JP3349766B2 - 内視鏡対物光学系 - Google Patents
内視鏡対物光学系Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変倍機能を有するビデ
オスコープに用いる内視鏡対物光学系に関するものであ
る。
オスコープに用いる内視鏡対物光学系に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、医療用内視鏡の分野では、病変の
精密診断を行なうために拡大観察が可能な光学系の要求
が強まっている。精密診断を行なうために用いられる光
学系は、病変部の細胞の異変を検知し得るような解像力
が必要であり、物体面上で２０本／mm以上の解像力が要
求される。ビデオスコープの固体撮像素子の画素間隔が
１０μであるとすると、２０本／mm以上という解像力
は、対物光学系の倍率で０．４倍以上に相当する。この
ような高い観察倍率を得るためには、固定焦点の対物光
学系では、明るさが不足するかもしくは遠点側での被写
界深度が不足するため事実上不可能である。そのため精
密診断に用いる光学系としては、変倍機能を有する対物
光学系が不可欠である。
精密診断を行なうために拡大観察が可能な光学系の要求
が強まっている。精密診断を行なうために用いられる光
学系は、病変部の細胞の異変を検知し得るような解像力
が必要であり、物体面上で２０本／mm以上の解像力が要
求される。ビデオスコープの固体撮像素子の画素間隔が
１０μであるとすると、２０本／mm以上という解像力
は、対物光学系の倍率で０．４倍以上に相当する。この
ような高い観察倍率を得るためには、固定焦点の対物光
学系では、明るさが不足するかもしくは遠点側での被写
界深度が不足するため事実上不可能である。そのため精
密診断に用いる光学系としては、変倍機能を有する対物
光学系が不可欠である。
【０００３】変倍機能を有する内視鏡対物光学系の従来
例として、特公昭６１−４４２８３号公報、特開平４−
２１８０１２号公報等が知られている。これらの対物光
学系は、図５に示すように、正の屈折力の第１群Ｇ1
と、明るさ絞りＳと、負の屈折力の第２群Ｇ2 と、正の
屈折力の第３群Ｇ3 の三つの群からなり、負の屈折力の
第２群Ｇ2 を光軸方向に移動させて変倍とフォーカシン
グの両方を行なうようにしている。尚図５において
（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態であってこのタ
イプのレンズ系は、観察倍率を１倍以上にすることも可
能であり、精密診断用に適している。しかし前記の従来
例は、フレアーの除去に関しては、全く記載されていな
い。
例として、特公昭６１−４４２８３号公報、特開平４−
２１８０１２号公報等が知られている。これらの対物光
学系は、図５に示すように、正の屈折力の第１群Ｇ1
と、明るさ絞りＳと、負の屈折力の第２群Ｇ2 と、正の
屈折力の第３群Ｇ3 の三つの群からなり、負の屈折力の
第２群Ｇ2 を光軸方向に移動させて変倍とフォーカシン
グの両方を行なうようにしている。尚図５において
（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態であってこのタ
イプのレンズ系は、観察倍率を１倍以上にすることも可
能であり、精密診断用に適している。しかし前記の従来
例は、フレアーの除去に関しては、全く記載されていな
い。
【０００４】光学系においてフレアーは、収差と並んで
画質に大きな影響を与えるものであり、フレアーを低減
することが重要である。
画質に大きな影響を与えるものであり、フレアーを低減
することが重要である。
【０００５】前記の変倍レンズは、レンズ系中での光線
の飛跡がワイド状態とテレ状態とで大きく異なってい
る。そのため変倍状態毎にフレアーを生ずる可能性のあ
る不要光を適切にカットする必要性がある。図６は、前
記従来例の構成の対物光学系の光路図で、（Ａ）はワイ
ド状態、（Ｂ）はテレ状態である。これら図から、図６
（Ａ）に示すワイド状態では、第３群Ｇ3 で光線高が高
くなる傾向にある。
の飛跡がワイド状態とテレ状態とで大きく異なってい
る。そのため変倍状態毎にフレアーを生ずる可能性のあ
る不要光を適切にカットする必要性がある。図６は、前
記従来例の構成の対物光学系の光路図で、（Ａ）はワイ
ド状態、（Ｂ）はテレ状態である。これら図から、図６
（Ａ）に示すワイド状態では、第３群Ｇ3 で光線高が高
くなる傾向にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】フレアーは、一般にレ
ンズ保持枠、レンズの側面、面取り部分等で散乱した不
要な光が有効結像面内に入射することによって生ずるた
め、画像形成に寄与する光の通るレンズの有効径とレン
ズの外径との間に余裕がない場合に生じやすい。
ンズ保持枠、レンズの側面、面取り部分等で散乱した不
要な光が有効結像面内に入射することによって生ずるた
め、画像形成に寄与する光の通るレンズの有効径とレン
ズの外径との間に余裕がない場合に生じやすい。
【０００７】内視鏡対物光学系は、スコープの先端部の
径に制約があるため、レンズの外径を大にすることは困
難であり、したがってレンズの有効径と外径との間に余
裕をとることはむずかしい。そのために、ワイド端にお
いては、光線高の高い第３群Ｇ3 でフレアーが発生しや
すい。又テレ端においては、図６（Ｂ）に示すように第
１群Ｇ1 、第３群Ｇ3 の有効径はワイド端に比べて小さ
いが、第２群Ｇ2 の有効径はワイド状態とあまり変わら
ない。更にテレ状態では画角が狭いため、物体側から、
結像に寄与しない不要光が多量に光学系に入射するが、
第１群Ｇ1 と第３群Ｇ3 ではワイド状態において有効径
が大であり、そのために前記のテレ状態で光学系に入射
する不要光は第１群Ｇ1 ，第３群Ｇ3 をそのまま通過す
る。また第１群Ｇ1 を通過した不要光の多くが、第２群
Ｇ2 の有効径の外側を通るので、この第２群Ｇ2 がフレ
アーの発生源になりやすい。
径に制約があるため、レンズの外径を大にすることは困
難であり、したがってレンズの有効径と外径との間に余
裕をとることはむずかしい。そのために、ワイド端にお
いては、光線高の高い第３群Ｇ3 でフレアーが発生しや
すい。又テレ端においては、図６（Ｂ）に示すように第
１群Ｇ1 、第３群Ｇ3 の有効径はワイド端に比べて小さ
いが、第２群Ｇ2 の有効径はワイド状態とあまり変わら
ない。更にテレ状態では画角が狭いため、物体側から、
結像に寄与しない不要光が多量に光学系に入射するが、
第１群Ｇ1 と第３群Ｇ3 ではワイド状態において有効径
が大であり、そのために前記のテレ状態で光学系に入射
する不要光は第１群Ｇ1 ，第３群Ｇ3 をそのまま通過す
る。また第１群Ｇ1 を通過した不要光の多くが、第２群
Ｇ2 の有効径の外側を通るので、この第２群Ｇ2 がフレ
アーの発生源になりやすい。
【０００８】また、固体撮像素子のまわりはボンディン
グワイヤーが配置され、このボンディングワイヤーによ
り光が散乱されやすく、又固体撮像素子表面に設けられ
た撮像面保護用のカバーガラスの側面や面とりの部分で
の散乱等のフレアーの発生原因が存在する。そのために
他の光学系以上に像面付近に不要光が到達しないように
する必要がある。
グワイヤーが配置され、このボンディングワイヤーによ
り光が散乱されやすく、又固体撮像素子表面に設けられ
た撮像面保護用のカバーガラスの側面や面とりの部分で
の散乱等のフレアーの発生原因が存在する。そのために
他の光学系以上に像面付近に不要光が到達しないように
する必要がある。
【０００９】図７は、以上述べたレンズ系の枠構造の一
例を図示したもので、（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテ
レ状態を示す。図７の枠構造は、特にフレアーに対する
対策を施していないもので、明るさ絞りＳを有するが特
定のフレアー絞りは配置されていない。
例を図示したもので、（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテ
レ状態を示す。図７の枠構造は、特にフレアーに対する
対策を施していないもので、明るさ絞りＳを有するが特
定のフレアー絞りは配置されていない。
【００１０】図７の（Ａ）において、１１はレンズ枠全
体を保持する本体枠であり、その細径の一端部に第１群
の第１レンズ成分Ｌ1 および赤外カットフィルターＦ
1 、処置用レーザー光カットフィルターＦ2 を固定した
第１保持部材１２が固定されている。一方本体枠１１の
太い径の部分の他端から第１群のうちの残りの第２レン
ズ成分Ｌ2 ，第３レンズ成分Ｌ3 を取付けた第２保持部
材１３が挿入されている。この第２保持部材１３の先端
部には突起１４に当てるようにして第３レンズ成分Ｌ3
が嵌合固定されこの第３レンズ成分Ｌ3 に第２レンズ成
分Ｌ2 を固定したレンズ枠１５が押しつけられ、更に第
２レンズ成分Ｌ2 と処置用レーザー光カットフィルター
Ｆ2 との間にスペーサー１６を挟むようにして各レンズ
の位置決めがなされている。又明るさ絞りＳは突起１４
の後側に設けられている。又第２保持部材１３は、太径
部分の一側面に光軸に添った切り込み１７を有してい
る。
体を保持する本体枠であり、その細径の一端部に第１群
の第１レンズ成分Ｌ1 および赤外カットフィルターＦ
1 、処置用レーザー光カットフィルターＦ2 を固定した
第１保持部材１２が固定されている。一方本体枠１１の
太い径の部分の他端から第１群のうちの残りの第２レン
ズ成分Ｌ2 ，第３レンズ成分Ｌ3 を取付けた第２保持部
材１３が挿入されている。この第２保持部材１３の先端
部には突起１４に当てるようにして第３レンズ成分Ｌ3
が嵌合固定されこの第３レンズ成分Ｌ3 に第２レンズ成
分Ｌ2 を固定したレンズ枠１５が押しつけられ、更に第
２レンズ成分Ｌ2 と処置用レーザー光カットフィルター
Ｆ2 との間にスペーサー１６を挟むようにして各レンズ
の位置決めがなされている。又明るさ絞りＳは突起１４
の後側に設けられている。又第２保持部材１３は、太径
部分の一側面に光軸に添った切り込み１７を有してい
る。
【００１１】更に１８は、第２群を構成する第４レンズ
成分Ｌ4 を固定した移動保持部材で、駆動用突起２０を
備えており、第２保持部材１３の内側に、駆動用突起２
０が切り込み１７から外部に突出するように嵌合されて
いる。
成分Ｌ4 を固定した移動保持部材で、駆動用突起２０を
備えており、第２保持部材１３の内側に、駆動用突起２
０が切り込み１７から外部に突出するように嵌合されて
いる。
【００１２】又２１は、第３の保持部材で、第２の保持
部材１３に嵌合固定され、やや細径の部分に設けた突起
２２に当てつけるようにして第５レンズ成分Ｌ5 が保持
され、更にスペーサー２３を介して第６レンズ成分Ｌ6
が当てつけられ、スペーサー２４を介して接着固定され
た第７レンズ成分Ｌ7 が取付けられている。
部材１３に嵌合固定され、やや細径の部分に設けた突起
２２に当てつけるようにして第５レンズ成分Ｌ5 が保持
され、更にスペーサー２３を介して第６レンズ成分Ｌ6
が当てつけられ、スペーサー２４を介して接着固定され
た第７レンズ成分Ｌ7 が取付けられている。
【００１３】第３保持部分２１の内側には、カバーガラ
スＣ1 ，Ｃ2 および固体撮像素子ＣＣＤを取付けた第４
保持部材２５が嵌合固定されている。
スＣ1 ，Ｃ2 および固体撮像素子ＣＣＤを取付けた第４
保持部材２５が嵌合固定されている。
【００１４】上記の構成において、図示しない駆動機構
により駆動用突起２０を光軸に沿って前後に移動させる
ことにより第２群が移動し変倍が行なわれる。
により駆動用突起２０を光軸に沿って前後に移動させる
ことにより第２群が移動し変倍が行なわれる。
【００１５】図７の（Ａ）に示すように、不要光１は、
視野外から入射して第１群，第２群を通過し、第３群中
のスペーサー２３で内面反射して固体撮像素子ＣＣＤの
有効撮像面内に到達しフレアーとなる。又不要光２も同
様に視野外から入射して撮像素子ＣＣＤのカバーガラス
Ｃ2 の側面で散乱して有効撮像面内に到達してフレアー
となる。
視野外から入射して第１群，第２群を通過し、第３群中
のスペーサー２３で内面反射して固体撮像素子ＣＣＤの
有効撮像面内に到達しフレアーとなる。又不要光２も同
様に視野外から入射して撮像素子ＣＣＤのカバーガラス
Ｃ2 の側面で散乱して有効撮像面内に到達してフレアー
となる。
【００１６】図７の（Ｂ）においては、不要光３，４
は、（Ａ）に示すワイド時と同じように視野外から入射
し、不要光３は第２群の面とり部分で、不要光４は撮像
素子のカバーガラスＣ2 の側面で散乱してフレアーとな
る。
は、（Ａ）に示すワイド時と同じように視野外から入射
し、不要光３は第２群の面とり部分で、不要光４は撮像
素子のカバーガラスＣ2 の側面で散乱してフレアーとな
る。
【００１７】上記の例のように、変倍構成を有する固体
撮像素子を用いた内視鏡対物光学系は、フレアーの発生
が問題となりやすいが、それに対する対策が充分施され
ているとは言えない。
撮像素子を用いた内視鏡対物光学系は、フレアーの発生
が問題となりやすいが、それに対する対策が充分施され
ているとは言えない。
【００１８】本発明は、変倍のワイド状態、テレ状態の
いずれにおいてもフレアーを軽減する手段を有する内視
鏡対物光学系を提供することを目的とする。
いずれにおいてもフレアーを軽減する手段を有する内視
鏡対物光学系を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡対物光学
系は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、
明るさ絞りと、負の屈折力を有する第２群と、正の屈折
力を有する第３群とからなり、第２群を光軸に沿って移
動させて変倍を行なうようにした光学系で、第１群，第
２群，第３群の各群に少なくとも一つのフレアー絞りを
設けたことを特徴としている。
系は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、
明るさ絞りと、負の屈折力を有する第２群と、正の屈折
力を有する第３群とからなり、第２群を光軸に沿って移
動させて変倍を行なうようにした光学系で、第１群，第
２群，第３群の各群に少なくとも一つのフレアー絞りを
設けたことを特徴としている。
【００２０】このように各レンズ群にフレア絞りを設け
ることにより、レンズ群が移動した場合でもいずれかの
フレア絞りが不要光を減少させるために寄与し、フレア
を軽減させることができる。
ることにより、レンズ群が移動した場合でもいずれかの
フレア絞りが不要光を減少させるために寄与し、フレア
を軽減させることができる。
【００２１】
【実施例】次に実施例に基づいて、本発明の内視鏡対物
光学系を更に詳細に説明する。図１は本発明の実施例１
のレンズ系とフレア絞り部分のみを示した断面図で、図
示した部分以外の構成は図７に示した従来例と同じであ
る。また、図中の符号も従来例と同じ構成要素に関して
は同じ符号を用いている（この点は後記の図２、図３も
同様である）。以下の説明ではレンズ系内の光線の通過
状態を明確にするため、図１のレンズ系が下記データを
有するものとして説明する。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.5000 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝1.4230 ｄ2 ＝0.8300 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝0.6200 ｎ2 ＝1.51633 ν2 ＝64.15 ｒ4 ＝∞ ｄ4 ＝0.0300 ｒ5 ＝∞ ｄ5 ＝0.4000 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ6 ＝∞ ｄ6 ＝1.0900 ｒ7 ＝-11.1180 ｄ7 ＝0.3500 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ8 ＝4.0180 ｄ8 ＝0.9000 ｎ5 ＝1.51742 ν5 ＝52.41 ｒ9 ＝-2.4040 ｄ9 ＝0.1500 ｒ10＝4.5420 ｄ10＝0.9000 ｎ6 ＝1.51633 ν6 ＝64.15 ｒ11＝-4.5420 ｄ11＝0.0000 ｒ12＝∞（絞り） ｄ12＝Ｄ1 （可変） ｒ13＝-4.2950 ｄ13＝0.3500 ｎ7 ＝1.69680 ν7 ＝55.52 ｒ14＝1.7370 ｄ14＝0.8000 ｎ8 ＝1.80518 ν8 ＝25.43 ｒ15＝3.5420 ｄ15＝Ｄ2 （可変） ｒ16＝25.1610 ｄ16＝1.5000 ｎ9 ＝1.69680 ν9 ＝55.52 ｒ17＝-5.8830 ｄ17＝0.1500 ｒ18＝5.0520 ｄ18＝1.7000 ｎ10＝1.69680 ν10＝55.52 ｒ19＝∞ ｄ19＝0.8100 ｒ20＝-10.1700 ｄ20＝0.6000 ｎ11＝1.84666 ν11＝23.78 ｒ21＝3.6350 ｄ21＝1.9000 ｎ12＝1.63854 ν12＝55.38 ｒ22＝∞ ｄ22＝3.1200 ｒ23＝∞ ｄ23＝3.0000 ｎ13＝1.51633 ν13＝64.15 ｒ24＝∞ ｄ24＝1.0000 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.15 ｒ25＝∞ 尚データー中、ｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半
径、ｄ1 ，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 ，ν
2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。
光学系を更に詳細に説明する。図１は本発明の実施例１
のレンズ系とフレア絞り部分のみを示した断面図で、図
示した部分以外の構成は図７に示した従来例と同じであ
る。また、図中の符号も従来例と同じ構成要素に関して
は同じ符号を用いている（この点は後記の図２、図３も
同様である）。以下の説明ではレンズ系内の光線の通過
状態を明確にするため、図１のレンズ系が下記データを
有するものとして説明する。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝0.5000 ｎ1 ＝1.88300 ν1 ＝40.78 ｒ2 ＝1.4230 ｄ2 ＝0.8300 ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝0.6200 ｎ2 ＝1.51633 ν2 ＝64.15 ｒ4 ＝∞ ｄ4 ＝0.0300 ｒ5 ＝∞ ｄ5 ＝0.4000 ｎ3 ＝1.51633 ν3 ＝64.15 ｒ6 ＝∞ ｄ6 ＝1.0900 ｒ7 ＝-11.1180 ｄ7 ＝0.3500 ｎ4 ＝1.84666 ν4 ＝23.78 ｒ8 ＝4.0180 ｄ8 ＝0.9000 ｎ5 ＝1.51742 ν5 ＝52.41 ｒ9 ＝-2.4040 ｄ9 ＝0.1500 ｒ10＝4.5420 ｄ10＝0.9000 ｎ6 ＝1.51633 ν6 ＝64.15 ｒ11＝-4.5420 ｄ11＝0.0000 ｒ12＝∞（絞り） ｄ12＝Ｄ1 （可変） ｒ13＝-4.2950 ｄ13＝0.3500 ｎ7 ＝1.69680 ν7 ＝55.52 ｒ14＝1.7370 ｄ14＝0.8000 ｎ8 ＝1.80518 ν8 ＝25.43 ｒ15＝3.5420 ｄ15＝Ｄ2 （可変） ｒ16＝25.1610 ｄ16＝1.5000 ｎ9 ＝1.69680 ν9 ＝55.52 ｒ17＝-5.8830 ｄ17＝0.1500 ｒ18＝5.0520 ｄ18＝1.7000 ｎ10＝1.69680 ν10＝55.52 ｒ19＝∞ ｄ19＝0.8100 ｒ20＝-10.1700 ｄ20＝0.6000 ｎ11＝1.84666 ν11＝23.78 ｒ21＝3.6350 ｄ21＝1.9000 ｎ12＝1.63854 ν12＝55.38 ｒ22＝∞ ｄ22＝3.1200 ｒ23＝∞ ｄ23＝3.0000 ｎ13＝1.51633 ν13＝64.15 ｒ24＝∞ ｄ24＝1.0000 ｎ14＝1.51633 ν14＝64.15 ｒ25＝∞ 尚データー中、ｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半
径、ｄ1 ，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 ，ν
2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。
【００２２】この実施例では第１群の第１レンズ成分Ｌ
1 と赤外カットフィルターＦ1 との間に第１のフレアー
絞りＦＳ1 を、第２群の像側（第４レンズ成分Ｌ4 の像
側）に第２のフレアー絞りＦＳ2 を、第３群の最も物体
側（第５レンズ成分Ｌ5 の物体側）に第３のフレアー絞
りＦＳ3 を設けたものであって、このようにいずれの群
にもフレアー絞りＦＳ1 ，ＦＳ2 ，ＦＳ3 を設けてあ
る。これらフレアー絞りは、例えば金属薄板等が用いら
れる。この図１の（Ａ）には不要光線１，２と明るさ絞
りＳを通って最大像高に達する光を記載してある。
1 と赤外カットフィルターＦ1 との間に第１のフレアー
絞りＦＳ1 を、第２群の像側（第４レンズ成分Ｌ4 の像
側）に第２のフレアー絞りＦＳ2 を、第３群の最も物体
側（第５レンズ成分Ｌ5 の物体側）に第３のフレアー絞
りＦＳ3 を設けたものであって、このようにいずれの群
にもフレアー絞りＦＳ1 ，ＦＳ2 ，ＦＳ3 を設けてあ
る。これらフレアー絞りは、例えば金属薄板等が用いら
れる。この図１の（Ａ）には不要光線１，２と明るさ絞
りＳを通って最大像高に達する光を記載してある。
【００２３】図１の（Ａ）は、この実施例１のワイド状
態を示すもので、第１群中の第１のフレアー絞りＦＳ1
は、明るさ絞りＳの下側の縁を通って最大像高に達する
光線がぎりぎり通過するように設定してある。又第３群
中の第３のフレアー絞りＦＳ3 は、最大像高に入射する
上側光線のうち、明るさ絞りＳの上側の縁を通る光線を
カットするが、最大像高の主光線が余裕をもって通過す
るように設定してある。
態を示すもので、第１群中の第１のフレアー絞りＦＳ1
は、明るさ絞りＳの下側の縁を通って最大像高に達する
光線がぎりぎり通過するように設定してある。又第３群
中の第３のフレアー絞りＦＳ3 は、最大像高に入射する
上側光線のうち、明るさ絞りＳの上側の縁を通る光線を
カットするが、最大像高の主光線が余裕をもって通過す
るように設定してある。
【００２４】以上のようにフレアー絞りを設けたことに
より、不要光１は第１のフレアー絞りＦＳ1 もしくは第
３のフレアー絞りＦＳ3 によりカットされ、不要光２は
第１のフレアー絞りＦＳ1 にてカットされるためにカバ
ーガラスＣ2 に到達することなく、したがってフレアー
の発生を防ぐことが出来る。
より、不要光１は第１のフレアー絞りＦＳ1 もしくは第
３のフレアー絞りＦＳ3 によりカットされ、不要光２は
第１のフレアー絞りＦＳ1 にてカットされるためにカバ
ーガラスＣ2 に到達することなく、したがってフレアー
の発生を防ぐことが出来る。
【００２５】図１の（Ｂ）は、実施例１のテレ状態を示
す図であり、第２群に設けられた第２のフレアー絞りＦ
Ｓ2 は、最大像高に入射する上側光線のうち、明るさ絞
りＳの上側の像を通る光線の光線高とほぼ同じレベルに
設定されている。これにより不要光３が第２群（第４レ
ンズ成分Ｌ4 ）の面とりした部分にて散乱されても第２
のフレアー絞りＦＳ2 を通過する散乱光がカバーガラス
内に到達することはない。又不要光４は、第２のフレア
ー絞りＦＳ2 により直接カットされる。以上の通りテレ
状態においてもフレアーの発生を防止できる。
す図であり、第２群に設けられた第２のフレアー絞りＦ
Ｓ2 は、最大像高に入射する上側光線のうち、明るさ絞
りＳの上側の像を通る光線の光線高とほぼ同じレベルに
設定されている。これにより不要光３が第２群（第４レ
ンズ成分Ｌ4 ）の面とりした部分にて散乱されても第２
のフレアー絞りＦＳ2 を通過する散乱光がカバーガラス
内に到達することはない。又不要光４は、第２のフレア
ー絞りＦＳ2 により直接カットされる。以上の通りテレ
状態においてもフレアーの発生を防止できる。
【００２６】このように、本発明の内視鏡対物光学系
は、第１群と第３群のフレアー絞りによりワイド状態に
おいて視野外から入射する不要光を除去し、第２群のフ
レアー絞りにより、テレ状態において視野外から入射す
る不要光を除去出来る。したがって本発明の内視鏡対物
光学系は、ワイド状態でもテレ状態においてもフレアー
の少ない良好な画質を確保し得る。
は、第１群と第３群のフレアー絞りによりワイド状態に
おいて視野外から入射する不要光を除去し、第２群のフ
レアー絞りにより、テレ状態において視野外から入射す
る不要光を除去出来る。したがって本発明の内視鏡対物
光学系は、ワイド状態でもテレ状態においてもフレアー
の少ない良好な画質を確保し得る。
【００２７】図４は、本発明で用いるフレアー絞りの例
を示すもので、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）等が考えられ
る。これら図でＦＳがフレアー絞りで、（Ａ）に示すも
のは、フレアー絞りの内径部の内面で不要光を反射して
新たなフレアーを誘発するおそれがある。そのため
（Ｂ）のような金属薄板を用いるのが好ましい。又
（Ｃ）のような形状のものでもよい。この場合エッジを
出来るだけ鋭くすることが望ましい。又レンズの表面に
金属薄膜を形成してこれをフレアー絞りとしてもよい。
を示すもので、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）等が考えられ
る。これら図でＦＳがフレアー絞りで、（Ａ）に示すも
のは、フレアー絞りの内径部の内面で不要光を反射して
新たなフレアーを誘発するおそれがある。そのため
（Ｂ）のような金属薄板を用いるのが好ましい。又
（Ｃ）のような形状のものでもよい。この場合エッジを
出来るだけ鋭くすることが望ましい。又レンズの表面に
金属薄膜を形成してこれをフレアー絞りとしてもよい。
【００２８】次に第１群と第３群のフレアー絞りＦＳ
1 ，ＦＳ3 はそれぞれ下記の条件（１），（２）を満足
する位置に配置することが好ましい。
1 ，ＦＳ3 はそれぞれ下記の条件（１），（２）を満足
する位置に配置することが好ましい。
【００２９】（１）第１群のフレアー絞りのうち少なく
とも一つは、最も物体側のレンズとその次に位置するパ
ワーを有するレンズとの間に配置する。
とも一つは、最も物体側のレンズとその次に位置するパ
ワーを有するレンズとの間に配置する。
【００３０】（２）第３群のフレアー絞りの少なくとも
一つはパワーを有する最も像側のレンズよりも物体側に
配置する。
一つはパワーを有する最も像側のレンズよりも物体側に
配置する。
【００３１】上記の条件（１）は、第１群において不要
光のみを選択的に効率よくカットする際に必要となる要
件である。この条件（１）に示す位置は、主光線が相対
的に高く、各光束を分離しやすい。したがって、前記の
位置にフレアー絞りを配置すれば、特定の像高以上に到
達する光束をシャープにカットすることが出来る。この
条件（１）に示す位置よりも像側にのみフレアー絞りを
配置した場合には、不要光をシャープにカット出来ない
ので、他のフレアー絞りの内径によっては、不要光がフ
レアー絞りを通過してフレアーを生ずるか、有効光束が
けられるかのいずれかになり好ましくない。
光のみを選択的に効率よくカットする際に必要となる要
件である。この条件（１）に示す位置は、主光線が相対
的に高く、各光束を分離しやすい。したがって、前記の
位置にフレアー絞りを配置すれば、特定の像高以上に到
達する光束をシャープにカットすることが出来る。この
条件（１）に示す位置よりも像側にのみフレアー絞りを
配置した場合には、不要光をシャープにカット出来ない
ので、他のフレアー絞りの内径によっては、不要光がフ
レアー絞りを通過してフレアーを生ずるか、有効光束が
けられるかのいずれかになり好ましくない。
【００３２】条件（２）は、第３群のフレアー絞りの配
置位置に関するもので、第３群中のフレアーの発生源に
なり得る個所で不要光をカットするのに適した位置であ
る。この位置は、本発明の光学系のパワー配置では、必
ず光線高が高くなる個所で、この付近のレンズが光学系
中最も外径が大きい。そのためスコープの外径の制限が
加わり、図１の（Ａ）に示す不要光１がフレアーになる
可能性が高い。そのため光線高の高い条件（２）に示す
位置で不要光をカットすることが望ましい。条件（２）
の位置よりも像側にのみフレアー絞りを配置した場合、
図１の（Ａ）の不要光１によるフレアーを除去出来な
い。
置位置に関するもので、第３群中のフレアーの発生源に
なり得る個所で不要光をカットするのに適した位置であ
る。この位置は、本発明の光学系のパワー配置では、必
ず光線高が高くなる個所で、この付近のレンズが光学系
中最も外径が大きい。そのためスコープの外径の制限が
加わり、図１の（Ａ）に示す不要光１がフレアーになる
可能性が高い。そのため光線高の高い条件（２）に示す
位置で不要光をカットすることが望ましい。条件（２）
の位置よりも像側にのみフレアー絞りを配置した場合、
図１の（Ａ）の不要光１によるフレアーを除去出来な
い。
【００３３】フレアー絞りの透光部の形状は、加工が容
易で組立時に方向を合わせる必要がないので円形が望ま
しい。しかし固体撮像素子の受光面の形状に合わせて四
角形，八角形等の多角形でもよい。
易で組立時に方向を合わせる必要がないので円形が望ま
しい。しかし固体撮像素子の受光面の形状に合わせて四
角形，八角形等の多角形でもよい。
【００３４】各群のフレアー絞りの透光部の形状が円で
ある場合、その半径は、次のように設定することが望ま
しい。 （３）第１群に設けるフレアー絞りは、ワイド状態での
フレアー絞りの位置における最大有効光線高にほぼ等し
い径。 （４）第２群に設けるフレアー絞りは、テレ状態でのフ
レアー絞りの位置における最大有効光線高にほぼ等しい
径。 （５）第３群に設けるフレアー絞りは、ワイド状態での
フレアー絞りの位置における最大主光線高以上で最大有
効光線高以下の径。
ある場合、その半径は、次のように設定することが望ま
しい。 （３）第１群に設けるフレアー絞りは、ワイド状態での
フレアー絞りの位置における最大有効光線高にほぼ等し
い径。 （４）第２群に設けるフレアー絞りは、テレ状態でのフ
レアー絞りの位置における最大有効光線高にほぼ等しい
径。 （５）第３群に設けるフレアー絞りは、ワイド状態での
フレアー絞りの位置における最大主光線高以上で最大有
効光線高以下の径。
【００３５】上記の最大有効光線高とは、フレアー絞り
を置かない状態で各フレアー絞り位置で最も光軸から離
れたところを通り明るさ絞りの周縁を通過して最大像高
に到達する光線を指し又最大主光線とは、最大像高に到
達する主光線を指す。
を置かない状態で各フレアー絞り位置で最も光軸から離
れたところを通り明るさ絞りの周縁を通過して最大像高
に到達する光線を指し又最大主光線とは、最大像高に到
達する主光線を指す。
【００３６】各フレアー絞りの半径が上記の条件（３）
〜（５）を満足しないと、ワイド状態もしくはテレ状態
で有効光束をカットしすぎて光量の損失を生ずるか不要
光のカットが不十分でフレアーを生じ好ましくない。
〜（５）を満足しないと、ワイド状態もしくはテレ状態
で有効光束をカットしすぎて光量の損失を生ずるか不要
光のカットが不十分でフレアーを生じ好ましくない。
【００３７】図２は本発明の実施例２の構成を示す図で
（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態を示す。この実
施例では、第１群のフレアー絞りＦＳ1 はスペーサー１
６に設けた金属薄板、第２群のフレアー絞りＦＳ2 は第
４レンズ成分Ｌ4 の物体側の金属薄板、第３群のフレア
ー絞りＦＳ3 はスペーサー２３に一体に形成した突起を
用いている。
（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態を示す。この実
施例では、第１群のフレアー絞りＦＳ1 はスペーサー１
６に設けた金属薄板、第２群のフレアー絞りＦＳ2 は第
４レンズ成分Ｌ4 の物体側の金属薄板、第３群のフレア
ー絞りＦＳ3 はスペーサー２３に一体に形成した突起を
用いている。
【００３８】図３は本発明の実施例３の構成を示すもの
で、（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態である。こ
の実施例３では、第１群のフレアー絞りＦＳ1 は赤外カ
ットフィルターＦ1 と処置用レーザー光カットフィルタ
ーＦ2 の間に金属薄板をはさんだ構成であり、第２群の
フレアー絞りＦＳ2 は移動する枠の内部のレンズ成分Ｌ
4の像側の部分に金属薄板を固定したものであり、第３
群のフレアー絞りＦＳ3 は、第６レンズ成分Ｌ6 とスペ
ーサー２４の間に挟んだ金属薄板である。またこの実施
例３では、不要光のカットをより一層完全にするため
に、固体撮像素子側のユニットにもフレアー絞りＳＦ4
を設けている。
で、（Ａ）はワイド状態、（Ｂ）はテレ状態である。こ
の実施例３では、第１群のフレアー絞りＦＳ1 は赤外カ
ットフィルターＦ1 と処置用レーザー光カットフィルタ
ーＦ2 の間に金属薄板をはさんだ構成であり、第２群の
フレアー絞りＦＳ2 は移動する枠の内部のレンズ成分Ｌ
4の像側の部分に金属薄板を固定したものであり、第３
群のフレアー絞りＦＳ3 は、第６レンズ成分Ｌ6 とスペ
ーサー２４の間に挟んだ金属薄板である。またこの実施
例３では、不要光のカットをより一層完全にするため
に、固体撮像素子側のユニットにもフレアー絞りＳＦ4
を設けている。
【００３９】尚各実施例のカバーガラスＣ1 は、空気接
触面のゴミによる画像への悪影響を防止するためのもの
である。本発明の変倍レンズは、特にテレ側のＦナンバ
ーが大になり易く、像位置付近での光束径が非常に小さ
くなり易い。そのため、固体撮像素子のカバーガラスＣ
2 の上に更に厚めのカバーガラスＣ1 を接着して、空気
と触れる面の光束径を増し、空気接触面のゴミの影響を
軽減している。
触面のゴミによる画像への悪影響を防止するためのもの
である。本発明の変倍レンズは、特にテレ側のＦナンバ
ーが大になり易く、像位置付近での光束径が非常に小さ
くなり易い。そのため、固体撮像素子のカバーガラスＣ
2 の上に更に厚めのカバーガラスＣ1 を接着して、空気
と触れる面の光束径を増し、空気接触面のゴミの影響を
軽減している。
【００４０】
【発明の効果】本発明の内視鏡対物光学系は、固体撮像
系を用いたもので変倍可能で高い倍率での観察が可能な
光学系で、光学系を構成する各群中にフレアー絞りを配
置することによりワイド状態でもテレ状態でもフレアー
の発生を防止して良好な像での観察を可能にした。
系を用いたもので変倍可能で高い倍率での観察が可能な
光学系で、光学系を構成する各群中にフレアー絞りを配
置することによりワイド状態でもテレ状態でもフレアー
の発生を防止して良好な像での観察を可能にした。
【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】本発明で用いるフレアー絞りの形状を示す図
【図５】従来の変倍可能な内視鏡対物光学系のパワー配
置を示す図
置を示す図
【図６】従来の変倍可能な内視鏡対物光学系のパワー構
成を示す図
成を示す図
【図７】従来の変倍可能な内視鏡対物光学系の枠構造も
含めた断面図
含めた断面図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 15/14 G02B 23/26 G02B 13/00 G02B 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
１群と、明るさ絞りと、負の屈折力を有する第２群と、
正の屈折力を有する第３群と、固体撮像素子とからな
り、第２群を光軸方向に移動させて変倍可能で、各群中
に少なくとも一つのフレアー絞りを有し、第１群中のフ
レアー絞りの少なくとも１つは最も物体側のレンズと次
に存在するパワーを有する光学要素との間にあり、第３
群中のフレアー絞りの少なくとも一つはパワーを有する
最も像側の光学要素よりも物体側にあることを特徴とす
る内視鏡対物光学系。 - 【請求項２】 第１群中のフレアー絞りの透光部の半径
がワイド状態におけるフレアー絞り位置での最大有効光
線高にほぼ等しく、第２群中のフレアー絞りの透光部の
半径がテレ状態におけるフレアー絞り位置での最大有効
光線高にほぼ等しく、第３群中のフレアー絞りの透光部
の半径がワイド状態におけるフレアー絞り位置での最大
主光線高以上で最大有効光線高以下である請求項１の内
視鏡対物光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12470693A JP3349766B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 内視鏡対物光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12470693A JP3349766B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 内視鏡対物光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317744A JPH06317744A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3349766B2 true JP3349766B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=14892089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12470693A Expired - Fee Related JP3349766B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 内視鏡対物光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349766B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014132494A1 (ja) | 2013-02-28 | 2014-09-04 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 対物光学系 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252723B1 (en) | 1998-03-03 | 2001-06-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective optical system |
| JP4659645B2 (ja) | 2006-03-01 | 2011-03-30 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 拡大内視鏡光学系 |
| JP5371178B2 (ja) | 2006-03-29 | 2013-12-18 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像光学系 |
| JP4653823B2 (ja) | 2008-06-06 | 2011-03-16 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 対物光学系 |
| DE102008038619B3 (de) * | 2008-08-12 | 2010-02-11 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Endoskopobjektiv |
| EP2420880B1 (en) | 2009-04-16 | 2015-12-02 | Olympus Corporation | Objective optical system |
| CN102687053B (zh) | 2009-12-11 | 2014-11-05 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 物镜光学系统 |
| WO2013069263A1 (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-16 | 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 |
| CN104169775B (zh) | 2012-09-18 | 2018-03-16 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜物镜 |
| CN106062609B (zh) * | 2014-07-11 | 2018-11-27 | 奥林巴斯株式会社 | 物镜光学系统 |
| JP5985133B1 (ja) | 2014-11-26 | 2016-09-06 | オリンパス株式会社 | 対物光学系 |
| WO2017119188A1 (ja) | 2016-01-06 | 2017-07-13 | オリンパス株式会社 | 対物光学系 |
| CN109073865A (zh) | 2016-05-16 | 2018-12-21 | 奥林巴斯株式会社 | 物镜光学系统 |
| WO2018092619A1 (ja) | 2016-11-16 | 2018-05-24 | オリンパス株式会社 | 対物光学系 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP12470693A patent/JP3349766B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014132494A1 (ja) | 2013-02-28 | 2014-09-04 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 対物光学系 |
| US9341838B2 (en) | 2013-02-28 | 2016-05-17 | Olympus Corporation | Objective optical system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317744A (ja) | 1994-11-15 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020514 |
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