JP3385338B2 - 内視鏡用接眼レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内視鏡用接眼レンズに関
し、詳しくは内視鏡の接眼部分付近における目視観察あ
るいは写真撮影等を可能とした内視鏡用接眼レンズに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡の接眼部分には、光ファ
イバの出射端から出射された被写体情報を担持した光を
観察者の目や写真フイルム上に結像させるため、この光
ファイバの出射端に近接して接眼レンズが配されてい
る。

【０００３】このような内視鏡用の接眼レンズとして
は、色収差を含めた諸収差を良好なものとする必要があ
るが、その他光ファイバの特性として平行光束に近い中
心部の強度分布が強いので周辺部が暗くなってしまうた
め、なるべくＮＡを大きくする必要がある。

【０００４】さらに、この内視鏡は上述したようにこの
接眼レンズを通して、目視で観察されたり、あるいはカ
メラあるいはビデオカメラ等によって撮影されたりする
ことになるが、いずれの場合においてもアイポイントが
接眼レンズの後端から少し離れた位置に配されるのが望
ましい。例えば観察者がメガネをかけている場合にはこ
の眼鏡の厚さ分だけアイポイントを後方にずらす必要が
あり、また各種カメラを取り付ける際にアダプタレンズ
を接眼部に配設する場合にはこのアダプタレンズによる
光束のケラレを少なくするためにもアイポイントを後方
におく必要がある。

【０００５】このような内視鏡の特性をも考慮した接眼
レンズとして、特開昭54-70848号公報に開示されたもの
が知られている。

【０００６】この公報記載の接眼レンズは、４群６枚構
成のレンズ系であって、所定の条件を満たす構成とする
ことにより各収差を良好なものとし、さらにＮＡを大き
くするようにしている。また、レンズ系の両端のレンズ
面を凹面とすることで前側焦点位置および後側焦点位置
がレンズ系の前方および後方に配されるようにし、アイ
ポイント位置までの距離を長くしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においては光ファイバ側と眼側に各々２枚接合レンズ
を配設しており、このためレンズ系全体としては６枚構
成となっている。

【０００８】これらの接合レンズは色収差や像面湾曲を
良好とするために設けられたものであるが、特に内視鏡
用の接眼レンズにおいては画角の広さがそれ程要求され
ないため、上記眼側には必ずしも接合レンズを配する必
要はない。

【０００９】また、レンズ系全体のレンズ枚数を少なく
し、かつ接合レンズの数を減少させることが光学系をコ
ンパクトとし、さらに製造コストを下げる上で要求され
ている。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、内視鏡用の接眼レンズとして良好に使用し得
る程度の諸収差に維持され、かつ構成レンズ枚数の減少
および接合レンズの数の減少により光学系のコンパクト
化および製造コストの低下を図り得る内視鏡用接眼レン
ズを提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明の第１の内視鏡
用接眼レンズは、両凹レンズからなる第１のレンズ、両
凸レンズからなる第２のレンズおよび第３のレンズ、凹
面を結像面側に向けた正のメニスカスレンズからなる第
４のレンズおよび凹面を結像面側に向けた負のメニスカ
スレンズからなる第５のレンズを、物体側からこの順に
配列し、前記第１のレンズと前記第２のレンズは接合レ
ンズとし、下記４つの条件式(1) 〜(4)を満足すること
を特徴とするものである。

【００１２】 1.5 ＜｜ψ／ψ₅ ｜＜ 1.9 ……… (1) 25＜ν₂ −ν₁ ＜ 40 ……… (2) 0.12＜Ｎ₁ −Ｎ₂ ＜ 0.25 ……… (3) 2.5 ＜ｒ₇ ×ψ＜ 4.5 ……… (4) 但し、ｒ₇ ：物体側から第７面の曲率半径 ψ ：レンズ系全体の屈折力 ψ₅ ：第５のレンズの屈折力 ν₁ ：第１のレンズのアッベ数 ν₂ ：第２のレンズのアッベ数 Ｎ₁ ：第１のレンズの屈折率 Ｎ₂ ：第２のレンズの屈折率 また、本願発明の第２の内視鏡用接眼レンズは、上記第
１の内視鏡用接眼レンズであって、さらに下記(5) 〜
(9) の条件式を満足することを特徴とするものである。

【００１３】 0.35＜ｒ₉ ×ψ＜ 0.75 ……… (5) ν₅ ＜ 35 ……… (6) 0.8 ＜ｒ₂ ×ψ＜ 1.2 ……… (7) 1.00＜ψ₃ ／ψ₄ ＜ 1.15 ……… (8) 0.15＜ψ_a ／ψ＜ 0.4 ……… (9) 但し、ψ₃ ：第３のレンズの屈折力 ψ₄ ：第４のレンズの屈折力 ψ_a ：第４のレンズと第５のレンズの間の空気レンズの
屈折力 ν₅ ：第５のレンズのアッベ数 ｒ₂ ：第１のレンズと第２のレンズの接合面の曲率半径 ｒ₉ ：物体側から第９面の曲率半径

【００１４】

【作用】上記第１の内視鏡用接眼レンズによれば、レン
ズ系全体を４群５枚のレンズにより構成しており、従来
技術に比べてレンズの枚数を１枚、さらに接合レンズの
数を１つ各々減少させておりこれにより光学系のコンパ
クト化および製造コストの低減を図ることができる。

【００１５】また、このレンズ系の両端の面、すなわち
第１のレンズの物体側の面および第５のレンズの結像面
側の面を凹面として前後の両焦点距離を長くしてアイポ
イント位置までの距離を長くするようにしている。

【００１６】また、上記式(1) は第５のレンズの屈折力
ψ₅ に対するレンズ系全体の屈折力ψの比の値の範囲を
規定するもので、この条件式(1) 満足することにより球
面収差と像面湾曲を良好なものとすることができる。

【００１７】すなわち、この範囲の上限を超えると球面
収差および像面湾曲の補正が不足となり、その下限を超
えるとその補正が過剰となる。

【００１８】また、上記式(2) は第２のレンズのアッベ
数ν₂ と第１のアッベ数ν₁ との差の範囲を規定するも
ので、この条件式(2) を満足することにより、色収差、
特に倍率色収差を良好なものとすることができる。

【００１９】すなわち、この範囲の上限を超えると色収
差の補正が過剰となり、その下限を超えるとその補正が
不足となる。

【００２０】また、上記式(3) は第１のレンズの屈折率
Ｎ₁ と第２のレンズの屈折率Ｎ₂ の差の範囲を規定する
もので、この条件式(3) を満足することによりレンズ接
合面における球面収差を良好なものとすることができ
る。

【００２１】すなわち、この範囲の上限を超えると球面
収差の補正が過剰となり、その下限を超えるとその補正
が不足となる。

【００２２】さらに、上記式(4) は第４のレンズのアイ
ポイント側の面の曲率半径ｒ₇ とレンズ系全体の屈折力
ψの積の範囲を規定するもので、この条件式(4) を満足
することにより球面収差および像面湾曲が良好となる。

【００２３】すなわち、この範囲の上限を超えると球面
収差および像面湾曲の補正が不足となり、その下限を超
えるとその補正が過剰となる。

【００２４】また、上記第２の内視鏡用接眼レンズによ
れば、上記第１の内視鏡用接眼レンズの構成に加えて条
件式(5) 〜(9) を満足するようにしているので諸収差を
さらに良好としたレンズ系を実現できる。以下、条件式
(5) 〜(9) について説明する。

【００２５】上記式(5) は第５のレンズの結像面側の面
の曲率半径ｒ₉ とレンズ系全体の屈折力ψの積の範囲を
規定するもので、この条件式(5) を満足することで球面
収差および像面湾曲が良好となる。

【００２６】すなわち、この範囲の上限を超えると球面
収差および像面湾曲の補正が不足となり、その下限を超
えるとその補正が過剰となる。

【００２７】また、上記式(6) は第５のレンズのアッベ
数ν₅ の範囲を規定するもので、この条件式(6) を満足
することにより色収差、特に軸上色収差が良好となる。

【００２８】すなわち、この範囲の上限を超えると色収
差の補正が不足となる。

【００２９】また、上記式(7) は第１のレンズと第２の
レンズの接合面の曲率半径ｒ₂ とレンズ系全体の屈折力
ψの積の範囲を規定するもので、この条件式(7) を満足
することにより球面収差および色収差が良好となる。

【００３０】すなわち、この範囲の上限を超えると球面
収差および色収差の補正が不足となり、その下限を超え
るとその補正が過剰となる。

【００３１】また、上記式(8)は第４のレンズの屈折力
ψ_４に対する第３のレンズの屈折力ψ_３の比の値の範囲
を規定するものであり、上記式(9)はレンズ系全体の屈
折力ψに対する第４のレンズと第５のレンズの間の空気
レンズの屈折力ψ_ａの比の値の範囲を規定するものであ
り、これらの条件式(8),(9)を満足することにより球面
収差を良好とすることができる。

【００３２】すなわち、これらの範囲の上限、下限のい
ずれを超えても球面収差のバランスがくずれる。

【００３３】なお、本発明の内視鏡用接眼レンズにおい
ては上述した如く球面収差を良好としているのでＮＡを
ある程度大きくすることが可能となる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００３５】ここで、図１は実施例１〜３のレンズ基本
構成を示すものである。図１に示すように、これらの実
施例に係る内視鏡用接眼レンズは内視鏡の接眼部１内に
配されたもので、５枚のレンズＬ₁ 〜Ｌ₅ により構成さ
れ、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ を接合した４群５
枚構成とされている。すなわち、光ファイバ２から射出
された観察物体情報を担持した光束はこの接眼レンズに
より内視鏡外部に射出され、この内視鏡外部のアイポイ
ント位置Ｐに配された観察者の目によって物体像が観察
されることとなる。

【００３６】なお、接眼部１の端部には、この接眼部１
の内部の気密性を保持するための保護ガラス３が固設さ
れている。

【００３７】また、アイポイントはレンズ系より離れて
いた方がよく、この保護ガラス３からアイポイント位置
Ｐまでは例えば10mm以上が必要と考えられる。

【００３８】ここで第１のレンズＬ₁ はアイポイント側
に曲率の大きな面を向けた両凹レンズ、第２のレンズＬ
₂ は両面が同一曲率の（実施例３においては光ファイバ
２側に強い曲率の面を向けた）両凸レンズ、第３のレン
ズＬ₃ は両面が同一曲率の（実施例１においては光ファ
イバ２側に強い曲率の面を向けた）両凸レンズ、第４の
レンズＬ₄ は光ファイバ２側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズ、第５のレンズＬ₅ は光ファイバ２側に凸面
を向けた負のメニスカスレンズである。

【００３９】また、これらのレンズは以下の条件式を満
足する。

【００４０】 1.5 ＜｜ψ／ψ₅ ｜＜ 1.9 ……… (1) 25＜ν₂ −ν₁ ＜ 40 ……… (2) 0.12＜Ｎ₁ −Ｎ₂ ＜ 0.25 ……… (3) 2.5 ＜ｒ₇ ×ψ＜ 4.5 ……… (4) 但し、ｒ₇ ：物体側から第７面の曲率半径 ψ ：レンズ系全体の屈折力 ψ₅ ：第５のレンズの屈折力 ν₁ ：第１のレンズのアッベ数 ν₂ ：第２のレンズのアッベ数 Ｎ₁ ：第１のレンズの屈折率 Ｎ₂ ：第２のレンズの屈折率 条件式(1) を満足することにより、球面収差および像面
湾曲を良好とすることができる。また、条件式(2) を満
足することにより色収差、特に倍率色収差をさらに良好
とすることができる。また、条件式(3) を満足すること
によりレンズ接合面の球面収差を良好とすることができ
る。また、条件式(4) を満足することにより球面収差お
よび像面湾曲を良好とすることができる。さらに、第１
のレンズＬ₁ と第２のレンズＬ₂ を接合することにより
色収差および像面湾曲を良好とすることができる。

【００４１】さらに、本実施例１〜３においては上記４
つの条件式(1) 〜(4) に加えて下記の５つの条件式(5)
〜(9) を満足するように構成されている。

【００４２】 0.35＜ｒ₉ ×ψ＜ 0.75 ……… (5) ν₅ ＜ 35 ……… (6) 0.8 ＜ｒ₂ ×ψ＜ 1.2 ……… (7) 1.00＜ψ₃ ／ψ₄ ＜ 1.15 ……… (8) 0.15＜ψ_a ／ψ＜ 0.4 ……… (9) 但し、ψ₃ ：第３のレンズの屈折力 ψ₄ ：第４のレンズの屈折力 ψ_a ：第４のレンズと第５のレンズの間の空気レンズの
屈折力 ν₅ ：第５のレンズのアッベ数 ｒ₂ ：第１のレンズと第２のレンズの接合面の曲率半径 ｒ₉ ：物体側から第９面の曲率半径 上記条件式(5) を満足することにより球面収差および像
面湾曲をさらに良好とすることができる。

【００４３】また、上記条件式(6) を満足することによ
り色収差、特に軸上色収差を良好とすることができる。

【００４４】また、上記条件式(7) を満足することによ
り球面収差および色収差を良好とすることができる。

【００４５】また、上記条件式(8) および条件式(9) を
満足することにより球面収差をバランスよく補正するこ
とができる。

【００４６】以下、実施例１〜３の各々について具体的
数値を用いて説明する。

【００４７】＜実施例１＞この実施例１における各レン
ズ面の曲率半径ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間
の空気間隔ｄ、各レンズのｄ線における屈折率ｎおよび
各レンズのアッベ数νを下記表１に示す。

【００４８】ただし、この表１および後述する表２，３
において、各記号ｒ，ｄ，ｎ，νに対応させた数字は物
体側から順次増加するようになっている。

【００４９】

【表１】 ｒ ｄ ｎ ν １ -47.2005 1.0000 1.84666 23.8 ２ 8.5780 5.4900 1.64050 60.2 ３ -8.5780 0.2000 ４ 17.1321 4.6000 1.71300 53.9 ５ -32.3008 0.2000 ６ 9.4068 2.8900 1.77250 49.6 ７ 26.3687 0.2000 ８ 11.1769 1.0000 1.80518 25.4 ９ 5.0014 5.3587 10 ∞ 1.0000 1.55690 48.6 11 ∞ また、上記条件式(1) 〜(9) における各値は以下の如く
設定されている。

【００５０】｜ψ／ψ₅ ｜＝1.65 ν₂ −ν₁ ＝36.4 Ｎ₁ −Ｎ₂ ＝0.206 ｒ₇ ×ψ＝3.59 ｒ₉ ×ψ＝0.680 ν₅ ＝25.4 ｒ₂ ×ψ＝1.17 ψ₃ ／ψ₄ ＝1.08 ψ_a ／ψ＝0.180 ＜実施例２＞この実施例２における各レンズ面の曲率半
径ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
ｄ、各レンズのｄ線における屈折率ｎおよび各レンズの
アッベ数νを下記表２に示す。

【００５１】

【表２】 ｒ ｄ ｎ ν １ -8.8074 1.2000 1.78472 25.7 ２ 10.7160 4.6744 1.62280 56.9 ３ -10.7160 0.2000 ４ 27.1886 2.9088 1.72001 50.3 ５ -27.1886 0.2000 ６ 10.9388 3.1016 1.72001 50.3 ７ 35.2342 0.7952 ８ 10.0642 1.5000 1.67270 32.2 ９ 5.7468 2.8243 10 ∞ 1.0000 1.51633 64.1 11 ∞ また、上記条件式(1) 〜(9) における各値は以下の如く
設定されている。

【００５２】｜ψ／ψ₅ ｜＝1.85 ν₂ −ν₁ ＝31.2 Ｎ₁ −Ｎ₂ ＝0.162 ｒ₇ ×ψ＝2.82 ｒ₉ ×ψ＝0.460 ν₅ ＝32.2 ｒ₂ ×ψ＝0.860 ψ₃ ／ψ₄ ＝1.08 ψ_a ／ψ＝0.350 ＜実施例３＞この実施例３における各レンズ面の曲率半
径ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
ｄ、各レンズのｄ線における屈折率ｎおよび各レンズの
アッベ数νを下記表３に示す。

【００５３】

【表３】 ｒ ｄ ｎ ν １ -68.7784 1.0000 1.84666 23.8 ２ 10.9360 4.0579 1.62299 58.1 ３ -14.8619 0.2000 ４ 25.5390 3.1381 1.77250 49.6 ５ -25.5390 0.2000 ６ 10.9968 3.1777 1.77250 49.6 ７ 41.2803 0.6027 ８ 13.6528 1.0000 1.67270 32.2 ９ 5.7988 4.1005 10 ∞ 1.0000 1.51633 64.1 11 ∞ また、上記条件式(1) 〜(9) における各値は以下の如く
設定されている。

【００５４】｜ψ／ψ₅ ｜＝1.58 ν₂ −ν₁ ＝34.3 Ｎ₁ −Ｎ₂ ＝0.224 ｒ₇ ×ψ＝4.13 ｒ₉ ×ψ＝0.580 ν₅ ＝32.2 ｒ₂ ×ψ＝1.09 ψ₃ ／ψ₄ ＝1.09 ψ_a ／ψ＝0.180 なお、実施例１〜３の各収差図を各々図２〜４に示す。

【００５５】これら図２〜４から明らかなように、本実
施例によれば、各収差を良好なものとすることができ、
内視鏡用接眼レンズとして使用し得るに十分な性能を得
ることができる。

【００５６】なお、本発明の内視鏡用接眼レンズとして
は、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態
様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率ｒおよび
レンズ間隔（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更すること
が可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内視鏡用
接眼レンズによれば、諸収差が劣化しないように配慮し
ながら、４群５枚のレンズ構成としているので、諸収差
を良好に補正しつつ、光学系のコンパクト化および製造
コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜３に係るレンズ基本構成を
示す概略図

【図２】実施例１に係るレンズの各収差図

【図３】実施例２に係るレンズの各収差図

【図４】実施例３に係るレンズの各収差図

【符号の説明】

Ｌ₁ 〜Ｌ₅ レンズ ｒ₁ 〜ｒ₁₁ レンズ面の曲率 ｄ₁ 〜ｄ₁₀ レンズ面間隔（レンズ厚） Ｘ 光軸 Ｐ アイポイント位置 １ 内視鏡の接眼部 ２ 光ファイバ ３ 保護ガラス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両凹レンズからなる第１のレンズ、両凸
   レンズからなる第２のレンズおよび第３のレンズ、凹面
   を結像面側に向けた正のメニスカスレンズからなる第４
   のレンズおよび凹面を結像面側に向けた負のメニスカス
   レンズからなる第５のレンズを、物体側からこの順に配
   列し、前記第１のレンズと前記第２のレンズは接合レン
   ズとし、下記４つの条件式(1) 〜(4) を満足することを
   特徴とする内視鏡用接眼レンズ。 1.5 ＜｜ψ／ψ₅ ｜＜ 1.9 ……… (1) 25＜ν₂ −ν₁ ＜ 40 ……… (2) 0.12＜Ｎ₁ −Ｎ₂ ＜ 0.25 ……… (3) 2.5 ＜ｒ₇ ×ψ＜ 4.5 ……… (4) 但し、ｒ₇ ：物体側から第７面の曲率半径 ψ ：レンズ系全体の屈折力 ψ₅ ：第５のレンズの屈折力 ν₁ ：第１のレンズのアッベ数 ν₂ ：第２のレンズのアッベ数 Ｎ₁ ：第１のレンズの屈折率 Ｎ₂ ：第２のレンズの屈折率
2. 【請求項２】 下記５つの条件式(5) 〜(9) を満足する
   ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡用接眼レンズ。 0.35＜ｒ₉ ×ψ＜ 0.75 ……… (5) ν₅ ＜ 35 ……… (6) 0.8 ＜ｒ₂ ×ψ＜ 1.2 ……… (7) 1.00＜ψ₃ ／ψ₄ ＜ 1.15 ……… (8) 0.15＜ψ_a ／ψ＜ 0.4 ……… (9) 但し、ψ₃ ：第３のレンズの屈折力 ψ₄ ：第４のレンズの屈折力 ψ_a ：第４のレンズと第５のレンズの間の空気レンズの
   屈折力 ν₅ ：第５のレンズのアッベ数 ｒ₂ ：第１のレンズと第２のレンズの接合面の曲率半径 ｒ₉ ：物体側から第９面の曲率半径