JP3429602B2 - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents
内視鏡用対物レンズInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡に使用される対
物レンズに関し、特に、固体撮像素子を用いた内視鏡に
使用される内視鏡用対物レンズに関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内視鏡
は、体内に導入することから細径のものが望まれてい
る。このような内視鏡に用いられる対物レンズは、広角
で、しかも小さなイメージ・サイズを得ることが必要で
ある。しかし、このような対物レンズは、焦点距離が短
いため、充分なバック・フォーカスを得ることはできな
かった。そこで従来は、特開昭６３−２４２４４１号に
開示されたような、最終段レンズの像側の面に光学繊維
束を接着する方法が採られていた。 【０００３】また今日では、内視鏡内部に配設した固体
撮像素子によって観察像を得る手法が主流となってい
る。この場合も、従来の対物レンズを用いた光学系で
は、充分なバック・フォーカスを得ることができないた
めに、内視鏡先端部に設けた対物レンズの直近に、固体
撮像素子を配設する構造が採られていた（特開平２−１
７６６１１号）。 【０００４】しかし、この構造では、ほぼ平面的な形状
を呈する固体撮像素子を、この内視鏡の長さ方向に対し
て垂直に配設する構造となっており、固体撮像素子を内
部に収容し得る直径を内視鏡に確保する必要があった。
これは、内視鏡の細径化を進める上で、大きな支障とな
っていた。 【０００５】そこで、本発明は、内視鏡の細径化を図る
べく、バック・フォーカスを充分に確保できる内視鏡用
対物レンズを提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる内視鏡用
対物レンズは、像側に凹面を向けた平凹又はメニスカス
の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた平凸の正の
第２レンズと、像側に凸面を向けた平凸の正の第３レン
ズと、両凸の正の第４レンズとを、この順に物体側から
配列して光学系を構成すると共に、前記第２レンズと第
３レンズとの間に絞りを配置し、以下の条件（１）〜
（５）を満足することを特徴とする。 【０００７】（１） Ｂｆ’ ＞ １．５ｆ’ （２） １．８０ ＜ Ｄ／ｒ2 ＜ ２．４０ （３） ν2 ＜４５．０ （４） ν3 ＞５０．０ （５） ν4 ＞５０．０ ここに、Ｂｆ’はバック・フォーカスであり、プリズム
などを除いた状態における、第４レンズの像側の面から
像面までの光軸上の距離を示している。 【０００８】ｆ’はこの光学系全体の合成焦点距離、ｒ
2 は第１レンズの像側の凹面の曲率半径である。また、
Ｄは「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ2 ）＋ｄ4 」の値を示し、この
うち、ｄ2 は第１レンズと第２レンズとの空気間隔、ｄ
3 は第２レンズの中心厚、ｄ4 は第２レンズと絞りとの
空気間隔、及びｎ2 は第２レンズの屈折率である。 【０００９】ν2 は第２レンズに使用されている硝材の
アッベ数、ν3 は第３レンズに使用されている硝材のア
ッベ数、及びν4 は第４レンズに使用されている硝材の
アッベ数である。 【００１０】 【作用】プリズムなどを用い、第４レンズを透過した光
の光路を直角に折り曲げる場合には、所定の光路長が必
要となる。この場合に必要となる光路長は画面サイズ
（像高ｙの２倍）でほぼ決まる。光路長としては、最低
限、画面サイズ２ｙと同じ距離だけ必要であるが、理想
像高ｙ0 は、ｙ0 ＝ｆ’ｔａｎθであるから、半画角を
４５°とすると、理想像高ｙ0 は合成焦点距離ｆ’に等
しくなる。但し、内視鏡用の対物レンズは負の歪曲収差
が大きく、その歪曲収差量Ｄ（％）は、Ｄ＝１００（ｙ
−ｙ0 ）／ｙ0 で表され、このＤの値は、−２０＜Ｄ
＜−５０程度である。これより、０．５ｆ’＜ｙ＜０．
８ｆ’となるが、これに光束に対する余裕や組立時の調
整シロを考慮して、条件（１）が規定される。 【００１１】また、本発明のように、比較的簡易な構成
のレトロフォーカス型レンズにおける画角は、第１レン
ズのパワーと、絞りからの距離とによって決まる。特
に、本発明における第１レンズのパワーの大部分は、そ
の像面側の凹面によるものである。この凹面の曲率半径
（ｒ2 ）が小さく、絞りからの距離「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ
2 ）＋ｄ4 」が遠いほど、すなわち、条件（２）の「Ｄ
／ｒ2 」の値が大きいほど、画角は広くなり、バック・
フォーカスも長くすることができる。但し、「Ｄ／
ｒ2 」の値が、条件（２）の上・下限値を越えると、Ｔ
方向（タンジェンシャル方向）の像面湾曲やコマ収差の
補正が困難となる。なお、条件（２）におけるＤは、第
１レンズの像側の面から絞りまでの間を、全て空気に換
算した場合の光軸上の光学距離を示している。 【００１２】また、条件（３）〜（５）において、各レ
ンズに使用されている硝材の各アッベ数が、この各条件
の範囲を外れると、倍率色収差を良好に補正することが
困難となる。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面を参照し
て説明する。 【００１４】＜実施例１＞図１に実施例１にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。 【００１５】この対物レンズは、光軸ｌ上に、第１レン
ズＬ１〜第４レンズＬ４、及びプリズムＰを、物体側か
ら順に配置して構成している。 【００１６】第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負
のメニスカスレンズであり、物体側にレンズ面１、像側
にレンズ面２を向けて配置している。第２レンズＬ２
は、物体側に凸面を向けた平凸の正のレンズであり、物
体側にレンズ面３、像側にレンズ面４を向けて配置して
いる。第３レンズＬ３は、像側に凸面を向けた平凸の正
のレンズであり、物体側にレンズ面６、像側にレンズ面
７を向けて配置している。なお、第２レンズＬ２と第３
レンズＬ３との間の間隙に絞りＳを配置している。ま
た、第４レンズＬ４は、両凸の正のレンズであり、物体
側にレンズ面８、像側にレンズ面９を向けて配置してい
る。さらに、第４レンズＬ４の像側にはプリズムＰを配
置しており、物体側にレンズ面１０、像側にレンズ面１
１を向けて配置している。なお、このプリズムＰによっ
て光路が直角に折り曲げられるが、便宜上、図１ではこ
れを展開して示している。また、この実施例１では、プ
リズムＰのレンズ面１１が結像位置（結像面Ｉ）となっ
ており、この面に、光学繊維束の入射端面、或は撮像素
子の受像面（受光面）を接着又は密着させることができ
る。 【００１７】そして、これら第１レンズＬ１〜第４レン
ズＬ４等で構成する内視鏡用対物レンズは、以下の条件
（１）〜（５）を満足するように規定されている。 【００１８】（１） Ｂｆ’ ＞ １．５ｆ’ （２） １．８０ ＜ Ｄ／ｒ2 ＜ ２．４０ （３） ν2 ＜４５．０ （４） ν3 ＞５０．０ （５） ν4 ＞５０．０ ここに、Ｂｆ’はプリズムＰを除いた状態のバック・フ
ォーカス、ｆ’はこの光学系全体の合成焦点距離、ｒ2
は第１レンズＬ１のレンズ面２の曲率半径を示す。ま
た、Ｄは「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ2 ）＋ｄ4 」の値を示して
おり、ｄ2 は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との空気
間隔、ｄ3 は第２レンズＬ２の中心厚、ｄ 4 は第２レン
ズＬ２と絞りＳとの空気間隔、ｎ2 は第２レンズＬ２の
屈折率を示す。また、ν2 は第２レンズＬ２に使用され
ている硝材のアッベ数、ν3 は第３レンズＬ３に使用さ
れている硝材のアッベ数、ν4 は第４レンズＬ４に使用
されている硝材のアッベ数である。 【００１９】図１に示した対物レンズは、この条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。表中、ｒは各レンズ
面の曲率半径、ｄは各レンズの厚みまたは空気間隔、ｎ
ｄは各レンズのｄ線に対する屈折率、νｄは各レンズに
使用されている硝材のアッベ数を示す。 【００２０】 【表１】 【００２１】 Ｂｆ’＝ 2.000ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1224 + (0.9461/1.80518) + 0.0306]/0.3576 ＝ １．８９３ なお、合成焦点距離ｆ’は、Ｏ．５ ｍｍに規格化して
いる。 【００２２】この構成における各収差図を図２（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図３に示す。図３で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００２３】＜実施例２＞図４に実施例２にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構成
要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。本実施
例の第１レンズＬ１は、像側に凸面を向けた平凹レンズ
で構成している。また、この実施例２では、図１におけ
る構成からプリズムＰを除去して構成しており、結像面
を参照符号Ｉで示している。 【００２４】図４に示した対物レンズは、上記した条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。 【００２５】 【表２】 【００２６】 Ｂｆ’＝ 2.360ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1422 + (1.0044/1.80518) + 0.0355]/0.3816 ＝ 1.924 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００２７】この構成による各収差図を図５（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図６に示す。図６で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００２８】＜実施例３＞図７に実施例３にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構成
要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。また、
この実施例３では、図１における構成からプリズムＰを
除去して構成しており、結像面を参照符号Ｉで示してい
る。 【００２９】図７に示した対物レンズは、上記した条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。 【００３０】 【表３】【００３１】 Ｂｆ’＝ 2.660ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1189 + (0.9816/1.80518) + 0.0296]/0.3380 ＝ 2.048 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００３２】この構成による各収差図を図８（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図９に示す。図９で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００３３】＜実施例４＞図１０に実施例４にかかる内
視鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構
成要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。ま
た、この実施例４では、結像面を参照符号Ｉで示してい
る。 【００３４】図１０に示した対物レンズは、上記した条
件（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具
体的数値は、下記に示す通りである。 【００３５】 【表４】【００３６】 Ｂｆ’＝ 3.030ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.2302 + (1.0768/1.80518) + 0.0357/0.3785 ＝ 2.278 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００３７】この構成による各収差図を図１１（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図１２に示す。図１２
では、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、
１０割の各収差量を示す。 【００３８】＜比較例＞比較のため、従来の対物レンズ
の具体的構成を図１３に示す（特開平２−１７６６１１
号等）。また、その具体的数値を、下記に示す。 【００３９】 【表５】 【００４０】 Ｂｆ’＝ 0.000ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.099 + (0.494/1.66755 + 0.033/0.548 ＝ 0.781 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００４１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる内
視鏡用対物レンズによれば、バック・フォーカスを充分
に長くすることができるため、最終段の第４レンズの像
側に、光路変換用のプリズム等の光学素子を配置するス
ペースを設けることができる。 【００４２】従って、このプリズム等を介すことで、従
来、内視鏡の長手方向と垂直な面に形成されていた結像
面を、内視鏡の長手方向と平行に形成することができ
る。この結果、内視鏡の長手方向と平行に固体撮像素子
を配置することが可能となり、内視鏡をより細径に形成
することが可能となる。
物レンズに関し、特に、固体撮像素子を用いた内視鏡に
使用される内視鏡用対物レンズに関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内視鏡
は、体内に導入することから細径のものが望まれてい
る。このような内視鏡に用いられる対物レンズは、広角
で、しかも小さなイメージ・サイズを得ることが必要で
ある。しかし、このような対物レンズは、焦点距離が短
いため、充分なバック・フォーカスを得ることはできな
かった。そこで従来は、特開昭６３−２４２４４１号に
開示されたような、最終段レンズの像側の面に光学繊維
束を接着する方法が採られていた。 【０００３】また今日では、内視鏡内部に配設した固体
撮像素子によって観察像を得る手法が主流となってい
る。この場合も、従来の対物レンズを用いた光学系で
は、充分なバック・フォーカスを得ることができないた
めに、内視鏡先端部に設けた対物レンズの直近に、固体
撮像素子を配設する構造が採られていた（特開平２−１
７６６１１号）。 【０００４】しかし、この構造では、ほぼ平面的な形状
を呈する固体撮像素子を、この内視鏡の長さ方向に対し
て垂直に配設する構造となっており、固体撮像素子を内
部に収容し得る直径を内視鏡に確保する必要があった。
これは、内視鏡の細径化を進める上で、大きな支障とな
っていた。 【０００５】そこで、本発明は、内視鏡の細径化を図る
べく、バック・フォーカスを充分に確保できる内視鏡用
対物レンズを提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる内視鏡用
対物レンズは、像側に凹面を向けた平凹又はメニスカス
の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた平凸の正の
第２レンズと、像側に凸面を向けた平凸の正の第３レン
ズと、両凸の正の第４レンズとを、この順に物体側から
配列して光学系を構成すると共に、前記第２レンズと第
３レンズとの間に絞りを配置し、以下の条件（１）〜
（５）を満足することを特徴とする。 【０００７】（１） Ｂｆ’ ＞ １．５ｆ’ （２） １．８０ ＜ Ｄ／ｒ2 ＜ ２．４０ （３） ν2 ＜４５．０ （４） ν3 ＞５０．０ （５） ν4 ＞５０．０ ここに、Ｂｆ’はバック・フォーカスであり、プリズム
などを除いた状態における、第４レンズの像側の面から
像面までの光軸上の距離を示している。 【０００８】ｆ’はこの光学系全体の合成焦点距離、ｒ
2 は第１レンズの像側の凹面の曲率半径である。また、
Ｄは「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ2 ）＋ｄ4 」の値を示し、この
うち、ｄ2 は第１レンズと第２レンズとの空気間隔、ｄ
3 は第２レンズの中心厚、ｄ4 は第２レンズと絞りとの
空気間隔、及びｎ2 は第２レンズの屈折率である。 【０００９】ν2 は第２レンズに使用されている硝材の
アッベ数、ν3 は第３レンズに使用されている硝材のア
ッベ数、及びν4 は第４レンズに使用されている硝材の
アッベ数である。 【００１０】 【作用】プリズムなどを用い、第４レンズを透過した光
の光路を直角に折り曲げる場合には、所定の光路長が必
要となる。この場合に必要となる光路長は画面サイズ
（像高ｙの２倍）でほぼ決まる。光路長としては、最低
限、画面サイズ２ｙと同じ距離だけ必要であるが、理想
像高ｙ0 は、ｙ0 ＝ｆ’ｔａｎθであるから、半画角を
４５°とすると、理想像高ｙ0 は合成焦点距離ｆ’に等
しくなる。但し、内視鏡用の対物レンズは負の歪曲収差
が大きく、その歪曲収差量Ｄ（％）は、Ｄ＝１００（ｙ
−ｙ0 ）／ｙ0 で表され、このＤの値は、−２０＜Ｄ
＜−５０程度である。これより、０．５ｆ’＜ｙ＜０．
８ｆ’となるが、これに光束に対する余裕や組立時の調
整シロを考慮して、条件（１）が規定される。 【００１１】また、本発明のように、比較的簡易な構成
のレトロフォーカス型レンズにおける画角は、第１レン
ズのパワーと、絞りからの距離とによって決まる。特
に、本発明における第１レンズのパワーの大部分は、そ
の像面側の凹面によるものである。この凹面の曲率半径
（ｒ2 ）が小さく、絞りからの距離「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ
2 ）＋ｄ4 」が遠いほど、すなわち、条件（２）の「Ｄ
／ｒ2 」の値が大きいほど、画角は広くなり、バック・
フォーカスも長くすることができる。但し、「Ｄ／
ｒ2 」の値が、条件（２）の上・下限値を越えると、Ｔ
方向（タンジェンシャル方向）の像面湾曲やコマ収差の
補正が困難となる。なお、条件（２）におけるＤは、第
１レンズの像側の面から絞りまでの間を、全て空気に換
算した場合の光軸上の光学距離を示している。 【００１２】また、条件（３）〜（５）において、各レ
ンズに使用されている硝材の各アッベ数が、この各条件
の範囲を外れると、倍率色収差を良好に補正することが
困難となる。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面を参照し
て説明する。 【００１４】＜実施例１＞図１に実施例１にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。 【００１５】この対物レンズは、光軸ｌ上に、第１レン
ズＬ１〜第４レンズＬ４、及びプリズムＰを、物体側か
ら順に配置して構成している。 【００１６】第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負
のメニスカスレンズであり、物体側にレンズ面１、像側
にレンズ面２を向けて配置している。第２レンズＬ２
は、物体側に凸面を向けた平凸の正のレンズであり、物
体側にレンズ面３、像側にレンズ面４を向けて配置して
いる。第３レンズＬ３は、像側に凸面を向けた平凸の正
のレンズであり、物体側にレンズ面６、像側にレンズ面
７を向けて配置している。なお、第２レンズＬ２と第３
レンズＬ３との間の間隙に絞りＳを配置している。ま
た、第４レンズＬ４は、両凸の正のレンズであり、物体
側にレンズ面８、像側にレンズ面９を向けて配置してい
る。さらに、第４レンズＬ４の像側にはプリズムＰを配
置しており、物体側にレンズ面１０、像側にレンズ面１
１を向けて配置している。なお、このプリズムＰによっ
て光路が直角に折り曲げられるが、便宜上、図１ではこ
れを展開して示している。また、この実施例１では、プ
リズムＰのレンズ面１１が結像位置（結像面Ｉ）となっ
ており、この面に、光学繊維束の入射端面、或は撮像素
子の受像面（受光面）を接着又は密着させることができ
る。 【００１７】そして、これら第１レンズＬ１〜第４レン
ズＬ４等で構成する内視鏡用対物レンズは、以下の条件
（１）〜（５）を満足するように規定されている。 【００１８】（１） Ｂｆ’ ＞ １．５ｆ’ （２） １．８０ ＜ Ｄ／ｒ2 ＜ ２．４０ （３） ν2 ＜４５．０ （４） ν3 ＞５０．０ （５） ν4 ＞５０．０ ここに、Ｂｆ’はプリズムＰを除いた状態のバック・フ
ォーカス、ｆ’はこの光学系全体の合成焦点距離、ｒ2
は第１レンズＬ１のレンズ面２の曲率半径を示す。ま
た、Ｄは「ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ2 ）＋ｄ4 」の値を示して
おり、ｄ2 は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との空気
間隔、ｄ3 は第２レンズＬ２の中心厚、ｄ 4 は第２レン
ズＬ２と絞りＳとの空気間隔、ｎ2 は第２レンズＬ２の
屈折率を示す。また、ν2 は第２レンズＬ２に使用され
ている硝材のアッベ数、ν3 は第３レンズＬ３に使用さ
れている硝材のアッベ数、ν4 は第４レンズＬ４に使用
されている硝材のアッベ数である。 【００１９】図１に示した対物レンズは、この条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。表中、ｒは各レンズ
面の曲率半径、ｄは各レンズの厚みまたは空気間隔、ｎ
ｄは各レンズのｄ線に対する屈折率、νｄは各レンズに
使用されている硝材のアッベ数を示す。 【００２０】 【表１】 【００２１】 Ｂｆ’＝ 2.000ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1224 + (0.9461/1.80518) + 0.0306]/0.3576 ＝ １．８９３ なお、合成焦点距離ｆ’は、Ｏ．５ ｍｍに規格化して
いる。 【００２２】この構成における各収差図を図２（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図３に示す。図３で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００２３】＜実施例２＞図４に実施例２にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構成
要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。本実施
例の第１レンズＬ１は、像側に凸面を向けた平凹レンズ
で構成している。また、この実施例２では、図１におけ
る構成からプリズムＰを除去して構成しており、結像面
を参照符号Ｉで示している。 【００２４】図４に示した対物レンズは、上記した条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。 【００２５】 【表２】 【００２６】 Ｂｆ’＝ 2.360ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1422 + (1.0044/1.80518) + 0.0355]/0.3816 ＝ 1.924 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００２７】この構成による各収差図を図５（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図６に示す。図６で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００２８】＜実施例３＞図７に実施例３にかかる内視
鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構成
要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。また、
この実施例３では、図１における構成からプリズムＰを
除去して構成しており、結像面を参照符号Ｉで示してい
る。 【００２９】図７に示した対物レンズは、上記した条件
（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具体
的数値は、下記に示す通りである。 【００３０】 【表３】【００３１】 Ｂｆ’＝ 2.660ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.1189 + (0.9816/1.80518) + 0.0296]/0.3380 ＝ 2.048 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００３２】この構成による各収差図を図８（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図９に示す。図９で
は、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、１
０割の各収差量を示す。 【００３３】＜実施例４＞図１０に実施例４にかかる内
視鏡用対物レンズの構成を示す。なお、図１と同一の構
成要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。ま
た、この実施例４では、結像面を参照符号Ｉで示してい
る。 【００３４】図１０に示した対物レンズは、上記した条
件（１）〜（５）を満足する値に規定しており、その具
体的数値は、下記に示す通りである。 【００３５】 【表４】【００３６】 Ｂｆ’＝ 3.030ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.2302 + (1.0768/1.80518) + 0.0357/0.3785 ＝ 2.278 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００３７】この構成による各収差図を図１１（ａ）〜
（ｄ）に示すと共に、コマ収差を図１２に示す。図１２
では、有効Ｆno. 5.60のときの物体高が、６割、８割、
１０割の各収差量を示す。 【００３８】＜比較例＞比較のため、従来の対物レンズ
の具体的構成を図１３に示す（特開平２−１７６６１１
号等）。また、その具体的数値を、下記に示す。 【００３９】 【表５】 【００４０】 Ｂｆ’＝ 0.000ｆ’ Ｄ／ｒ2 ＝［0.099 + (0.494/1.66755 + 0.033/0.548 ＝ 0.781 なお、合成焦点距離ｆ’は、O.5 mmに規格化している。 【００４１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる内
視鏡用対物レンズによれば、バック・フォーカスを充分
に長くすることができるため、最終段の第４レンズの像
側に、光路変換用のプリズム等の光学素子を配置するス
ペースを設けることができる。 【００４２】従って、このプリズム等を介すことで、従
来、内視鏡の長手方向と垂直な面に形成されていた結像
面を、内視鏡の長手方向と平行に形成することができ
る。この結果、内視鏡の長手方向と平行に固体撮像素子
を配置することが可能となり、内視鏡をより細径に形成
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１にかかる内視鏡用対物レンズを示す構
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図２】（ａ）〜（ｄ）は、実施例１にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図３】実施例１にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図４】実施例２にかかる内視鏡用対物レンズを示す構
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施例２にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図６】実施例２にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図７】実施例３にかかる内視鏡用対物レンズを示す構
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図８】（ａ）〜（ｄ）は、実施例３にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図９】実施例３にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図１０】実施例４にかかる内視鏡用対物レンズを示す
構成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光
路を示している。 【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、実施例４にかかる対物レ
ンズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球
面収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図１２】実施例４にかかる対物レンズのコマ収差を示
す図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、
８割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像
面におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面にお
けるコマ収差を示す。 【図１３】従来の内視鏡用対物レンズを示す構成図であ
り、図中には、画面中心と最外角の光束の光路を示して
いる。 【符号の説明】 Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レン
ズ、Ｌ４…第４レンズ Ｓ…絞り。
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図２】（ａ）〜（ｄ）は、実施例１にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図３】実施例１にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図４】実施例２にかかる内視鏡用対物レンズを示す構
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施例２にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図６】実施例２にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図７】実施例３にかかる内視鏡用対物レンズを示す構
成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光路
を示している。 【図８】（ａ）〜（ｄ）は、実施例３にかかる対物レン
ズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球面
収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図９】実施例３にかかる対物レンズのコマ収差を示す
図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、８
割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像面
におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面におけ
るコマ収差を示す。 【図１０】実施例４にかかる内視鏡用対物レンズを示す
構成図であり、図中には、画面中心と最外角の光束の光
路を示している。 【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、実施例４にかかる対物レ
ンズの各種収差の収差曲線を示す図である。（ａ）は球
面収差図であり、実線、点線、一点鎖線は、それぞれｄ
線、ｆ線、Ｃ線に対する球面収差を示す。（ｂ）は非点
収差図であり、実線はサジタル像面における非点収差、
点線はタンジェンシャル像面における非点収差を示す。
（ｃ）はディストーションを示す図である。（ｄ）は倍
率色収差図であり、点線はｆ線に対する倍率色収差、一
点鎖線はＣ線に対する倍率色収差を示す。 【図１２】実施例４にかかる対物レンズのコマ収差を示
す図であり、有効ＦNO. 5.60のときの物体高が、６割、
８割、１０割の収差量を示す。また、右欄はサジタル像
面におけるコマ収差、左欄はタンジェンシャル像面にお
けるコマ収差を示す。 【図１３】従来の内視鏡用対物レンズを示す構成図であ
り、図中には、画面中心と最外角の光束の光路を示して
いる。 【符号の説明】 Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レン
ズ、Ｌ４…第４レンズ Ｓ…絞り。
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(56)参考文献 特開 平２−176611（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−188709（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−277015（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−293709（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−69710（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−200911（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 23/24 - 23/26
G02B 25/00 - 25/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 像側に凹面を向けた平凹又はメニスカス
の負の第１レンズと、 物体側に凸面を向けた平凸の正の第２レンズと、 像側に凸面を向けた平凸の正の第３レンズと、 両凸の正の第４レンズとを、この順に物体側から配列し
て光学系を構成すると共に、前記第２レンズと第３レン
ズとの間に絞りを配置し、 以下の条件（１）〜（５）を満足することを特徴とする
内視鏡用対物レンズ。 （１） Ｂｆ’ ＞ １．５ｆ’ （２） １．８０ ＜ Ｄ／ｒ2 ＜ ２．４０ （３） ν2 ＜４５．０ （４） ν3 ＞５０．０ （５） ν4 ＞５０．０ ここに、Ｂｆ’：バック・フォーカス ｆ’：この光学系全体の合成焦点距離 Ｄ ：ｄ2 ＋（ｄ3 ／ｎ2 ）＋ｄ4 ｄ2 ：第１レンズと第２レンズとの空気間隔 ｄ3 ：第２レンズの中心厚 ｄ4 ：第２レンズと絞りとの空気間隔 ｒ2 ：第１レンズの像側の凹面の曲率半径 ｎ2 ：第２レンズの屈折率 ν2 ：第２レンズに使用されている硝材のアッベ数 ν3 ：第３レンズに使用されている硝材のアッベ数 ν4 ：第４レンズに使用されている硝材のアッベ数 である。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11720495A JP3429602B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-05-16 | 内視鏡用対物レンズ |
| US08/653,599 US5703724A (en) | 1995-05-16 | 1996-05-16 | Objective lens system for endoscope |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-80182 | 1995-04-05 | ||
| JP8018295 | 1995-04-05 | ||
| JP11720495A JP3429602B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-05-16 | 内視鏡用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334688A JPH08334688A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3429602B2 true JP3429602B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=26421242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11720495A Expired - Fee Related JP3429602B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-05-16 | 内視鏡用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3429602B2 (ja) |
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| JP5226166B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2013-07-03 | オリンパス株式会社 | 折り曲げ結像光学系 |
| JP4681921B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-05-11 | Ｈｏｙａ株式会社 | 内視鏡対物レンズ系 |
| JP4920572B2 (ja) | 2007-12-21 | 2012-04-18 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡用対物レンズ |
| JP2011186297A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Optical Logic Inc | 撮像レンズ |
| RU2464599C1 (ru) | 2011-06-27 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Объектив эндоскопа |
| JP5226888B2 (ja) * | 2012-06-19 | 2013-07-03 | オリンパス株式会社 | 折り曲げ結像光学系 |
| KR101404611B1 (ko) * | 2013-02-12 | 2014-06-09 | (주)시원광기술 | 내시경 광학계 |
| WO2017060949A1 (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | オリンパス株式会社 | 撮像装置及びそれを備えた光学装置 |
| JP7379236B2 (ja) * | 2020-03-24 | 2023-11-14 | 京セラ株式会社 | 撮像光学系および撮像装置および車両 |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP11720495A patent/JP3429602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08334688A (ja) | 1996-12-17 |
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| JP2002098889A (ja) | 撮像レンズ |
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