JP2652637B2 - 内視鏡対物レンズ - Google Patents
内視鏡対物レンズInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2423—Optical details of the distal end
- G02B23/243—Objectives for endoscopes
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Description
【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、倍率色収差が良好に補正された内視鏡の対
物レンズに関するものである。
物レンズに関するものである。
b.従来技術およびその問題点 内視鏡の対物レンズは、内視鏡の先端部に照明光学系
や送気,送水用のチャンネルと共に組み込まれることを
考慮して、レンズ外径,レンズ全長を極力コンパクトに
する必要がある。
や送気,送水用のチャンネルと共に組み込まれることを
考慮して、レンズ外径,レンズ全長を極力コンパクトに
する必要がある。
そこで本出願人は、第26図に示すような3群4枚構成
のコンパクトな内視鏡対物レンズの発明を、昭和62年5
月14日付の特願昭62−117629号(以下、先発明Aとい
う)にて提案した。また、その先発明Aを改良し、第28
図に示すような、倍率色収差をより良好に補正した発明
を、昭和62年5月22日付の特願昭62−125381号(以下、
先発明Bという)にて提案した。
のコンパクトな内視鏡対物レンズの発明を、昭和62年5
月14日付の特願昭62−117629号(以下、先発明Aとい
う)にて提案した。また、その先発明Aを改良し、第28
図に示すような、倍率色収差をより良好に補正した発明
を、昭和62年5月22日付の特願昭62−125381号(以下、
先発明Bという)にて提案した。
しかしながら、これらの先発明A,Bあっては、コンパ
クト化を達成しているため、3群4枚という必要最小限
の構成であり、色消しのためのレンズとしては像側に配
置された接合正レンズしか導入されておらず、倍率の色
収差の補正に関しては必ずしも満足のいくものではなか
った。
クト化を達成しているため、3群4枚という必要最小限
の構成であり、色消しのためのレンズとしては像側に配
置された接合正レンズしか導入されておらず、倍率の色
収差の補正に関しては必ずしも満足のいくものではなか
った。
先発明A,Bの色消し状況について説明すると、第26
図,第28図に示したように、接合正レンズ内に深い接合
面を設ける手法が採られている。
図,第28図に示したように、接合正レンズ内に深い接合
面を設ける手法が採られている。
先発明A(第26図)の場合には、接合面の曲率中心が
絞り側にあるため、軸外光束の接合面への入射が垂直に
近くなり、波長の差による屈折差がさほど大きくなく、
軸上色収差には効果が高いが、倍率色収差には効果は少
ないものであった。これを更に効果を上げるために接合
面の曲率を強くすると、負レンズはメニスカスの度が強
くなり、正レンズはレンズのコバ厚が少なくなるため、
特に微小な内視鏡対物レンズでは製造(加工)が困難も
しくは不可能となってしまう。一方、加工可能なコバ厚
を確保するために、より厚肉化を計ると、光学系全体の
大型化につながり、内視鏡光学系としては極めて不適切
な構造となってしまう。
絞り側にあるため、軸外光束の接合面への入射が垂直に
近くなり、波長の差による屈折差がさほど大きくなく、
軸上色収差には効果が高いが、倍率色収差には効果は少
ないものであった。これを更に効果を上げるために接合
面の曲率を強くすると、負レンズはメニスカスの度が強
くなり、正レンズはレンズのコバ厚が少なくなるため、
特に微小な内視鏡対物レンズでは製造(加工)が困難も
しくは不可能となってしまう。一方、加工可能なコバ厚
を確保するために、より厚肉化を計ると、光学系全体の
大型化につながり、内視鏡光学系としては極めて不適切
な構造となってしまう。
また先発明B(第28図)の場合には、接合面の曲率中
心が絞りと反対側にあるため、軸外光束の接合面への入
射角度が垂直より大きく外れるので波長の差による屈折
差が大きくなり、軸上色収差はもとより倍率色収差への
効果も期待できる。しかしながら、この効果を更に高め
ようとすれば、先発明Aの場合と同様に、正レンズ,負
レンズの製造上の困難度が増加する、或は大型化になる
等の問題が内在するばかりでなく、接合面において、軸
外光束の入射が接合面法線に対してより大きな角度とな
るため、コマ収差が発生し易くなる場合があるのに加
え、全反射が生じ易くなり、それを避けるためには接合
面の曲率半径も適当な値で妥協せざるを得ないという設
計上の基本的な状況も含むものであった。
心が絞りと反対側にあるため、軸外光束の接合面への入
射角度が垂直より大きく外れるので波長の差による屈折
差が大きくなり、軸上色収差はもとより倍率色収差への
効果も期待できる。しかしながら、この効果を更に高め
ようとすれば、先発明Aの場合と同様に、正レンズ,負
レンズの製造上の困難度が増加する、或は大型化になる
等の問題が内在するばかりでなく、接合面において、軸
外光束の入射が接合面法線に対してより大きな角度とな
るため、コマ収差が発生し易くなる場合があるのに加
え、全反射が生じ易くなり、それを避けるためには接合
面の曲率半径も適当な値で妥協せざるを得ないという設
計上の基本的な状況も含むものであった。
更に、色消しを行うために、先発明A,B共に、接合レ
ンズを更に一枚付加することも考えられるが、内視鏡対
物レンズとしては極力コンパクトにすることが重要なの
で必ずしも最適とは言い難い。
ンズを更に一枚付加することも考えられるが、内視鏡対
物レンズとしては極力コンパクトにすることが重要なの
で必ずしも最適とは言い難い。
以上のように、先発明A,Bにおいて、更に倍率色収差
を良好に補正しようとすると、製造上の問題や大型化の
問題があった。
を良好に補正しようとすると、製造上の問題や大型化の
問題があった。
ところで、内視鏡対物レンズにおける倍率色収差は、
ファイバーのコア間隔(撮像素子を使った電子内視鏡の
場合は撮像素子の1画素に相当する寸法)を目安とし
て、出来るだけ小さな値とすることが望ましく、倍率色
収差の補正が不十分な場合には、伝達される画像は特に
像の周辺部分での色のにじみが目立ち画質の低下を招
き、像の不良を感ずると共に、正しい観察(医療診断)
の妨げとなる問題を生ずることもある。
ファイバーのコア間隔(撮像素子を使った電子内視鏡の
場合は撮像素子の1画素に相当する寸法)を目安とし
て、出来るだけ小さな値とすることが望ましく、倍率色
収差の補正が不十分な場合には、伝達される画像は特に
像の周辺部分での色のにじみが目立ち画質の低下を招
き、像の不良を感ずると共に、正しい観察(医療診断)
の妨げとなる問題を生ずることもある。
内視鏡に用いられるファイバーのコア間隔は、一般に
10μ程度であるが、近年ではファイバーの製造技術の向
上に伴い、より細いものが製造できるようになり、イメ
ージガイドとしてのファイバー自身の解像力は高くなる
傾向である。従って、内視鏡対物レンズの倍率色収差も
極力少なく抑え、高画質(高コントラスト,高解像力)
としておく必要性が高くなっている。
10μ程度であるが、近年ではファイバーの製造技術の向
上に伴い、より細いものが製造できるようになり、イメ
ージガイドとしてのファイバー自身の解像力は高くなる
傾向である。従って、内視鏡対物レンズの倍率色収差も
極力少なく抑え、高画質(高コントラスト,高解像力)
としておく必要性が高くなっている。
c.目的 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、レンズの
構成の大幅な変更をすることなしに、つまりコンパクト
化を保ったままで、倍率色収差を良好に補正すると共
に、加工性にも優れた内視鏡対物レンズを提供すること
を目的とする。
構成の大幅な変更をすることなしに、つまりコンパクト
化を保ったままで、倍率色収差を良好に補正すると共
に、加工性にも優れた内視鏡対物レンズを提供すること
を目的とする。
d.問題点の解決手段 本発明の内視鏡対物レンズは、物体側より順に、像側
の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直後に絞
り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、平行平面
ガラスと、凸面を像側に向けた平凸レンズとの密着ある
いは貼り合わせレンズから構成し、 前記平行平面ガラスをアッベ数をν2、前記平凸レン
ズのアッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関
係を満足するように前記平行平面ガラスおよび前記平凸
レンズにν値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とす
る、 また、かかる特徴を有する内視鏡対物レンズは、前記
収斂レンズの像側に配置された少なくとも一つの接合正
レンズを備え、前記接合正レンズは、物体側から、像側
に凸面を向けた正レンズと、負レンズから構成され、前
記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ数
をνnとするとき、νp>νnの関係を満足することを
特徴とする。
の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直後に絞
り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、平行平面
ガラスと、凸面を像側に向けた平凸レンズとの密着ある
いは貼り合わせレンズから構成し、 前記平行平面ガラスをアッベ数をν2、前記平凸レン
ズのアッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関
係を満足するように前記平行平面ガラスおよび前記平凸
レンズにν値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とす
る、 また、かかる特徴を有する内視鏡対物レンズは、前記
収斂レンズの像側に配置された少なくとも一つの接合正
レンズを備え、前記接合正レンズは、物体側から、像側
に凸面を向けた正レンズと、負レンズから構成され、前
記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ数
をνnとするとき、νp>νnの関係を満足することを
特徴とする。
さらに、前記収斂レンズの像側に配置された少なくと
も一つの接合正レンズを備え、前記接合正レンズは、物
体側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズか
ら構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レ
ンズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を
満足することを特徴とする。
も一つの接合正レンズを備え、前記接合正レンズは、物
体側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズか
ら構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レ
ンズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を
満足することを特徴とする。
本第2の発明の内視鏡対物レンズは、物体側より順
に、像側の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直
後に絞り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、像側の面
を曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、曲率の大きい
方の面を像側に向けた凸レンズとの密着あるいは貼り合
わせレンズから構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記凸レンズのア
ッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満
足するように前記平凹レンズおよび前記平凸レンズにν
値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする。
に、像側の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直
後に絞り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、像側の面
を曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、曲率の大きい
方の面を像側に向けた凸レンズとの密着あるいは貼り合
わせレンズから構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記凸レンズのア
ッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満
足するように前記平凹レンズおよび前記平凸レンズにν
値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする。
さらに、前記収斂レンズの像側に配置された少なくと
も一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物
体側から、像側に凸面を向けた正レンズと、負レンズか
ら構成され、前記正レンズのアッベ数をνp、前記負レ
ンズのアッベ数をνnとするとき、νp>νnの関係を
満足することを特徴とする。
も一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物
体側から、像側に凸面を向けた正レンズと、負レンズか
ら構成され、前記正レンズのアッベ数をνp、前記負レ
ンズのアッベ数をνnとするとき、νp>νnの関係を
満足することを特徴とする。
また、前記収斂レンズの像側に配置された少なくとも
一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物体
側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズから
構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レン
ズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を満
足することを特徴とする。
一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物体
側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズから
構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レン
ズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を満
足することを特徴とする。
本第3の発明の内視鏡対物レンズでは、物体側より順
に、像側の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直
後に絞り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、物体側の
面を曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、像側に凸面
を向けた平凸レンズとの密着あるいは貼り合わせレンズ
から構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記凸レンズのア
ッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満
足するように前記平凹レンズおよび前記平凸レンズにν
値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする。
に、像側の面が凹面の発散レンズ、この発散レンズの直
後に絞り、この絞りの直後に収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、物体側の
面を曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、像側に凸面
を向けた平凸レンズとの密着あるいは貼り合わせレンズ
から構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記凸レンズのア
ッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満
足するように前記平凹レンズおよび前記平凸レンズにν
値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする。
さらに、本第3の発明の内視鏡対物レンズでは、前記
収斂レンズの像側に配置された少なくとも一つの接合正
レンズを備え、この接合正レンズは、物体側から、像側
に凸面を向けた正レンズと、負レンズから構成され、前
記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ数
をνnとするとき、νp>νnの関係を満足することを
特徴とする。
収斂レンズの像側に配置された少なくとも一つの接合正
レンズを備え、この接合正レンズは、物体側から、像側
に凸面を向けた正レンズと、負レンズから構成され、前
記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ数
をνnとするとき、νp>νnの関係を満足することを
特徴とする。
また、前記収斂レンズの像側に配置された少なくとも
一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物体
側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズから
構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レン
ズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を満
足することを特徴とする。
一つの接合正レンズを備え、この接合正レンズは、物体
側から、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズから
構成され、前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レン
ズのアッベ数をνpとするとき、νn<νpの関係を満
足することを特徴とする。
e.作用と効果 本発明は、絞り直後の収斂レンズを、ν値の異なる第
1の光学要素(平行平面ガラス)と第2の光学要素(像
側に凸面を向けた平凸レンズ)とで分割し、その平行平
面ガラスの屈折面に倍率色収差の補正効果を持たせたも
のである。
1の光学要素(平行平面ガラス)と第2の光学要素(像
側に凸面を向けた平凸レンズ)とで分割し、その平行平
面ガラスの屈折面に倍率色収差の補正効果を持たせたも
のである。
内視鏡対物レンズは元来、包括する入射角度が大き
く、このため第25図(第25図の詳しい説明は後述する)
からも明らかなように、絞りの前の発散レンズの軸外の
射出光線は、絞りの直後の収斂レンズに対して大きな角
度で入射するが、その入射側には平行平面ガラスを用い
ているため、前記屈折面における倍率色収差の補正効果
が大きい。また前記発散レンズからの軸外光線の角度が
大きいにも拘らず、度のない平行平面ガラスであるた
め、偏心,シフト(横ずれ)による収差の変化に影響が
ない、製造誤差に強いものとすることができる。
く、このため第25図(第25図の詳しい説明は後述する)
からも明らかなように、絞りの前の発散レンズの軸外の
射出光線は、絞りの直後の収斂レンズに対して大きな角
度で入射するが、その入射側には平行平面ガラスを用い
ているため、前記屈折面における倍率色収差の補正効果
が大きい。また前記発散レンズからの軸外光線の角度が
大きいにも拘らず、度のない平行平面ガラスであるた
め、偏心,シフト(横ずれ)による収差の変化に影響が
ない、製造誤差に強いものとすることができる。
更に、内視鏡対物レンズは、先発明A(第26図)など
のレンズ構成図で分かるように、絞り直後の収斂レンズ
はレンズ厚が比較的大きくとられている。その理由は、
内視鏡対物レンズでは、ファイバー端面への入射光束が
ファイバー周端に近い光束でも、ファイバー端面に出来
るだけ垂直に入射させたいためである。なぜなら、ファ
イバーのN.A.に比較して強い角度で入射するほど光量が
低下してしまうためである。
のレンズ構成図で分かるように、絞り直後の収斂レンズ
はレンズ厚が比較的大きくとられている。その理由は、
内視鏡対物レンズでは、ファイバー端面への入射光束が
ファイバー周端に近い光束でも、ファイバー端面に出来
るだけ垂直に入射させたいためである。なぜなら、ファ
イバーのN.A.に比較して強い角度で入射するほど光量が
低下してしまうためである。
従って、前記収斂レンズの厚さは、このことに密接に
関連し、第25図(b)の周辺部へ結像する光束を見ても
分かるように、該レンズを出射し最終レンズへ入射する
時に、既にファイバー束の半径の高さに匹敵する程度の
光線高を確保することにより達成される。即ち、絞り直
後の収斂レンズは、軸外光線高が十分高くなるべく厚肉
レンズが用いられる。
関連し、第25図(b)の周辺部へ結像する光束を見ても
分かるように、該レンズを出射し最終レンズへ入射する
時に、既にファイバー束の半径の高さに匹敵する程度の
光線高を確保することにより達成される。即ち、絞り直
後の収斂レンズは、軸外光線高が十分高くなるべく厚肉
レンズが用いられる。
このように絞り直後の収斂レンズは予め厚みが確保さ
れているため、2つに分割できる余地が十分与えられて
いる。従って、本発明が意図するこのレンズの分割は、
先発明A,Bにおける絞り直後の収斂レンズと同様なサイ
ズ内で処理されるため、内視鏡対物レンズとして最も重
要なコンパクト性を損なうことなく、倍率色収差の改善
が達成できたものである。
れているため、2つに分割できる余地が十分与えられて
いる。従って、本発明が意図するこのレンズの分割は、
先発明A,Bにおける絞り直後の収斂レンズと同様なサイ
ズ内で処理されるため、内視鏡対物レンズとして最も重
要なコンパクト性を損なうことなく、倍率色収差の改善
が達成できたものである。
今まで、内視鏡対物レンズにおいて、絞り直後の収斂
レンズを、第1の光学要素である平行平面ガラスで分割
した例で説明して来たが、第1の光学要素に僅かに度が
ある負レンズを用いても、また第1の光学要素と第2の
光学要素は僅かに分離しても、倍率色収差の補正には同
様な効果があることは勿論である。
レンズを、第1の光学要素である平行平面ガラスで分割
した例で説明して来たが、第1の光学要素に僅かに度が
ある負レンズを用いても、また第1の光学要素と第2の
光学要素は僅かに分離しても、倍率色収差の補正には同
様な効果があることは勿論である。
尚、平行平面ガラスであれば、芯取りが不要であり、
平面研磨でよいため加工が容易で量産性に富んでいるの
で、コスト的には好都合である。また、第1,第2の光学
要素は、密着あるいは貼り合わせの方がコンパクト性を
考慮した場合には好ましく、更に密着の場合には鏡筒内
に2つの光学要素を落し込んで組み立てられるので、製
造コストや組み立て面からはより好ましい。
平面研磨でよいため加工が容易で量産性に富んでいるの
で、コスト的には好都合である。また、第1,第2の光学
要素は、密着あるいは貼り合わせの方がコンパクト性を
考慮した場合には好ましく、更に密着の場合には鏡筒内
に2つの光学要素を落し込んで組み立てられるので、製
造コストや組み立て面からはより好ましい。
以下、本発明の特徴である絞り直後の第1,第2の光学
要素からなる収斂レンズ群のν値の関係について説明す
る。
要素からなる収斂レンズ群のν値の関係について説明す
る。
本発明の絞り直後の収斂レンズ群Gpの第2の光学要素
は、コバ厚を確保するため屈折率を1.7以上とするのが
望ましく、絞りより物体側の発散レンズで発生した色収
差をそれ以上増大させないために分散の少ない硝材の使
用が望まれる。また第1の光学要素には、倍率色収差の
補正効果を高めるために、逆に分散の大きい硝材がよ
い。
は、コバ厚を確保するため屈折率を1.7以上とするのが
望ましく、絞りより物体側の発散レンズで発生した色収
差をそれ以上増大させないために分散の少ない硝材の使
用が望まれる。また第1の光学要素には、倍率色収差の
補正効果を高めるために、逆に分散の大きい硝材がよ
い。
今まで内視鏡対物レンズの色消しのために用いられて
いる像側に配置された接合正レンズ単独では倍率色収差
の補正に限界があったが、本発明では、絞り直後の収斂
レンズをν値の異なる第1,第2の光学要素に分割し、そ
の収斂レンズ群によっても倍率色収差を補正するように
したため、全系の倍率色収差は十分満足のいく程度に小
さく抑えることができたものである。
いる像側に配置された接合正レンズ単独では倍率色収差
の補正に限界があったが、本発明では、絞り直後の収斂
レンズをν値の異なる第1,第2の光学要素に分割し、そ
の収斂レンズ群によっても倍率色収差を補正するように
したため、全系の倍率色収差は十分満足のいく程度に小
さく抑えることができたものである。
実際的には、第1の光学要素のアッベ数をν2,第2の
光学要素のアッベ数をν3とする時、ν2<ν3なる関
係を満足するよう構成する必要があり、より色消し効果
を持たせるためには、ν2−ν3≦−15とするのが望ま
しい。つまりν2>ν3では逆にこの収斂レンズ群で倍
率色収差が発生してしまうし、ν2=ν3では1枚の収
斂レンズと変わりがないため分割した意味(色消しの効
果)がなく、またν2−ν3≦−15を満足しない場合、
倍率色収差の効果がない訳ではないが、より大きな効果
は期待できなくなる。
光学要素のアッベ数をν3とする時、ν2<ν3なる関
係を満足するよう構成する必要があり、より色消し効果
を持たせるためには、ν2−ν3≦−15とするのが望ま
しい。つまりν2>ν3では逆にこの収斂レンズ群で倍
率色収差が発生してしまうし、ν2=ν3では1枚の収
斂レンズと変わりがないため分割した意味(色消しの効
果)がなく、またν2−ν3≦−15を満足しない場合、
倍率色収差の効果がない訳ではないが、より大きな効果
は期待できなくなる。
次に、絞り直後の収斂レンズ群Gpの後に配置される接
合正レンズについて説明する。この接合正レンズは、正
レンズと負レンズを接合してなるものであり、該正レン
ズと負レンズのそれぞれのアッベ数をνp,νnとする
時、色収差の補正条件としては、νp>νnを満足する
必要がある。尚、この接合正レンズの加工を容易にする
こと、つまり前記正レンズのコバ厚を適度な厚さとする
ために、接合正レンズの接合面の曲率半径を比較的大き
くして前記正レンズの度をゆるくしても十分な色収差の
補正が可能となるように、前記正レンズと負レンズの硝
材にはνp−νn>25を満足するものを選択することが
望ましい。
合正レンズについて説明する。この接合正レンズは、正
レンズと負レンズを接合してなるものであり、該正レン
ズと負レンズのそれぞれのアッベ数をνp,νnとする
時、色収差の補正条件としては、νp>νnを満足する
必要がある。尚、この接合正レンズの加工を容易にする
こと、つまり前記正レンズのコバ厚を適度な厚さとする
ために、接合正レンズの接合面の曲率半径を比較的大き
くして前記正レンズの度をゆるくしても十分な色収差の
補正が可能となるように、前記正レンズと負レンズの硝
材にはνp−νn>25を満足するものを選択することが
望ましい。
最後に、本発明の特徴である絞り直後の収斂レンズ群
の倍率色収差の補正効果について、この収斂レンズ群が
平行平面ガラス(第1の光学要素)と平凸レンズ(第2
の光学要素)で構成された第25図を用いて説明する。こ
の第25図は、基準波長のd線とg線の光線追跡を示して
いて、d線に対するg線のずれ量を拡大(誇張)して表
わしたものである。第25図(a)は平行平面ガラスの分
散が無い場合を想定して計算したもので、この場合のg
線は結像面に図のように光軸側に大きくずれていて、倍
率色収差が残っていることが分かる。第25図(b)は同
一のレンズデータで平行平面ガラスのアッベ数が23.9の
時の正規の計算をしたもので、図のように結像面でg線
はd線と一致しており、倍率色収差が補正されているこ
とが分かる。
の倍率色収差の補正効果について、この収斂レンズ群が
平行平面ガラス(第1の光学要素)と平凸レンズ(第2
の光学要素)で構成された第25図を用いて説明する。こ
の第25図は、基準波長のd線とg線の光線追跡を示して
いて、d線に対するg線のずれ量を拡大(誇張)して表
わしたものである。第25図(a)は平行平面ガラスの分
散が無い場合を想定して計算したもので、この場合のg
線は結像面に図のように光軸側に大きくずれていて、倍
率色収差が残っていることが分かる。第25図(b)は同
一のレンズデータで平行平面ガラスのアッベ数が23.9の
時の正規の計算をしたもので、図のように結像面でg線
はd線と一致しており、倍率色収差が補正されているこ
とが分かる。
この第1の光学要素(平行平面ガラス)は、第25図
(b)より明らかなように、設計基準の波長より、短い
波長の光線を光軸側に、長い波長の光線を外側に屈折さ
せる作用があり、最終的に結像面での倍率色収差を少な
く抑えることを可能とするものであり、第1の光学要素
での基準波長に対する屈折角の差が大きい程、つまり分
散が大きい程、色消し効果が大きいので、アッベ数は30
以下のものが望ましい。
(b)より明らかなように、設計基準の波長より、短い
波長の光線を光軸側に、長い波長の光線を外側に屈折さ
せる作用があり、最終的に結像面での倍率色収差を少な
く抑えることを可能とするものであり、第1の光学要素
での基準波長に対する屈折角の差が大きい程、つまり分
散が大きい程、色消し効果が大きいので、アッベ数は30
以下のものが望ましい。
先発明A,Bのそれぞれの収差図を第27図,第29図に示
したが、本発明の実施例の収差図と比較すると、倍率色
収差は本発明では先発明A,Bそれぞれに対し半分程度に
改善されており、先発明と同程度の収差の時は、接合正
レンズの接合面は曲率がゆるいため製造が容易となって
いる。
したが、本発明の実施例の収差図と比較すると、倍率色
収差は本発明では先発明A,Bそれぞれに対し半分程度に
改善されており、先発明と同程度の収差の時は、接合正
レンズの接合面は曲率がゆるいため製造が容易となって
いる。
f.実施例 以下、本発明の実施例のデータを記載する。ここで、
FNOはFナンバー,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d−lineの屈折率,
νは各レンズのアッベ数である。
FNOはFナンバー,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d−lineの屈折率,
νは各レンズのアッベ数である。
〔実施例1〕 FNO=1:2.8 f=0.869 物体距離 5 ω=50゜ fB=0.586 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.676 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.84 1.72916 54.7 5 −0.824 0.05 6 1.877 1.20 1.72916 54.7 7 −0.950 0.30 1.84666 23.9 8 −10.794 〔実施例2〕 FNO=1:2.8 f=1.013 物体距離 10 ω=60゜ fB=0.879 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 0.964 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.80 1.72916 54.7 5 −0.820 0.05 6 5.515 0.90 1.72916 54.7 7 −0.998 0.30 1.84666 23.9 8 −2.824 〔実施例3〕 FNO=1:2.8 f=0.796 物体距離 10 ω=60゜ fB=0.377 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.630 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.80 1.72916 54.7 5 −0.806 0.05 6 1.800 1.35 1.77250 49.6 7 −0.950 0.30 1.92286 21.3 8 −4.194 〔実施例4〕 FNO=1:2.5 f=0.869 物体距離 5 ω=50゜ fB=0.513 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.692 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 6.000 0.84 1.72916 54.7 5 −0.824 0.05 6 1.814 1.30 1.72916 54.7 7 −0.953 0.30 1.84666 23.9 8 −21.633 〔実施例5〕 FNO=1:2.8 f=0.869 物体距離 5 ω=50゜ fB=0.530 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.674 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.02 5 ∞ 0.78 1.72916 54.7 6 −0.821 0.05 7 1.849 1.28 1.72916 54.7 8 −0.888 0.30 1.84666 23.9 9 −11.066 〔実施例6〕 FNO=1:2.8 f=0.869 物体距離 5 ω=52゜ fB=0.629 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.715 0.09 3 −7.000 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.86 1.72916 54.7 5 −0.853 0.05 6 1.875 1.29 1.72916 54.7 7 −0.970 0.30 1.84666 23.9 8 −6.141 〔実施例7〕 FNO=1:2.8 f=0.869 物体距離 5 ω=50゜ fB=0.584 面No. r d N ν 1 ∞ 0.45 1.51633 64.1 2 0.676 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.84 1.74400 44.7 5 −0.839 0.05 6 1.877 1.20 1.72916 54.7 7 −0.950 0.30 1.84666 23.9 8 −10.521 〔実施例8〕 FNO=1:2.5 f=1.052 物体距離 13 ω=50゜ fB=1.009 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 1.173 0.11 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.63 1.72916 54.7 5 −0.900 0.05 6 8.749 0.30 1.84666 23.9 7 1.520 0.70 1.72916 54.7 8 −2.000 〔実施例9〕 FNO=1:2.5 f=0.969 物体距離 13 ω=40゜ fB=1.152 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 0.610 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.73 1.72916 54.7 5 −0.806 0.05 6 6.515 0.30 1.84666 23.9 7 1.495 0.77 1.72916 54.7 8 −2.116 〔実施例10〕 FNO=1:2.5 f=0.909 物体距離 13 ω=43゜ fB=0.979 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 0.610 0.07 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.73 1.72916 54.7 5 −0.806 0.05 6 3.752 0.30 1.84666 23.9 7 1.173 0.84 1.72916 54.7 8 −2.200 〔実施例11〕 FNO=1:2.8 f=1.006 物体距離 10 ω=60゜ fB=0.976 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 0.900 0.08 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.80 1.72916 54.7 5 −0.860 0.05 6 4.194 0.30 1.84666 23.9 7 1.184 0.80 1.72916 54.7 8 −2.866 〔実施例12〕 FNO=1:2.8 f=1.006 物体距離 10 ω=60゜ fB=0.972 面No. r d N ν 1 ∞ 0.30 1.51633 64.1 2 0.900 0.08 3 ∞ 0.30 1.84666 23.9 4 ∞ 0.80 1.76200 40.1 5 −0.896 0.05 6 4.194 0.30 1.84666 23.9 7 1.184 0.80 1.72916 54.7 8 −2.844
第1図,第3図,第5図,第7図,第9図,第11図,第
13図,第15図,第17図,第19図,第21図,第23図は、そ
れぞれ本発明の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12のレ
ンズ構成図である。 第2図,第4図,第6図,第8図,第10図,第12図,第
14図,第16図,第18図,第20図,第22図,第24図は、そ
れぞれ本発明の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12の諸
収差図である。 第25図は、本発明の作用を説明するための光線追跡図で
ある。 第26図,第27図は、先発明Aのレンズ構成図と諸収差図
である。 第28図,第29図は、先発明Bのレンズ構成図と諸収差図
である。
13図,第15図,第17図,第19図,第21図,第23図は、そ
れぞれ本発明の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12のレ
ンズ構成図である。 第2図,第4図,第6図,第8図,第10図,第12図,第
14図,第16図,第18図,第20図,第22図,第24図は、そ
れぞれ本発明の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12の諸
収差図である。 第25図は、本発明の作用を説明するための光線追跡図で
ある。 第26図,第27図は、先発明Aのレンズ構成図と諸収差図
である。 第28図,第29図は、先発明Bのレンズ構成図と諸収差図
である。
Claims (9)
- 【請求項1】物体側より順に、像側の面が凹面の発散レ
ンズ、この発散レンズの直後に絞り、この絞りの直後に
収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、平行平面ガ
ラスと、凸面を像側に向けた平凸レンズとの密着あるい
は貼り合わせレンズから構成し、 前記平行平面ガラスのアッベ数をν2、前記平凸レンズ
のアッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係
を満足するように前記平行平面ガラスおよび前記平凸レ
ンズにν値の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする内
視鏡対物レンズ。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の内視鏡対物
レンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくと
も一つの接合正レンズを備え、 前記接合正レンズは、物体側から、像側に凸面を向けた
正レンズと、負レンズから構成され、 前記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ
数をνnとするとき、νp>νnの関係を満足すること
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に記載の内視鏡対物レ
ンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくとも
一つの接合正レンズを備え、 前記接合正レンズは、物体側から、像側に凹面を向けた
負レンズと、正レンズから構成され、 前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レンズのアッベ
数をνpとするとき、νn<νpの関係を満足すること
を特徴とする内視鏡対物レンズ。 - 【請求項4】物体側より順に、像側の面が凹面の発散レ
ンズ、この発散レンズの直後に絞り、この絞りの直後に
収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、像側の面を
曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、曲率の大きい方
の面を像側に向けた凸レンズとの密着あるいは貼り合わ
せレンズから構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記凸レンズのアッ
ベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満足
するように前記平凹レンズおよび前記平凸レンズにν値
の異なる硝材を用いたこと、を特徴とする内視鏡対物レ
ンズ。 - 【請求項5】特許請求の範囲第4項に記載の内視鏡対物
レンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくと
も一つの接合正レンズを備え、 この接合正レンズは、物体側から、像側に凸面を向けた
正レンズと、負レンズから構成され、 前記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ
数をνnとするとき、νp>νnの関係を満足すること
を特徴とする内視鏡対物レンズ。 - 【請求項6】特許請求の範囲第4に記載の内視鏡対物レ
ンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくとも
一つの接合正レンズを備え、 この接合正レンズは、物体側から、像側に凹面を向けた
負レンズと、正レンズから構成され、 前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レンズのアッベ
数をνpとするとき、νn<νpの関係を満足すること
を特徴とする内視鏡対物レンズ。 - 【請求項7】物体側より順に、像側の面が凹面の発散レ
ンズ、この発散レンズの直後に絞り、この絞りの直後に
収斂レンズを備え、 該収斂レンズを、物体側より順に配置した、物体側の面
を曲率が小さい凹面とした平凹レンズと、像側に凸面を
向けた平凸レンズとの密着あるいは貼り合わせレンズか
ら構成し、 前記平凹レンズのアッベ数をν2、前記平凸レンズのア
ッベ数をν3とするとき、ν2−ν3≦−15の関係を満
足するように前記平凹レンズおよび平凸レンズにν値の
異なる硝材を用いたこと、を特徴とする内視鏡対物レン
ズ。 - 【請求項8】特許請求の範囲第7項に記載の内視鏡対物
レンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくと
も一つの接合正レンズを備え、 この接合正レンズは、物体側から、像側に凸面を向けた
正レンズと、負レンズから構成され、 前記正レンズのアッベ数をνp、前記負レンズのアッベ
数をνnとするとき、νp>νnの関係を満足すること
を特徴とする内視鏡対物レンズ。 - 【請求項9】特許請求の範囲第7に記載の内視鏡対物レ
ンズは、前記収斂レンズの像側に配置された少なくとも
一つの接合正レンズを備え、 この接合正レンズは、物体側から、像側に凹面を向けた
負レンズと、正レンズから構成され、 前記負レンズのアッベ数をνn、前記正レンズのアッベ
数をνpとするとき、νn<νpの関係を満足すること
を特徴とする内視鏡対物レンズ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128861A JP2652637B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 内視鏡対物レンズ |
US07/199,071 US4979808A (en) | 1987-05-26 | 1988-05-25 | Endoscope objective lens system |
DE3817885A DE3817885A1 (de) | 1987-05-26 | 1988-05-26 | Linsensystem fuer endoskop-objektive |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128861A JP2652637B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 内視鏡対物レンズ |
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ID=14995182
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JP3380015B2 (ja) * | 1993-11-12 | 2003-02-24 | ペンタックス株式会社 | 内視鏡対物レンズ |
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US5828498A (en) * | 1994-10-25 | 1998-10-27 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Objective lens of endoscope |
US6038079A (en) * | 1997-10-09 | 2000-03-14 | Imagyn Medical Technologies, Inc. | Sapphire objective system |
WO2001018585A1 (fr) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Systeme optique de saisie d'images pour endoscope |
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JP4869096B2 (ja) * | 2006-02-14 | 2012-02-01 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズ |
JP3929479B1 (ja) * | 2006-12-21 | 2007-06-13 | マイルストーン株式会社 | 撮像レンズ |
CN103765280B (zh) * | 2012-05-17 | 2016-01-06 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜物镜光学系统 |
WO2014006971A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡用対物光学系 |
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JPS5619020A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-23 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Endscope optical system |
JPS6046410B2 (ja) * | 1980-10-08 | 1985-10-16 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡対物レンズ |
JPS57202512A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-11 | Olympus Optical Co Ltd | Diopter adjusting eyepiece |
JPS5880611A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用対物レンズ |
JPS59226315A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-19 | Olympus Optical Co Ltd | 硬性鏡光学系 |
JPS60169818A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-03 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用対物レンズ |
DD222428A1 (de) * | 1984-02-29 | 1985-05-15 | Berlin Med Geraete | Endoskopobjektiv |
DD224972A1 (de) * | 1984-06-28 | 1985-07-17 | Berlin Med Geraete | Endoskopobjektiv |
JPH0648327B2 (ja) * | 1984-07-28 | 1994-06-22 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡対物レンズ |
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JPS62125381A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-06 | Toshiba Corp | 画像形成装置 |
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1987
- 1987-05-26 JP JP62128861A patent/JP2652637B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-05-25 US US07/199,071 patent/US4979808A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-26 DE DE3817885A patent/DE3817885A1/de active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
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DE3817885A1 (de) | 1988-12-08 |
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