JP3044578B2 - 対物レンズ - Google Patents
対物レンズInfo
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- JP3044578B2 JP3044578B2 JP3062394A JP6239491A JP3044578B2 JP 3044578 B2 JP3044578 B2 JP 3044578B2 JP 3062394 A JP3062394 A JP 3062394A JP 6239491 A JP6239491 A JP 6239491A JP 3044578 B2 JP3044578 B2 JP 3044578B2
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- JP
- Japan
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- lens
- a3as
- group
- a2sp
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の対物レンズは、特に内視
鏡用として好適な対物レンズに関するものである。
鏡用として好適な対物レンズに関するものである。
【０００２】
【従来技術】内視鏡用光学系で、歪曲収差を良好に補正
されしかも比較的構成枚数の良好な簡単な構成のものと
して、特開昭６１−１６２０２１号公報に記載されたレ
ンズ系がある。しかしこのレンズ系は、画角が狭く又凹
レンズを含んでいないため、像面湾曲も大きく収差が良
好に補正されていない。
されしかも比較的構成枚数の良好な簡単な構成のものと
して、特開昭６１−１６２０２１号公報に記載されたレ
ンズ系がある。しかしこのレンズ系は、画角が狭く又凹
レンズを含んでいないため、像面湾曲も大きく収差が良
好に補正されていない。
【０００３】又特開平２−２０８６１７号公報は、全長
が長く又第３群から像までの距離も長く内視鏡用として
は不適当である。
が長く又第３群から像までの距離も長く内視鏡用として
は不適当である。
【０００４】又特願昭６３−２２２８８４号は、第３群
は非球面を用いておらず、歪曲収差が除去されていな
い。
は非球面を用いておらず、歪曲収差が除去されていな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
で画角が広く非点収差が良好に補正された対物レンズを
提供するものである。
で画角が広く非点収差が良好に補正された対物レンズを
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の対物レンズは、
広角化と、ペッツバール和を補正するための負のパワー
を持つ第１群と、正のパワーを持つ第２群と、正のパワ
ーを持ちかつ非球面を含む第３群と、第３群に近接して
置かれた撮像素子とからなる撮像装置用の対物レンズで
ある。
広角化と、ペッツバール和を補正するための負のパワー
を持つ第１群と、正のパワーを持つ第２群と、正のパワ
ーを持ちかつ非球面を含む第３群と、第３群に近接して
置かれた撮像素子とからなる撮像装置用の対物レンズで
ある。
【０００７】本発明の対物レンズは、例えば図１に示す
ような構成で、夫々第１群Ｌ1,第２群Ｌ2 ，第３群Ｌ3
よりなり、絞りＳは第１群Ｌ1 と第２群Ｌ2 との間にお
かれかつ主光線をイメージガイドＩＧに平行に入射させ
るために第２群と第３群の前側焦点位置付近に置かれて
いる。尚イメージガイドＩＧの代りに固体撮像素子等の
撮像素子でもよい。
ような構成で、夫々第１群Ｌ1,第２群Ｌ2 ，第３群Ｌ3
よりなり、絞りＳは第１群Ｌ1 と第２群Ｌ2 との間にお
かれかつ主光線をイメージガイドＩＧに平行に入射させ
るために第２群と第３群の前側焦点位置付近に置かれて
いる。尚イメージガイドＩＧの代りに固体撮像素子等の
撮像素子でもよい。
【０００８】第３群Ｌ3 が撮像素子に近接して配置され
ているのは、この第３群を撮像素子等と一体化すること
によって、第３群を支える枠構造を簡単にするためであ
る。
ているのは、この第３群を撮像素子等と一体化すること
によって、第３群を支える枠構造を簡単にするためであ
る。
【０００９】前述のように第３群に設けた非球面は、歪
曲収差を補正するためのもので、その非球面形状は、光
軸からの距離が増大するにつれて光束を収束する作用が
弱くなる部分を含む形状である。
曲収差を補正するためのもので、その非球面形状は、光
軸からの距離が増大するにつれて光束を収束する作用が
弱くなる部分を含む形状である。
【００１０】この非球面の形状は、光軸をｘ軸にとり、
像の方向を正とし、ｙ軸を面と光軸との交点を原点とし
てｘ軸に直交した方向にとった座標の値をｘ，ｙとする
時、下記の式で表わされる。
像の方向を正とし、ｙ軸を面と光軸との交点を原点とし
てｘ軸に直交した方向にとった座標の値をｘ，ｙとする
時、下記の式で表わされる。
【００１１】ただしｒは光軸近傍でこの非球面と接する
円の曲率半径、Ｐは非球面の形状をあらわすパラメータ
ー、Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，…は夫々２次，４次，６次，８
次，…の非球面の係数である。又Ｐ＝１でＥ，Ｆ，Ｇ，
Ｈ…のすべてが０である場合上記の式は球面を表わす。
円の曲率半径、Ｐは非球面の形状をあらわすパラメータ
ー、Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，…は夫々２次，４次，６次，８
次，…の非球面の係数である。又Ｐ＝１でＥ，Ｆ，Ｇ，
Ｈ…のすべてが０である場合上記の式は球面を表わす。
【００１２】尚以下の説明では、Ｂ＝０，Ｐ＝１とす
る。
る。
【００１３】本発明では、非点収差（非点隔差）を補正
するために次の式を満足する非球面を用いることが好ま
しい。 （１） Ａ2sp ＋Ａ3As ≒０ ここでＡ2sp は、第２群の球面によるザイデルの収差係
数のうち、非点収差の３次の係数を対物レンズのＦナン
バーで割った値、Ａ3As は、第３群の非球面による非点
収差の３次係数を対物レンズのＦナンバーで割った値で
ある。
するために次の式を満足する非球面を用いることが好ま
しい。 （１） Ａ2sp ＋Ａ3As ≒０ ここでＡ2sp は、第２群の球面によるザイデルの収差係
数のうち、非点収差の３次の係数を対物レンズのＦナン
バーで割った値、Ａ3As は、第３群の非球面による非点
収差の３次係数を対物レンズのＦナンバーで割った値で
ある。
【００１４】条件（１）は、実用的には次の条件
（２），（３）を満足するものでも良い。 （２）０．０５＜｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＜２０ （３）Ａ2sp ＜０ かつ Ａ3As ＞０ またザイデルの収差係数を次の式のように定義する。こ
れは汎用レンズ設計プログラムＡＣＣＯＳ−Ｖで用いら
れているものと同じものである。ただしＡＣＣＯＳ−Ｖ
では、物体距離をＯＢ，マージナル光線の開口数をＮ
Ａ，第１面より物体側の媒質の屈折率をｎ0 とした時、
近軸光線の第１面における光線高Ｈ0 が Ｈ0 ＝ＯＢ×tan {sin-1（ＮＡ／ｎ0 ）｝ にて決まるのに対して、本願においては Ｈ0 ＝ＯＢ×（ＮＡ／ｎ0 ） にて決まる。したがって本願においては後者で決まるＨ
0 をもとにして近軸追跡を行なって各収差係数を求めて
いる。
（２），（３）を満足するものでも良い。 （２）０．０５＜｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＜２０ （３）Ａ2sp ＜０ かつ Ａ3As ＞０ またザイデルの収差係数を次の式のように定義する。こ
れは汎用レンズ設計プログラムＡＣＣＯＳ−Ｖで用いら
れているものと同じものである。ただしＡＣＣＯＳ−Ｖ
では、物体距離をＯＢ，マージナル光線の開口数をＮ
Ａ，第１面より物体側の媒質の屈折率をｎ0 とした時、
近軸光線の第１面における光線高Ｈ0 が Ｈ0 ＝ＯＢ×tan {sin-1（ＮＡ／ｎ0 ）｝ にて決まるのに対して、本願においては Ｈ0 ＝ＯＢ×（ＮＡ／ｎ0 ） にて決まる。したがって本願においては後者で決まるＨ
0 をもとにして近軸追跡を行なって各収差係数を求めて
いる。
【００１５】 メリジオナル光線（Ｘ＝０）に対して ΔＹ＝（ＳＡ３） Ｈ 3＋（ＣＭＡ３）Ｙ 1Ｈ 2 ＋｛３（ＡＳＴ３）＋（ＰＴＺ３）｝Ｙ 2Ｈ＋（ＤＩＳ３）Ｙ 3 ＋（ＳＡ５）Ｈ 5＋（ＣＭＡ５）ＹＨ 4＋（ＴＯＢＳＡ）Ｙ 2Ｈ 3 ＋（ＥＬＣＭＡ）Ｙ 3Ｈ 2＋｛５（ＡＳＴ５）＋（ＰＴＺ５）｝Ｙ 4Ｈ ＋（ＤＩＳ５）Ｙ 5＋（ＳＡ７）Ｈ 7…………… サジタル光線（Ｙ＝０）に対して ΔＺ＝（ＳＡ３）Ｈ 3＋｛（ＡＳＴ３）＋（ＰＴＺ３）｝Ｚ 2Ｈ ＋（ＳＡ５）Ｈ5＋（ＳＯＢＳＡ）Ｚ2Ｈ3 ＋｛（ＡＳＴ５）＋（ＰＴＺ５）｝Ｚ 4Ｈ＋（ＳＡ７）Ｈ 7……… 上記の式はメリディオナル光線に対して近軸像点（収差
がない時の像点）と実際の像点とのずれをΔＹとしたも
ので、Ｙは最大像高で規格化した像面における近軸主光
線の入射位置、Ｈは瞳面における瞳径で規格化したマー
ジナル光線の入射位置である。またＳＡ３，ＳＡ５，Ｓ
Ａ７は夫々３次，５次，７次の球面収差、ＣＭＡ３，Ｃ
ＭＡ５は夫々３次，５次のタンジェンシャルコマ、ＡＳ
Ｔ３，ＡＳＴ５は夫々３次，５次の非点収差、ＰＴＺ
３，ＰＴＺ５は夫々３次，５次のペッツバール和、ＤＩ
Ｓ３，ＤＩＳ５は夫々３次，５次の歪曲収差、ＴＯＢＳ
Ａは５次の斜方向のタンジェンシャル球面収差、ＥＬＣ
ＭＡは５次の楕円コマ、ＳＯＢＳＡは５次の斜方向のサ
ジタル球面収差である。
がない時の像点）と実際の像点とのずれをΔＹとしたも
ので、Ｙは最大像高で規格化した像面における近軸主光
線の入射位置、Ｈは瞳面における瞳径で規格化したマー
ジナル光線の入射位置である。またＳＡ３，ＳＡ５，Ｓ
Ａ７は夫々３次，５次，７次の球面収差、ＣＭＡ３，Ｃ
ＭＡ５は夫々３次，５次のタンジェンシャルコマ、ＡＳ
Ｔ３，ＡＳＴ５は夫々３次，５次の非点収差、ＰＴＺ
３，ＰＴＺ５は夫々３次，５次のペッツバール和、ＤＩ
Ｓ３，ＤＩＳ５は夫々３次，５次の歪曲収差、ＴＯＢＳ
Ａは５次の斜方向のタンジェンシャル球面収差、ＥＬＣ
ＭＡは５次の楕円コマ、ＳＯＢＳＡは５次の斜方向のサ
ジタル球面収差である。
【００１６】上記の式で非点収差の３次の係数ＡＳＴは
対物レンズが球面と非球面を含む場合、次のように表わ
される。 ＡＳＴ３＝（Ａ1sp ＋Ａ2sp ＋Ａ3sp ＋Ａ1As ＋Ａ2As ＋Ａ3As ）×Ｆ ただしＡjsp はｊ群の球面部分の非点収差の３次係数、
ＡjAs はＪ群の非球面による非点収差の３次係数であ
る。ここで球面部分の収差係数とは、その面が球面であ
る場合は、その面自身の収差係数であるが、その面が非
球面の場合には、いわゆる参照球面（光軸上で非球面に
接する球面）の収差係数を指すものとする。又非球面部
分の収差係数とは、非球面自身の収差係数から参照球面
の収差係数を差し引いたものである。上記のＡＳＴ３を
示す式では、各群についての球面成分と非球面成分がす
べて含まれているが非球面を含まない群のＡAsの値は０
である。
対物レンズが球面と非球面を含む場合、次のように表わ
される。 ＡＳＴ３＝（Ａ1sp ＋Ａ2sp ＋Ａ3sp ＋Ａ1As ＋Ａ2As ＋Ａ3As ）×Ｆ ただしＡjsp はｊ群の球面部分の非点収差の３次係数、
ＡjAs はＪ群の非球面による非点収差の３次係数であ
る。ここで球面部分の収差係数とは、その面が球面であ
る場合は、その面自身の収差係数であるが、その面が非
球面の場合には、いわゆる参照球面（光軸上で非球面に
接する球面）の収差係数を指すものとする。又非球面部
分の収差係数とは、非球面自身の収差係数から参照球面
の収差係数を差し引いたものである。上記のＡＳＴ３を
示す式では、各群についての球面成分と非球面成分がす
べて含まれているが非球面を含まない群のＡAsの値は０
である。
【００１７】本発明の対物レンズは、Ａ2sp とＡ3As の
値が大であるので、これらが互いに打消し合うようにす
ることによって、非点収差を補正することが出来る。そ
のために必要な条件が前掲の条件（２），（３）であ
る。
値が大であるので、これらが互いに打消し合うようにす
ることによって、非点収差を補正することが出来る。そ
のために必要な条件が前掲の条件（２），（３）であ
る。
【００１８】これら条件のうち条件（２）の上限を越え
ると、子午像面（Δｍ）に対して球欠像面が大きくプラ
ス側に倒れ非点隔差が大になる。下限を越えると逆の傾
向になり、同様に非点隔差が大になる。
ると、子午像面（Δｍ）に対して球欠像面が大きくプラ
ス側に倒れ非点隔差が大になる。下限を越えると逆の傾
向になり、同様に非点隔差が大になる。
【００１９】更にＡ2sp とＡ３As とをレンズの構成要
素つまり各面の近軸光線高、近軸入射角、近軸出射角、
屈折率、４次の非球面係数で表わすと次の通りである。 Ａ3As ＝Σ８(ｈai)2 (ｈbi)2 Ｅi （Ｎi −Ｎi+1 ）
ただしｈaiはｉ面の近軸マージナル光線高、ｈbiはｉ面
の主光線高、Ｅi は ｉ面の非球面の４次係数、Ｎi はｉ面の物体側の屈折
率、Ｎi+1 はｉ面の像側の屈折率、Σは３群中の非球面
についての和を意味する。 又Ａ2sp ＝ΣＡ2spi＝ΣＳi （Ｉ’ｌ）2 Ｓi ＝Ｎi （Ｋi −１）ｈai（Ｉi ＋ｕi ） 又Ｋi ＝Ｎi ／Ｎi+1 ここでＡ2spi＝Ｓi(Ii)2と定義する。
素つまり各面の近軸光線高、近軸入射角、近軸出射角、
屈折率、４次の非球面係数で表わすと次の通りである。 Ａ3As ＝Σ８(ｈai)2 (ｈbi)2 Ｅi （Ｎi −Ｎi+1 ）
ただしｈaiはｉ面の近軸マージナル光線高、ｈbiはｉ面
の主光線高、Ｅi は ｉ面の非球面の４次係数、Ｎi はｉ面の物体側の屈折
率、Ｎi+1 はｉ面の像側の屈折率、Σは３群中の非球面
についての和を意味する。 又Ａ2sp ＝ΣＡ2spi＝ΣＳi （Ｉ’ｌ）2 Ｓi ＝Ｎi （Ｋi −１）ｈai（Ｉi ＋ｕi ） 又Ｋi ＝Ｎi ／Ｎi+1 ここでＡ2spi＝Ｓi(Ii)2と定義する。
【００２０】ただしＩi はｉ面への近軸マージナル光線
の入射角、ｕiはｉ面から出射する近軸マージナル光線
の光軸に対する傾角、Ｉ’はｉ面への近軸主光線の入射
角である。又Σは２群の球面についての和をとることを
意味する。尚Ｉi ，ｕi ，Ｉi ’，ｕi ’は、いずれも
光軸に対して時計まわりを正とする。
の入射角、ｕiはｉ面から出射する近軸マージナル光線
の光軸に対する傾角、Ｉ’はｉ面への近軸主光線の入射
角である。又Σは２群の球面についての和をとることを
意味する。尚Ｉi ，ｕi ，Ｉi ’，ｕi ’は、いずれも
光軸に対して時計まわりを正とする。
【００２１】次に歪曲収差を一層良好に補正するには、
第１群にも非球面を用いることが望ましい。ここで用い
る非球面は、Ｎi ＜Ｎi+1 のとき、ｙが増大するにつれ
て光線の収束作用が徐々に強くなる部分を含む面であ
り、又Ｎi ＞Ｎi+1 のときはｙが増大するにつれて光線
の発散作用が徐々に弱くなる部分又は光線の収束作用が
徐々に強くなる部分を含む面であることが望ましい。こ
の非球面は、４次の非球面項を含む場合、絞りの前の非
球面の面番をｌとするとＡ1As ，Ａ3As は夫々次のよう
に表わせる。 Ａ1As ＝Σ８（ｈa l）2 （ｈbl)2 Ｅｌ（Ｎl−Ｎl+1） Ａ3As ＝Σ８（ｈai)2（ｈbi)2 Ｅi(Ｎi −Ｎi+1 ） Ａ1As ＜０ Ａ3As ＞０ この場合には、条件（２）の代りに次の条件（４）を満
する必要がある。 （４）０．００５＜｜Ａ1As/Ａ3As ｜＜５ もしもこの条件（４）を満足しないと、｜Ａ1As ＋Ａ3A
s ＋Ａ2sp ｜の値が大きくなり、非点収差の除去がむず
かしくなる。
第１群にも非球面を用いることが望ましい。ここで用い
る非球面は、Ｎi ＜Ｎi+1 のとき、ｙが増大するにつれ
て光線の収束作用が徐々に強くなる部分を含む面であ
り、又Ｎi ＞Ｎi+1 のときはｙが増大するにつれて光線
の発散作用が徐々に弱くなる部分又は光線の収束作用が
徐々に強くなる部分を含む面であることが望ましい。こ
の非球面は、４次の非球面項を含む場合、絞りの前の非
球面の面番をｌとするとＡ1As ，Ａ3As は夫々次のよう
に表わせる。 Ａ1As ＝Σ８（ｈa l）2 （ｈbl)2 Ｅｌ（Ｎl−Ｎl+1） Ａ3As ＝Σ８（ｈai)2（ｈbi)2 Ｅi(Ｎi −Ｎi+1 ） Ａ1As ＜０ Ａ3As ＞０ この場合には、条件（２）の代りに次の条件（４）を満
する必要がある。 （４）０．００５＜｜Ａ1As/Ａ3As ｜＜５ もしもこの条件（４）を満足しないと、｜Ａ1As ＋Ａ3A
s ＋Ａ2sp ｜の値が大きくなり、非点収差の除去がむず
かしくなる。
【００２２】以上のことから、本発明において第１群と
第３群に非球面を含む場合は、非点収差の補正のために
次の条件（５）を満足することが好ましい。 （５）０．０５５＜｜（Ａ2sp ＋Ａ1As ）／Ａ3As ｜＜２５
第３群に非球面を含む場合は、非点収差の補正のために
次の条件（５）を満足することが好ましい。 （５）０．０５５＜｜（Ａ2sp ＋Ａ1As ）／Ａ3As ｜＜２５
【００２３】
【実施例】次に本発明の内視鏡撮像装置用対物レンズの
各実施例を示す。 実施例１ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.649 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-13.8169， レンズ最終面から像までの距離＝0.016 ｒ1 ＝86.3558 （非球面）ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8152 ｄ2 ＝0.7761 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝3.9092 ｄ4 ＝2.0862 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7392 ｄ5 ＝0.2591 ｒ6 ＝1.6792（非球面） ｄ6 ＝2.7813 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39580 ×10-1，Ｆ＝-0.29530×10-2， Ｇ＝-0.19633×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.60922×10-1，Ｆ＝-0.91382×10-2， Ｇ＝0.47341 ×10-2、Ｈ＝0.42571 ×10-2、Ｉ＝-0.49067×10-2 ｆ2 ＝1.955 ，ｆ12＝2.223 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝0.55072 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.15580 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.70652 実施例２ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.646 ，ＩＨ＝1.0517，物体距離＝-13.7931， レンズ最終面から像までの距離＝0.001 ｒ1 ＝86.2069 （非球面）ｄ1 ＝0.5172 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8655 ｄ2 ＝0.8655 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0050 ｒ4 ＝4.2005 ｄ4 ＝2.0518 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7829 ｄ5 ＝0.2586 ｒ6 ＝1.6724（非球面） ｄ6 ＝2.7953 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39785 ×10-1，Ｆ＝-0.29785×10-2， Ｇ＝-0.19872×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.56047×10-1，Ｆ＝-0.57663×10-2， Ｇ＝-0.88319×10-3 ｆ2 ＝2.007 ，ｆ12＝2.224 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝0.5806， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.2092，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.7815 実施例３ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.424 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-17.2712， レンズ最終面から像までの距離＝0.016 ｒ1 ＝86.3558 （非球面）ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8152 ｄ2 ＝0.8619 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝3.9655 ｄ4 ＝1.9313 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7392 ｄ5 ＝0.4318 ｒ6 ＝1.6538（非球面） ｄ6 ＝2.6598 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39580 ×10-1，Ｆ＝-0.29530×10-2， Ｇ＝-0.19633×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.26822×10-1，Ｆ＝-0.57910×10-1， Ｇ＝0.12977 ×10-1，Ｈ＝0.28091 ×10-1，Ｉ＝-0.16645×10-1 ｆ2 ＝1.934 ，ｆ12＝2.163 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.3296， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4527 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.7824 実施例４ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.726 ，ＩＨ＝0.9472，物体距離＝-15.5280， レンズ最終面から像までの距離＝0.225 ｒ1 ＝77.6398 （非球面）ｄ1 ＝0.4659 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.7329 ｄ2 ＝0.7749 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0009 ｒ4 ＝3.5652 ｄ4 ＝1.7364 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.5637 ｄ5 ＝0.3882 ｒ6 ＝1.4869（非球面） ｄ6 ＝1.5528 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝-1.7081 ｄ7 ＝0.7764 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ8 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.54462 ×10-1，Ｆ＝-0.50268×10-2， Ｇ＝-0.41347×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.36908×10-1，Ｆ＝-0.98580×10-1， Ｇ＝0.27330 ×10-1，Ｈ＝0.73187 ×10-1，Ｉ＝-0.53649×10-1 ｆ2 ＝1.739 ，ｆ12＝1.944 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.328 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4525 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.781 実施例５ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.483 ，ＩＨ＝1.0167，物体距離＝-16.6667， レンズ最終面から像までの距離＝0.000 ｒ1 ＝8.3333 ｄ1 ＝0.5000 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝1.0267 ｄ2 ＝1.1018 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0000 ｒ4 ＝2.6261 ｄ4 ＝1.8908 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.8039 ｄ5 ＝0.2770 ｒ6 ＝1.6010（非球面） ｄ6 ＝2.0458 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.39548×10-1，Ｆ＝-0.51667×10-1，Ｇ＝0.26459 ×10-1， Ｈ＝0.39158 ×10-1，Ｉ＝-0.34342×10-1 ｆ2 ＝1.788 ，ｆ12＝1.746 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.3607， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.3607 実施例６ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.417 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-17.2712， レンズ最終面から像までの距離＝0.018 ｒ1 ＝17.2712 ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8047（非球面） ｄ2 ＝0.9121 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝4.4820 ｄ4 ＝1.9981 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7701 ｄ5 ＝0.4425 ｒ6 ＝1.6446（非球面） ｄ6 ＝2.7040 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第２面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.11598，Ｆ＝-0.40346， Ｇ＝-0.38855 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.31119×10-1，Ｆ＝-0.58652×10-1， Ｇ＝0.12859 ×10-1，Ｈ＝0.27636 ×10-1，Ｉ＝-0.16595×10-1 ｆ2 ＝2.011 ，ｆ12＝2.223 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.003 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4540 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.457 ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ は各レンズ面の曲率半径、ｄ
1，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ1
，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・
は各レンズのアッベ数である。
各実施例を示す。 実施例１ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.649 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-13.8169， レンズ最終面から像までの距離＝0.016 ｒ1 ＝86.3558 （非球面）ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8152 ｄ2 ＝0.7761 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝3.9092 ｄ4 ＝2.0862 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7392 ｄ5 ＝0.2591 ｒ6 ＝1.6792（非球面） ｄ6 ＝2.7813 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39580 ×10-1，Ｆ＝-0.29530×10-2， Ｇ＝-0.19633×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.60922×10-1，Ｆ＝-0.91382×10-2， Ｇ＝0.47341 ×10-2、Ｈ＝0.42571 ×10-2、Ｉ＝-0.49067×10-2 ｆ2 ＝1.955 ，ｆ12＝2.223 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝0.55072 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.15580 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.70652 実施例２ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.646 ，ＩＨ＝1.0517，物体距離＝-13.7931， レンズ最終面から像までの距離＝0.001 ｒ1 ＝86.2069 （非球面）ｄ1 ＝0.5172 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8655 ｄ2 ＝0.8655 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0050 ｒ4 ＝4.2005 ｄ4 ＝2.0518 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7829 ｄ5 ＝0.2586 ｒ6 ＝1.6724（非球面） ｄ6 ＝2.7953 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39785 ×10-1，Ｆ＝-0.29785×10-2， Ｇ＝-0.19872×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.56047×10-1，Ｆ＝-0.57663×10-2， Ｇ＝-0.88319×10-3 ｆ2 ＝2.007 ，ｆ12＝2.224 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝0.5806， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.2092，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.7815 実施例３ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.424 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-17.2712， レンズ最終面から像までの距離＝0.016 ｒ1 ＝86.3558 （非球面）ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8152 ｄ2 ＝0.8619 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝3.9655 ｄ4 ＝1.9313 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7392 ｄ5 ＝0.4318 ｒ6 ＝1.6538（非球面） ｄ6 ＝2.6598 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.39580 ×10-1，Ｆ＝-0.29530×10-2， Ｇ＝-0.19633×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.26822×10-1，Ｆ＝-0.57910×10-1， Ｇ＝0.12977 ×10-1，Ｈ＝0.28091 ×10-1，Ｉ＝-0.16645×10-1 ｆ2 ＝1.934 ，ｆ12＝2.163 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.3296， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4527 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝0.7824 実施例４ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.726 ，ＩＨ＝0.9472，物体距離＝-15.5280， レンズ最終面から像までの距離＝0.225 ｒ1 ＝77.6398 （非球面）ｄ1 ＝0.4659 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.7329 ｄ2 ＝0.7749 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0009 ｒ4 ＝3.5652 ｄ4 ＝1.7364 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.5637 ｄ5 ＝0.3882 ｒ6 ＝1.4869（非球面） ｄ6 ＝1.5528 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝-1.7081 ｄ7 ＝0.7764 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ8 ＝∞ 非球面係数 （第１面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝0.54462 ×10-1，Ｆ＝-0.50268×10-2， Ｇ＝-0.41347×10-2 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.36908×10-1，Ｆ＝-0.98580×10-1， Ｇ＝0.27330 ×10-1，Ｈ＝0.73187 ×10-1，Ｉ＝-0.53649×10-1 ｆ2 ＝1.739 ，ｆ12＝1.944 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.328 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4525 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.781 実施例５ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.483 ，ＩＨ＝1.0167，物体距離＝-16.6667， レンズ最終面から像までの距離＝0.000 ｒ1 ＝8.3333 ｄ1 ＝0.5000 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝1.0267 ｄ2 ＝1.1018 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0000 ｒ4 ＝2.6261 ｄ4 ＝1.8908 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.8039 ｄ5 ＝0.2770 ｒ6 ＝1.6010（非球面） ｄ6 ＝2.0458 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.39548×10-1，Ｆ＝-0.51667×10-1，Ｇ＝0.26459 ×10-1， Ｈ＝0.39158 ×10-1，Ｉ＝-0.34342×10-1 ｆ2 ＝1.788 ，ｆ12＝1.746 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.3607， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.3607 実施例６ ｆ＝1.000 ，Ｆ／2.417 ，ＩＨ＝1.0535，物体距離＝-17.2712， レンズ最終面から像までの距離＝0.018 ｒ1 ＝17.2712 ｄ1 ＝0.5181 ｎ1 ＝1.51633 ν1 ＝64.15 ｒ2 ＝0.8047（非球面） ｄ2 ＝0.9121 ｒ3 ＝∞（絞り） ｄ3 ＝0.0010 ｒ4 ＝4.4820 ｄ4 ＝1.9981 ｎ2 ＝1.72916 ν2 ＝54.68 ｒ5 ＝-1.7701 ｄ5 ＝0.4425 ｒ6 ＝1.6446（非球面） ｄ6 ＝2.7040 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ7 ＝∞ 非球面係数 （第２面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.11598，Ｆ＝-0.40346， Ｇ＝-0.38855 （第６面）Ｐ＝1.0000，Ｅ＝-0.31119×10-1，Ｆ＝-0.58652×10-1， Ｇ＝0.12859 ×10-1，Ｈ＝0.27636 ×10-1，Ｉ＝-0.16595×10-1 ｆ2 ＝2.011 ，ｆ12＝2.223 ，｜Ａ2sp/Ａ3As ｜＝1.003 ， ｜Ａ1As/Ａ3As ｜＝0.4540 ，｜（Ａ2sp+Ａ1As)/ Ａ3As ｜＝1.457 ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ は各レンズ面の曲率半径、ｄ
1，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ1
，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・
は各レンズのアッベ数である。
【００２４】尚各実施例のｈａｉ，ｈｂｉ，ｕ'ｉ，Ｉ
ｉ，I'i，の値は下記の通りである。実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 実施例６ 実施例１，２，３は夫々図１，２，３に示すもので、い
ずれも各群が１枚のレンズにて構成されている例であ
る。又第１群と第３群とに非球面が設けられこれにより
歪曲収差を補正している。
ｉ，I'i，の値は下記の通りである。実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 実施例６ 実施例１，２，３は夫々図１，２，３に示すもので、い
ずれも各群が１枚のレンズにて構成されている例であ
る。又第１群と第３群とに非球面が設けられこれにより
歪曲収差を補正している。
【００２５】これら実施例では、第２群と第３群の間隔
を変化させてピント調整が行なわれる。第２群を出射す
るマージナル光線が光軸に平行であると上記のピント調
整が出来なくなるので、第１群と第２群の合成焦点距離
ｆ12は下記の条件を満足する必要がある。 ｜ｆ12｜＜１０ｆ ただしｆは全系の焦点距離である。
を変化させてピント調整が行なわれる。第２群を出射す
るマージナル光線が光軸に平行であると上記のピント調
整が出来なくなるので、第１群と第２群の合成焦点距離
ｆ12は下記の条件を満足する必要がある。 ｜ｆ12｜＜１０ｆ ただしｆは全系の焦点距離である。
【００２６】また前記条件（２），（３）を満足するた
めに、第２群の最も物体側の面のＳi は負でなければな
らない。そのために第２群の面Ｒ2 は次の条件を満足す
る必要がある。 １５ｆ＞Ｒ2 ＞０ Ｒ2 が上限を越えると球面収差を補正しにくくなり又第
２群の凸のパワーが後方によるためレンズ系の全長が大
になる。
めに、第２群の最も物体側の面のＳi は負でなければな
らない。そのために第２群の面Ｒ2 は次の条件を満足す
る必要がある。 １５ｆ＞Ｒ2 ＞０ Ｒ2 が上限を越えると球面収差を補正しにくくなり又第
２群の凸のパワーが後方によるためレンズ系の全長が大
になる。
【００２７】又レンズ系の最終面から像面までの距離Ｓ
ｋは、対物レンズの最終面とイメ−ジガイドとを接着す
る等の理由から、小さい値になっている。また下記条件
（６）を満足することが望ましい。（６） ０≦Ｓk ≦ｆ ｆよりＳk が大きいと枠構造上第３群の構成が複雑にな
る。Ｓk が上記条件の範囲内であると第３群を撮像素子
と一体化でき便利である。
ｋは、対物レンズの最終面とイメ−ジガイドとを接着す
る等の理由から、小さい値になっている。また下記条件
（６）を満足することが望ましい。（６） ０≦Ｓk ≦ｆ ｆよりＳk が大きいと枠構造上第３群の構成が複雑にな
る。Ｓk が上記条件の範囲内であると第３群を撮像素子
と一体化でき便利である。
【００２８】又上記の条件を満足するためには、第３群
の最終レンズの厚さ（このレンズが接合レンズの場合そ
の全体の厚さ）Ｄ3 は次の条件（７）を満足する必要が
ある。（７） Ｄ3 ＞０．５ｆ 更に、コマ収差を補正しレンズ系の全長を短くするため
には、第２群を物体側の凸のパワーより像側の凸のパワ
ーの方が強い両凸レンズにし、その焦点距離ｆ2 が次の
条件を満足することが好ましい。 ０＜ｆ2 ＜７ｆ また第３群の焦点距離ｆ3 は、第１群の強い凹のパワー
による全長の伸びを防ぐために、次の条件を満足するこ
とが好ましい。 ０＜ｆ3 ＜１２ｆ また第３群の形状は、物体側の面の凸のパワーが像側の
面の凸のパワーより強い方が非点収差とコマ収差を補正
する上で好ましい。
の最終レンズの厚さ（このレンズが接合レンズの場合そ
の全体の厚さ）Ｄ3 は次の条件（７）を満足する必要が
ある。（７） Ｄ3 ＞０．５ｆ 更に、コマ収差を補正しレンズ系の全長を短くするため
には、第２群を物体側の凸のパワーより像側の凸のパワ
ーの方が強い両凸レンズにし、その焦点距離ｆ2 が次の
条件を満足することが好ましい。 ０＜ｆ2 ＜７ｆ また第３群の焦点距離ｆ3 は、第１群の強い凹のパワー
による全長の伸びを防ぐために、次の条件を満足するこ
とが好ましい。 ０＜ｆ3 ＜１２ｆ また第３群の形状は、物体側の面の凸のパワーが像側の
面の凸のパワーより強い方が非点収差とコマ収差を補正
する上で好ましい。
【００２９】又実施例４は、図４に示す通りで、倍率色
収差を補正するために第３群中のレンズを接合レンズに
した。尚第２群中のレンズを接合レンズにして倍率色収
差を補正してもよい。
収差を補正するために第３群中のレンズを接合レンズに
した。尚第２群中のレンズを接合レンズにして倍率色収
差を補正してもよい。
【００３０】実施例５は、図５に示す構成で、第１群に
は非球面を設けず第３群にのみ非球面を設けた例で、コ
ストを低減したことが特徴である。
は非球面を設けず第３群にのみ非球面を設けた例で、コ
ストを低減したことが特徴である。
【００３１】実施例６は、図６に示すもので第１群の像
側の面をｙの増加とともに徐々に光束の発散力が弱くな
る部分を含む非球面にした例である。このように凹面を
非球面にすれば、非球面レンズをガラスプレスやプラス
チック等で作る場合、金型が凸面であるので、加工しや
すいメリットがある。
側の面をｙの増加とともに徐々に光束の発散力が弱くな
る部分を含む非球面にした例である。このように凹面を
非球面にすれば、非球面レンズをガラスプレスやプラス
チック等で作る場合、金型が凸面であるので、加工しや
すいメリットがある。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、全長の短い歪曲収差の
除去された撮像装置用の対物レンズを得ることが出来
る。
除去された撮像装置用の対物レンズを得ることが出来
る。
【図１】 本発明の実施例１の断面図。
【図２】 本発明の実施例２の断面図。
【図３】 本発明の実施例３の断面図。
【図４】 本発明の実施例４の断面図。
【図５】 本発明の実施例５の断面図。
【図６】 本発明の実施例６の断面図。
【図７】 本発明の実施例１の収差曲線図。
【図８】 本発明の実施例２の収差曲線図。
【図９】本発明の実施例３の収差曲線図。
【図１０】本発明の実施例４の収差曲線図。
【図１１】本発明の実施例５の収差曲線図。
【図１２】本発明の実施例１の収差曲線図。
Claims (2)
- 【請求項１】物体側から順に、負の屈折力を持つ第１群
と、正の屈折力を持つ第２群と、正の屈折力を持ちかつ
非球面を１つ含む第３群とからなり、各群が有するレン
ズは１つであり、第３群のレンズの物体側の面が非球面
であって、以下の条件（２）、（３）を満足する対物レ
ンズ。 （２） ０．０５＜｜Ａ2sp／Ａ3As｜＜２０ （３） Ａ2sp ＜０ かつ Ａ3As ＞０ ただし、Ａ2sp は第２群の球面による非点収差の３次の
係数をＦナンバーで割った値、Ａ3As は第３群の非球面
による非点収差の３次の係数をＦナンバーで割った値で
ある。 - 【請求項２】物体側から順に、負の屈折力を持つ第１群
と、正の屈折力を持つ第２群と、正の屈折力を持ちかつ
非球面を含む第３群とからなり、各群が有するレンズは
１つであって、かつ画角が１００°以上であり、以下の
条件（２）、（３）を満足する対物レンズ。 （２） ０．０５＜｜Ａ2sp／Ａ3As｜＜２０ （３） Ａ2sp ＜０ かつ Ａ3As ＞０ ただし、Ａ2sp は第２群の球面による非点収差の３次の
係数をＦナンバーで割った値、Ａ3As は第３群の非球面
による非点収差の３次の係数をＦナンバーで割った値で
ある。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP3062394A JP3044578B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 対物レンズ |
| US07/845,944 US5223982A (en) | 1991-03-05 | 1992-03-04 | Objective lens system for endoscopes |
| US08/236,680 US5436767A (en) | 1991-03-05 | 1994-05-02 | Objective lens system for endoscopes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062394A JP3044578B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 対物レンズ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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ID=13198877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
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- 1991-03-05 JP JP3062394A patent/JP3044578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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