の焦点距離（ｆｂ） ：１．０２０１
偏向角度（θ） ：６．５２１２°
像ズレ量又は画角変化量（φ） ：８．９３８６°
開口絞りから前群の近軸射出瞳位置までの距離：０
開口絞りから偏向位置までの距離：０．０４６６
偏向位置から前群の射出瞳位置までの距離（ｄ）：０．０４６６
ｄ／ｆｌ：０．０６１１
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 0.20 1.8830 40.7
2 1.20 0.23
3 -0.75 0.25 1.8830 40.7
4 -0.89 0.10
5 0.75 0.30 1.8467 23.8
6 1.01 0.10
12 ∞ 0.10
13 ∞ 0.10 1.8830 40.7
7(絞り) ∞ 0.05 偏心(1)
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.8830 40.7
9 ∞ 0.10
10 -0.79 0.25 1.4875 70.2
11 -0.54 0.10
12 ∞ 0.20 1.5163 64.1
13 ∞ 0.10
14 1.07 0.60 1.5688 56.3
15 -0.72 0.25 1.9229 18.9
16 -1.21 0.10
17 ∞ 0.20 1.5229 59.9
18 ∞ 0.10
19 -3.00 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 3.70 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -3.70 γ 0.00
上記実施例１〜３について、条件式（１）の値を下記に示しておく。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
（１）ｄ/ｆ１ 0.2065 0.3414 0.0611
（１）ｄ/ｆ１ 0.2065 0.3414 0.0611
さらに、本実施形態の立体撮像光学系１は、撮像面を持つ撮像素子と共に、内視鏡に用いられることができる。
図２８は、内視鏡の一例を示す図である。
図２８に示すように、内視鏡１０１は、側視型の内視鏡である。内視鏡１０１は、細長で可撓性を有する挿入部１０２と、挿入部１０２の基端部に連設する操作部１０３と、この操作部１０３の側部から延出するユニバーサルコード１０４とを備えて主に構成されている。ユニバーサルコード１０４の基端部には、内視鏡の外部装置である図示しない光源装置、ビデオプロセッサなどに接続されるコネクタが設けられている。
挿入部１０２は、先端側から順に、硬質部材で形成した先端部１０５と、例えば上下左右方向に湾曲自在に構成された湾曲部１０６と、可撓性を有する可撓管部１０７とを連設して構成されている。先端部１０５は、その側面に、光学像を撮像するための観察窓１０９と、観察窓１０９の周囲を照明する照明範囲変換部１１０とを有している。照明範囲変換部１１０は、観察窓１０９の先端に設けられた後述する発光部１０８から出射される照明光の照明範囲を、観察窓１０９の先端側及び基端側に拡げる光学部材である。
操作部１０３には、湾曲部１０６の湾曲方向を変化させる湾曲操作ノブ１１１、１１２が設けられている。また、操作部１０３には、光源装置の光量調整、或いは図示しない表示装置に表示されている内視鏡画像の停止、或いは撮影などを遠隔的に指示する各種スイッチ１１３が設けられている。さらに、操作部１０３には、送気機能及び送水機能を制御する送気送水ボタン１１４、吸引機能を制御する吸引ボタン１１５が設けられている。
図２８に示すように先端部１０５は、管状の先端部本体１１７と、円柱状の先端構成部１１８とを一体に固定して筒状に構成され、筒部の内部空間には先端側から順に図示しない照明光学系と観察光学系とが配置されている。先端部本体１１７及び先端構成部１１８は、例えば、ステンレス鋼などの金属部材、或いは、光を透過しない樹脂部材である。
なお、本実施形態の立体撮像光学系１は、図２９に示すようなビデオ内視鏡、または図３０に示すような手術用顕微鏡、測定器等に用いることも可能である。
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
１…偏向光学系
Ｇｆ…前レンズ群
Ｇｂ…後レンズ群
２，１２…偏向部材
Ｓ…開口絞り
Ｉ…像面
Ｇｆ…前レンズ群
Ｇｂ…後レンズ群
２，１２…偏向部材
Ｓ…開口絞り
Ｉ…像面
Claims (14)
- 単一の光軸を持つ前レンズ群と、
前記前レンズ群に対して物体とは反対側に位置し、前記前レンズ群と同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を偏向する偏向部材と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置された開口絞りと、
を備える
ことを特徴とする偏向光学系。 - 前記偏向部材と前記開口絞りの光軸上の配置は、以下の条件式（１）を満足する
請求項１に記載の偏向光学系。
−１ ＜ ｄ／ｆ１ ＜ １ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部材の前記光軸上の中心位置と前記開口絞りとの前記光軸方向における距離、
ｆ１は光学系全体の合成焦点距離、
である。 - 前記開口絞りは、前記偏向部材内に配置される
請求項２に記載の偏向光学系。 - 前記開口絞りと前記偏向部材の間に中間レンズ群が配置される
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の偏向光学系。 - 前記後レンズ群の入射瞳位置に前記偏向部材が配置される
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の偏向光学系。 - 前記偏向部材は、形状を変更することが可能である
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の偏向光学系。 - 前記偏向部材は、
２枚の板ガラスと、
前記２枚の板ガラスを連結する蛇腹部と、
前記２枚の板ガラス及び前記蛇腹部に囲まれた空間に満たされる液体と、
を有する
請求項６に記載の偏向光学系。 - 前記偏向部材は、楔形プリズムである
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の偏向光学系。 - 前記楔形プリズムは、色消しプリズムである
請求項８に記載の偏向光学系。 - 前記楔形プリズムは、前記光軸を中心に回転可能である
請求項８又は請求項９に記載の偏向光学系。 - 前記偏向部材は、一方が前記光軸に直交する平面、他方が前記平面に対して傾斜した傾斜面を有する板ガラスである
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の偏向光学系。 - 前記板ガラスは、前記光軸を中心に回転可能に配置される
請求項１１に記載の偏向光学系。 - 前記偏向部材は、少なくとも２枚の前記板ガラスを有する
請求項１１又は請求項１２に記載の偏向光学系。 - 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の偏向光学系と、
前記偏向光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、
を備える
ことを特徴とする内視鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012160132A JP2014021293A (ja) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 偏向光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012160132A JP2014021293A (ja) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 偏向光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014021293A true JP2014021293A (ja) | 2014-02-03 |
Family
ID=50196218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012160132A Pending JP2014021293A (ja) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | 偏向光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014021293A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101476820B1 (ko) * | 2014-04-07 | 2014-12-29 | 주식회사 썸텍 | 3ｄ 비디오 현미경 장치 |
| WO2015162959A1 (ja) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | オリンパス株式会社 | 立体撮像用光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 |
| JP2016151629A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 |
| CN105899994A (zh) * | 2014-06-20 | 2016-08-24 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜用物镜光学系统 |
| US11032481B2 (en) | 2018-07-06 | 2021-06-08 | Medos International Sarl | Camera scope electronic variable prism |
| US11202014B2 (en) | 2018-07-06 | 2021-12-14 | Medos International Sari | Camera scope electronic variable angle of view |
-
2012
- 2012-07-19 JP JP2012160132A patent/JP2014021293A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101476820B1 (ko) * | 2014-04-07 | 2014-12-29 | 주식회사 썸텍 | 3ｄ 비디오 현미경 장치 |
| WO2015156442A1 (ko) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | (주)썸텍 | 3ｄ 비디오 현미경 장치 |
| US9835841B2 (en) | 2014-04-07 | 2017-12-05 | Sometech Co., Ltd | 3D video microscopy system |
| WO2015162959A1 (ja) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | オリンパス株式会社 | 立体撮像用光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 |
| JP2015210291A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | オリンパス株式会社 | 立体撮像用光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 |
| CN105899994A (zh) * | 2014-06-20 | 2016-08-24 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜用物镜光学系统 |
| JP2016151629A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 |
| CN105892037A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 富士胶片株式会社 | 内窥镜用物镜以及内窥镜 |
| CN105892037B (zh) * | 2015-02-17 | 2019-12-10 | 富士胶片株式会社 | 内窥镜用物镜以及内窥镜 |
| US11032481B2 (en) | 2018-07-06 | 2021-06-08 | Medos International Sarl | Camera scope electronic variable prism |
| US11202014B2 (en) | 2018-07-06 | 2021-12-14 | Medos International Sari | Camera scope electronic variable angle of view |
| US11317029B2 (en) | 2018-07-06 | 2022-04-26 | Medos International Sarl | Camera scope electronic variable prism |
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