JP2563175B2 - 内視鏡対物レンズ - Google Patents
内視鏡対物レンズInfo
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- JP2563175B2 JP2563175B2 JP62117629A JP11762987A JP2563175B2 JP 2563175 B2 JP2563175 B2 JP 2563175B2 JP 62117629 A JP62117629 A JP 62117629A JP 11762987 A JP11762987 A JP 11762987A JP 2563175 B2 JP2563175 B2 JP 2563175B2
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、３群４枚構成の内視鏡対物レンズに関する
ものである。
ものである。
b.従来技術およびその問題点 ３群４枚構成の内視鏡対物レンズとしては、例えば特
公昭60−4963号に記載されたものがあるが、この対物レ
ンズは、口径比が1:3.5と余り明るくなく、第１発散レ
ンズと第２収斂レンズの間隔が比較的大きいため、第１
発散レンズの外径が大きくなり、且つバックフォーカス
が長くなるので結像面までの全長を余り短くできない等
の問題があった。
公昭60−4963号に記載されたものがあるが、この対物レ
ンズは、口径比が1:3.5と余り明るくなく、第１発散レ
ンズと第２収斂レンズの間隔が比較的大きいため、第１
発散レンズの外径が大きくなり、且つバックフォーカス
が長くなるので結像面までの全長を余り短くできない等
の問題があった。
ところで、内視鏡対物レンズにあっては、内視鏡先端
に照明光学系や送気，送水用のチャンネルと共に組み込
まれるため、できるだけレンズの外径を小さくすること
が重要であり、また、結像面までのレンズ全長を短くす
ることも、先端部の構成が短くできるので、弯曲操作時
における先端の軌跡の半径が小さくなるため重要なこと
である。更に、結像性能が同程度に良好なものならば、
できるだけレンズの加工性や組立が容易なものが、コス
トダウンを計る上で望ましい。
に照明光学系や送気，送水用のチャンネルと共に組み込
まれるため、できるだけレンズの外径を小さくすること
が重要であり、また、結像面までのレンズ全長を短くす
ることも、先端部の構成が短くできるので、弯曲操作時
における先端の軌跡の半径が小さくなるため重要なこと
である。更に、結像性能が同程度に良好なものならば、
できるだけレンズの加工性や組立が容易なものが、コス
トダウンを計る上で望ましい。
c.目的 本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、口径
比が1:2.5〜2.8と比較的明るく、レンズの外径が小さ
く、しかも全長が短い内視鏡対物レンズを提供しようと
するものであり、加えて、レンズ加工及び組立が比較的
容易な内視鏡対物レンズを提供しようとするものであ
る。
比が1:2.5〜2.8と比較的明るく、レンズの外径が小さ
く、しかも全長が短い内視鏡対物レンズを提供しようと
するものであり、加えて、レンズ加工及び組立が比較的
容易な内視鏡対物レンズを提供しようとするものであ
る。
d.発明の構成 本発明の内視鏡対物レンズは、物体側より順に、像側
に凹面を向けた第１発散レンズと、像側に凸面を向けた
第２収斂レンズと、両凸正レンズと負レンズとを接合し
た第３収斂レンズと、第１発散レンズと第２収斂レンズ
との間に配置された絞りからなり、次の条件を満足する
ことを特徴とするものである。
に凹面を向けた第１発散レンズと、像側に凸面を向けた
第２収斂レンズと、両凸正レンズと負レンズとを接合し
た第３収斂レンズと、第１発散レンズと第２収斂レンズ
との間に配置された絞りからなり、次の条件を満足する
ことを特徴とするものである。
（１）−4.0＜f1/f＜−1.1 （２）0.03＜d2/f＜0.12 （３）0.7＜d3/f＜1.6 （４）ν３−ν４＞21 ただし、ｆは全系の焦点距離、f1は第１発散レンズの
焦点距離、d2は第１発散レンズと第２収斂レンズの間
隔、d3は第２収斂レンズの厚み、ν3,ν４は夫々接合第
３収斂レンズの物体側の正レンズと像側の負のレンズの
アッベ数である。
焦点距離、d2は第１発散レンズと第２収斂レンズの間
隔、d3は第２収斂レンズの厚み、ν3,ν４は夫々接合第
３収斂レンズの物体側の正レンズと像側の負のレンズの
アッベ数である。
本発明は、このように構成されてなるものであるが、
後述する実施例に基づき具体的に説明すると、前記第１
発散レンズは物体側の面が平面もしくは大きな曲率半径
を持つレンズであり、前記第２収斂レンズは物体側の面
が平面のレンズである。また、絞りは第２収斂レンズの
物体側の平面と第１発散レンズとの間に挾む形で配置さ
れている。
後述する実施例に基づき具体的に説明すると、前記第１
発散レンズは物体側の面が平面もしくは大きな曲率半径
を持つレンズであり、前記第２収斂レンズは物体側の面
が平面のレンズである。また、絞りは第２収斂レンズの
物体側の平面と第１発散レンズとの間に挾む形で配置さ
れている。
e.作用 本発明の内視鏡対物レンズは、第１発散レンズと第２
収斂レンズの間隔を、条件（２）のように絞りをはさん
で配置できる程度に比較的短くすることで、口径比1:2.
5〜2.8程度と明るくしたにも拘らず、レンズの外径を小
さく、結像面までの全長が短くできたのである。
収斂レンズの間隔を、条件（２）のように絞りをはさん
で配置できる程度に比較的短くすることで、口径比1:2.
5〜2.8程度と明るくしたにも拘らず、レンズの外径を小
さく、結像面までの全長が短くできたのである。
以下、上記各条件について説明する。
条件（１）は、第１発散レンズの焦点距離の範囲を示
し、適度な歪曲収差の視野角を実現し、バックフォーカ
スが余り長くならないようにするための条件である。こ
の条件（１）の下限を越えて第１発散レンズの負の屈折
力が強くなると、視野角は広くなるが、負の歪曲収差が
急激に増大するばかりでなく、バックフォーカスが長く
なるのでレンズ全長が長くなり好ましくない。逆に上限
を越えて負の屈折力が弱くなると、視野角が狭くなり過
ぎるので内視鏡対物レンズとしては適さなくなる。
し、適度な歪曲収差の視野角を実現し、バックフォーカ
スが余り長くならないようにするための条件である。こ
の条件（１）の下限を越えて第１発散レンズの負の屈折
力が強くなると、視野角は広くなるが、負の歪曲収差が
急激に増大するばかりでなく、バックフォーカスが長く
なるのでレンズ全長が長くなり好ましくない。逆に上限
を越えて負の屈折力が弱くなると、視野角が狭くなり過
ぎるので内視鏡対物レンズとしては適さなくなる。
条件（２）は、本発明の最も特徴とする条件であり、
第１発散レンズと第２収斂レンズの間隔の範囲を示した
もので、レンズの外径を小さくすると共に、レンズの全
長を短くするための条件である。また、この条件（２）
で示される間隔の範囲は、絞り板を直接第１発散レンズ
と第２収斂レンズで挾んで組立ることができる程度の間
隔であるため、組立時の構造が容易となり、コストダウ
ンの効果が期待できるものである。この条件（２）の下
限を越えると、絞り板を挾むスペースがなくなるので、
絞りは第２収斂レンズの物体側の面に蒸着等により設け
なければならないため、コストアップにつながり好まし
くない。加えて、第１発散レンズの像側の凹面の径が小
さくなり、口径比1:2.5〜2.8程度の光束を含むことでき
なくなるので、本発明の目的が達成できなくなる。逆に
上限を越えると、レンズ全長が長くなるばかりでなく、
第2,第３収斂レンズは第１発散レンズからの発散光が入
射できる大きさを必要とするため、第2,第３収斂のレン
ズの外径が大きくなってしまう。
第１発散レンズと第２収斂レンズの間隔の範囲を示した
もので、レンズの外径を小さくすると共に、レンズの全
長を短くするための条件である。また、この条件（２）
で示される間隔の範囲は、絞り板を直接第１発散レンズ
と第２収斂レンズで挾んで組立ることができる程度の間
隔であるため、組立時の構造が容易となり、コストダウ
ンの効果が期待できるものである。この条件（２）の下
限を越えると、絞り板を挾むスペースがなくなるので、
絞りは第２収斂レンズの物体側の面に蒸着等により設け
なければならないため、コストアップにつながり好まし
くない。加えて、第１発散レンズの像側の凹面の径が小
さくなり、口径比1:2.5〜2.8程度の光束を含むことでき
なくなるので、本発明の目的が達成できなくなる。逆に
上限を越えると、レンズ全長が長くなるばかりでなく、
第2,第３収斂レンズは第１発散レンズからの発散光が入
射できる大きさを必要とするため、第2,第３収斂のレン
ズの外径が大きくなってしまう。
条件（３）は、第２収斂レンズの肉厚の範囲を示し、
ファイバーの入射端面にレンズの主光線をできるだけ垂
直に近い状態で入射させるために、第３収斂レンズに入
射する光線の高さをイメージサークル程度に高くするた
めに必要な条件である。このように結像面に垂直入射す
る、つまり軸外の主光線が光軸に平行である場合をテレ
セントリックな光学系というが、この条件（３）の下限
を越えて肉厚が薄くなると、第３収斂レンズに入射する
光線を高くできなくなるので、テレセントリックにする
のが非常に困難になり好ましくない。逆に上限を越えて
肉厚が厚くなり過ぎると、同様にテレセントリックにす
るのが困難になるばかりでなく、レンズ全長が長くなる
と同時にレンズの外径が大きくなるのでコンパクト性に
欠け、本発明の目的から外れることになる。
ファイバーの入射端面にレンズの主光線をできるだけ垂
直に近い状態で入射させるために、第３収斂レンズに入
射する光線の高さをイメージサークル程度に高くするた
めに必要な条件である。このように結像面に垂直入射す
る、つまり軸外の主光線が光軸に平行である場合をテレ
セントリックな光学系というが、この条件（３）の下限
を越えて肉厚が薄くなると、第３収斂レンズに入射する
光線を高くできなくなるので、テレセントリックにする
のが非常に困難になり好ましくない。逆に上限を越えて
肉厚が厚くなり過ぎると、同様にテレセントリックにす
るのが困難になるばかりでなく、レンズ全長が長くなる
と同時にレンズの外径が大きくなるのでコンパクト性に
欠け、本発明の目的から外れることになる。
条件（４）は、接合レンズの第３収斂レンズの正レン
ズと負レンズの分散値の差を示す色収差補正のための条
件である。本発明の内視鏡対物レンズは、第１発散レン
ズと第２収斂レンズでは色消し作用がないため、第３収
斂レンズを物体側に凸面を有した正レンズと負レンズの
接合レンズとして色収差を補正しているが、口径比が1:
2.5〜2.8程度と明るく、光束が大きいため、接合第３収
斂レンズの正のレンズのコバ厚を加工組立上必要な厚さ
とするためには、接合面の曲率半径を−2.2＜r6/f＜−
0.89の範囲にするのが望ましく、この範囲で色収差の補
正が可能となる条件が条件（４）である。従って、条件
（４）を満足しない場合は、特に倍率色収差が大きく残
り、結像性能が不充分となるため内視鏡対物レンズに適
さなくなる。
ズと負レンズの分散値の差を示す色収差補正のための条
件である。本発明の内視鏡対物レンズは、第１発散レン
ズと第２収斂レンズでは色消し作用がないため、第３収
斂レンズを物体側に凸面を有した正レンズと負レンズの
接合レンズとして色収差を補正しているが、口径比が1:
2.5〜2.8程度と明るく、光束が大きいため、接合第３収
斂レンズの正のレンズのコバ厚を加工組立上必要な厚さ
とするためには、接合面の曲率半径を−2.2＜r6/f＜−
0.89の範囲にするのが望ましく、この範囲で色収差の補
正が可能となる条件が条件（４）である。従って、条件
（４）を満足しない場合は、特に倍率色収差が大きく残
り、結像性能が不充分となるため内視鏡対物レンズに適
さなくなる。
f.実施例 以下、本発明の実施例のデータを示す。ここで、FNO
は口径比、ｆは全系の焦点距離、ωは半画角、fBはバッ
クフォーカス、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ
厚またはレンズ間隔、Ｎは各レンズの屈曲率、νは各レ
ンズのアッベ数である。
は口径比、ｆは全系の焦点距離、ωは半画角、fBはバッ
クフォーカス、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ
厚またはレンズ間隔、Ｎは各レンズの屈曲率、νは各レ
ンズのアッベ数である。
〔実施例１〕 FNO＝1:2.8 ｆ＝0.861 物体距離 ５ ω＝51゜ fB＝0.551 面No. ｒ ｄ Ｎ ν １ ∞ 0.46 1.51633 64.1 ２ 0.814 0.07 ３ ∞ 1.10 1.77250 49.6 ４ −0.842 0.09 ５ 2.200 1.00 1.77250 49.6 ６ −1.000 0.40 1.84666 23.9 ７ −8.800 〔実施例２〕 FNO＝1:2.8 ｆ＝0.803 物体距離 10 ω＝60゜ fB＝0.420 面No. ｒ ｄ Ｎ ν １ ∞ 0.47 1.51633 64.1 ２ 0.860 0.06 ３ ∞ 1.08 1.77250 49.6 ４ −0.842 0.10 ５ 1.700 0.94 1.77250 49.6 ６ −1.700 0.30 1.84666 23.9 ７ 20.902 〔実施例３〕 FNO＝1:2.8 ｆ＝1.051 物体距離 10 ω＝60゜ fB＝0.482 面No. ｒ ｄ Ｎ ν １ ∞ 0.40 1.51633 64.1 ２ 0.787 0.07 ３ ∞ 1.29 1.77250 49.6 ４ −1.008 0.10 ５ 2.000 1.63 1.62041 60.3 ６ −1.300 0.30 1.84666 23.9 ７ −4.282 〔実施例４〕 FNO＝1:2.5 ｆ＝1.068 物体距離 ８ ω＝37゜ fB＝0.616 面No. ｒ ｄ Ｎ ν １ 16.900 0.39 1.51633 64.1 ２ 1.800 0.05 ３ ∞ 0.90 1.74100 52.7 ４ −0.860 0.10 ５ 5.630 0.90 1.69680 55.5 ６ −1.000 0.40 1.84666 23.9 ７ −2.200 〔実施例５〕 FNO＝1:2.8 ｆ＝1.011 物体距離 10 ω＝57゜ fB＝0.618 面No. ｒ ｄ Ｎ ν １ 4.044 0.30 1.51633 64.1 ２ 0.713 0.07 ３ ∞ 1.00 1.77250 49.6 ４ −0.800 0.09 ５ 4.995 1.21 1.72916 54.7 ６ −0.930 0.30 1.84666 23.9 ７ −2.589 次に各実施例の条件式の数値を示す。
g.効果 以上説明したように、本発明によれば、３群４枚構成
の内視鏡対物レンズにおいて、上記各条件を満足するよ
うに構成したため、レンズ外径が小さく、且つ全長が短
い、しかも口径比が1:2.5〜2.8と明るいレンズ系を得る
ことができる。更に、第１発散レンズ，第２収斂レンズ
の物体側の面を平面とすれば、レンズ加工が容易である
ためコストダウンが計れる。加えて、第１発散レンズと
第２収斂レンズとの間に絞りを挾む形で配置できるの
で、絞りは安定した状態で組立ができ、組立が比較的容
易となる。
の内視鏡対物レンズにおいて、上記各条件を満足するよ
うに構成したため、レンズ外径が小さく、且つ全長が短
い、しかも口径比が1:2.5〜2.8と明るいレンズ系を得る
ことができる。更に、第１発散レンズ，第２収斂レンズ
の物体側の面を平面とすれば、レンズ加工が容易である
ためコストダウンが計れる。加えて、第１発散レンズと
第２収斂レンズとの間に絞りを挾む形で配置できるの
で、絞りは安定した状態で組立ができ、組立が比較的容
易となる。
第1,3,5,7,9図は、夫々本発明の実施例1,2,3,4,5の内視
鏡対物レンズの断面図、 第2,4,6,8,10図は、夫々本発明の実施例1,2,3,4,5の収
差曲線図である。
鏡対物レンズの断面図、 第2,4,6,8,10図は、夫々本発明の実施例1,2,3,4,5の収
差曲線図である。
Claims (4)
- 【請求項１】物体側より順に、像側に凹面を向けた第１
発散レンズと、像側に凸面を向けた第２収斂レンズと、
両凸正レンズと負レンズとを接合した第３収斂レンズ
と、第１発散レンズと第２収斂レンズとの間に配置され
た絞りからなり、次の条件を満足することを特徴とする
内視鏡対物レンズ。 （１）−4.0＜f1/f＜−1.1 （２）0.03＜d2/f＜0.12 （３）0.7＜d3/f＜1.6 （４）ν３−ν４＞21 ただし、ｆは全系の焦点距離、f1は第１発散レンズの焦
点距離、d2は第１発散レンズと第２収斂レンズの間隔、
d3は第２収斂レンズの厚み、ν3,ν４は夫々接合第３収
斂レンズの物体側の正レンズと像側の負のレンズのアッ
ベ数である。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、第１発散
レンズは物体側の面が平面もしくは大きな曲率半径をも
つレンズであることを特徴とする内視鏡対物レンズ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、第２収斂
レンズは物体側の面が平面のレンズであることを特徴と
する内視鏡対物レンズ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、絞りは第
１発散レンズと第２収斂レンズに挾まれて配置されてい
ることを特徴とする内視鏡対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117629A JP2563175B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 内視鏡対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117629A JP2563175B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 内視鏡対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281112A JPS63281112A (ja) | 1988-11-17 |
| JP2563175B2 true JP2563175B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14716453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117629A Expired - Fee Related JP2563175B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 内視鏡対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563175B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353164A (en) * | 1992-10-30 | 1994-10-04 | At&T Bell Laboratories | Objective lens for a free-space photonic switching system |
| JP2002365535A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
| WO2013077139A1 (ja) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡対物光学系 |
| TWI512321B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-12-11 | E Pin Optical Industry Co Ltd | 廣角鏡頭及其攝像單元與監視裝置 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62117629A patent/JP2563175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63281112A (ja) | 1988-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |