JP4723628B2 - 内視鏡対物光学系および内視鏡 - Google Patents
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Description
(1)-2 < 1 / f2 × ( 0.5×f1 − d1T − H12 − H21) < -1.55
(2)d2W < d2T
但し、
f1、f2:第1、第2レンズ群の焦点距離、
d1T:長焦点距離端での第1レンズ群〜第2レンズ群の間隔、
H12:第1レンズ群の像側主点〜第1レンズ群最終面の距離、
H21:第2レンズ群第1面〜第2レンズ群の物体側主点の距離、
d2W、d2T:短焦点距離端、長焦点距離端での第2レンズ群〜第3レンズ群間隔、
である。
(3)Δd3=-K・Δd2(Kは正の定数)
(4)Δd2=L・Δx(Lは定数、但しゼロは除く)
(3)Δd3=-K・Δd2(Kは正の定数)が成立している。
さらに、条件式(4)に示すように、例えば第2レンズ群をモータにより駆動させる場合には、モータの回転量(駆動部の動き量)に第2レンズ群の移動量Δd2が比例するようにしている。
また、条件式(1)及び(2)を満足することで通常観察と拡大観察の切替時に第1レンズ群10から像面までの距離を固定し、さらに合焦物体距離の変化を単調に、もしくは最小物体距離と最大倍率位置の物体距離の差を微小に抑えることができる。この変化が単調でなくて最小物体距離と最大倍率位置の物体距離の差が大きいと、通常観察から最拡大観察へ移行の途中で物体が第1レンズに相対的に接近してまた遠ざかることを意味するから、物体距離が単調に変化することは、短焦点距離端、最大倍率位置間の中間領域で観察を行う場合に重要である。物体距離変化が単調でなくて、さらに物体距離の戻り量が大きい場合、通常観察から拡大観察に連続的に移行する操作において、スコープ先端を途中までは物体に近づいていくが途中からは遠ざかるという不自然な操作をしなければならず操作性が悪い(あるいは操作に熟練を要する)。
条件式(1)の下限を下回ると、拡大観察時に全系の倍率を大きくできなくなる。条件式(1)の上限を上回ると、第2レンズ群と第3レンズ群を相対的に直線軌跡で移動させた場合に、物体距離の戻り量が大きくなる。
条件式(2)に示すように、第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離は、低倍率時より高倍率時に短くなるようにする。拡大観察時にこの合成焦点距離を長くすると、第2レンズ群と第3レンズ群を相対的に直線軌跡で移動させつつ物体距離の戻りを微少に抑えようとした場合、全系の倍率を所望の値まで十分に高めることができないからである。
図1ないし図5は、本発明の内視鏡対物光学系の実施例1を示している。図1及び図3はそれぞれ、短焦点距離端及び長焦点距離端におけるレンズ構成図を示し、図2及び図4はそれぞれ、図1及び図3のレンズ構成での諸収差図を示している。表1はその数値データである。図5は、合焦物体距離、第2レンズ群の移動量Δd2及び第3レンズ群の移動量Δd3の関係を示すグラフ図、表2はその数値データである。負の第1レンズ群10は単レンズからなり、正の第2レンズ群20は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズの貼合せレンズとからなり、負の第3レンズ群30Nは単レンズからなっている。絞りSは、第2レンズ群20(3面)の前方(物体側)0.13mmの位置にある。
FE = 1: 5.7 - 6.1
f = 1.29 - 1.55
ODIS = -11.99 - -1.93
W = 70.2 - 43.5
fB = 0.05 - 0.05
m = -0.10 - -0.65
面No. r d Nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.8
2 1.755 2.26-1.30 - -
3 16.053 1.96 1.88300 40.8
4 -1.905 0.56 - -
5 18.062 0.30 1.84666 23.8
6 1.274 1.20 1.67435 54.3
7 -3.027 0.27-1.33 - -
8 -2.986 0.30 1.84666 23.8
9 -5.839 0.70-0.60 - -
10 ∞ 1.00 1.51633 64.1
11 ∞ 0.30 1.53113 62.4
12 ∞ - - -
物体距離 Δd2 Δd3
-11.99 0.00 0.00
-8.24 -0.05 0.00
-6.27 -0.10 0.01
-5.07 -0.14 0.01
-4.27 -0.19 0.02
-3.70 -0.24 0.03
-3.28 -0.29 0.03
-2.96 -0.34 0.04
-2.71 -0.38 0.04
-2.51 -0.43 0.05
-2.36 -0.48 0.05
-2.24 -0.53 0.06
-2.14 -0.58 0.06
-2.06 -0.62 0.07
-2.01 -0.67 0.07
-1.97 -0.72 0.08
-1.94 -0.77 0.08
-1.92 -0.82 0.09
-1.92 -0.86 0.09
-1.92 -0.91 0.10
-1.93 -0.96 0.10
図6ないし図10は、本発明の内視鏡対物光学系の実施例2を示している。図6及び図8はそれぞれ、短焦点距離端及び長焦点距離端におけるレンズ構成図を示し、図7及び図9はそれぞれ、図6及び図8のレンズ構成での諸収差図を示している。表3はその数値データである。図10は、合焦物体距離、第2レンズ群の移動量Δd2及び第3レンズ群の移動量Δd3の関係を示すグラフ図、表4はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例1と同様である。絞りSは、第2レンズ群20(3面)の前方(物体側)0.13mmの位置にある。
FE =1: 5.8 - 5.8
f =1.30 - 1.39
ODIS =-10.07 - -1.92
W =69.7 - 50.4
fB =0.05 - 0.05
m =-0.12 - -0.61
面No. r d Nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.8
2 1.026 1.75-1.24 - -
3 5.578 1.61 1.88300 40.8
4 -2.189 0.56 - -
5 12.519 0.30 1.84666 23.8
6 1.265 1.04 1.63854 55.4
7 -2.309 0.20-1.70 - -
8 -2.486 0.34 1.84666 23.8
9 -4.400 1.56-0.57 - -
10 ∞ 1.00 1.51633 64.1
11 ∞ 0.30 1.53113 62.4
12 ∞ - - -
物体距離 Δd2 Δd3
-10.07 0.00 0.00
-7.22 -0.03 0.05
-5.65 -0.05 0.10
-4.66 -0.08 0.15
-3.99 -0.10 0.20
-3.51 -0.13 0.25
-3.14 -0.15 0.30
-2.86 -0.18 0.34
-2.65 -0.21 0.39
-2.47 -0.23 0.44
-2.33 -0.26 0.49
-2.22 -0.28 0.54
-2.14 -0.31 0.59
-2.06 -0.33 0.64
-2.01 -0.36 0.69
-1.97 -0.39 0.74
-1.94 -0.41 0.79
-1.92 -0.44 0.84
-1.91 -0.46 0.89
-1.91 -0.49 0.94
-1.92 -0.51 0.99
図11ないし図15は、本発明の内視鏡対物光学系の実施例3を示している。図11及び図13はそれぞれ、短焦点距離端及び長焦点距離端におけるレンズ構成図を示し、図12及び図14はそれぞれ、図11及び図13のレンズ構成での諸収差図を示している。表5はその数値データである。図15は、合焦物体距離、第2レンズ群の移動量Δd2及び第3レンズ群の移動量Δd3の関係を示すグラフ図、表6はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例1と同様である。絞りSは、第2レンズ群20(3面)の前方(物体側)0.06mmの位置にある。
FE =1: 5.8-5.9
f =1.32 - 1.44
ODIS =-11.79 - -1.92
W =66.6 - 46.0
fB =0.05 - 0.05
m =-0.11 - -0.68
面No. r d Nd νd
1 ∞ 0.30 1.88300 40.8
2 0.939 1.38-0.88 - -
3 4.222 1.63 1.83400 37.2
4 -1.836 0.07 - -
5 11.683 0.30 1.84666 23.8
6 1.145 1.20 1.65830 57.3
7 -2.282 0.25-1.58 - -
8 -2.020 0.61 1.84666 23.8
9 -3.804 1.51-0.68 - -
10 ∞ 1.00 1.51633 64.1
11 ∞ 0.30 1.53113 62.4
12 ∞ - - -
物体距離 Δd2 Δd3
-11.79 0.00 0.00
-7.70 -0.03 0.04
-5.75 -0.05 0.08
-4.62 -0.08 0.12
-3.88 -0.10 0.17
-3.37 -0.13 0.21
-3.00 -0.15 0.25
-2.73 -0.18 0.29
-2.51 -0.20 0.33
-2.35 -0.23 0.37
-2.22 -0.25 0.41
-2.12 -0.28 0.46
-2.04 -0.30 0.50
-1.98 -0.33 0.54
-1.94 -0.35 0.58
-1.91 -0.38 0.62
-1.89 -0.40 0.66
-1.88 -0.43 0.70
-1.89 -0.46 0.75
-1.90 -0.48 0.79
-1.92 -0.50 0.83
(表7)
実施例1 実施例2 実施例3
条件式(1) -1.924 -1.656 -1.596
条件式(2) ○ ○ ○
(○は条件式を満足する)
各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。また、すべての実施例において、短焦点距離端から長焦点距離端にかけて、第2レンズ群20の移動量Δd2と第3レンズ群30Nの移動量Δd3とは比例関係にあり、合焦物体距離は単調に減少していて、最長焦点距離における最小物体距離で最大撮影倍率を達成している。
20 第2レンズ群
30N 第3レンズ群
40 第4レンズ群
50 撮像素子
S 絞り
Claims (5)
- 物体側から順に、像面に対して固定で負のパワーを有する第1レンズ群と、可動で正のパワーを有する第2レンズ群と、可動で負のパワーを有する第3レンズ群とからなり、第1レンズ群から像面までの距離を変化させることなく、観察する物体に接近しながら第2・第3レンズ群を移動させることにより全系の焦点距離を長くしつつ合焦状態を保持する内視鏡対物光学系において、以下の条件式を満足することを特徴とする内視鏡対物光学系。
(1)-2 < 1 / f2 × ( 0.5×f1 − d1T − H12 − H21) < -1.55
(2)d2W < d2T
但し、
f1、f2:第1、第2レンズ群の焦点距離、
d1T:長焦点距離端での第1レンズ群〜第2レンズ群の間隔、
H12:第1レンズ群の像側主点〜第1レンズ群最終面の距離、
H21:第2レンズ群第1面〜第2レンズ群の物体側主点の距離、
d2W、d2T:短焦点距離端、長焦点距離端での第2レンズ群〜第3レンズ群間隔。 - 請求項1記載の内視鏡対物光学系において、短焦点距離端での第2レンズ群と第3レンズ群の位置を基準にし、短焦点距離端から長焦点距離端の間の任意の中間焦点距離での像面に対する第2レンズ群の移動量をΔd2、第3レンズ群の移動量をΔd3としたとき、次の条件式(3)を満足する内視鏡対物光学系。
(3)Δd3=-K・Δd2(Kは正の定数) - 請求項2記載の内視鏡対物光学系において、第2レンズ群を駆動する駆動手段の駆動部の動き量をΔxとするとき、次の条件式(4)を満足する内視鏡対物光学系。
(4)Δd2=L・Δx(Lは定数、但しゼロは除く) - 請求項1ないし3のいずれか1項記載の内視鏡対物光学系において、上記第3レンズ群の後方に像面に対して固定の第4レンズ群を有する内視鏡対物光学系。
- 請求項1ないし4のいずれか1項記載の対物光学系を設けた内視鏡。
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JP2008286203A JP4723628B2 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | 内視鏡対物光学系および内視鏡 |
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JP2008286203A JP4723628B2 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | 内視鏡対物光学系および内視鏡 |
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JP2008286203A Expired - Lifetime JP4723628B2 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | 内視鏡対物光学系および内視鏡 |
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---|---|---|---|---|
US10996455B2 (en) | 2017-05-01 | 2021-05-04 | Olympus Corporation | Objective optical system, image pickup apparatus, and endoscope |
US12004715B2 (en) | 2018-09-07 | 2024-06-11 | Olympus Corporation | Objective optical system and endoscope using the same |
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- 2008-11-07 JP JP2008286203A patent/JP4723628B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|---|---|---|
US10996455B2 (en) | 2017-05-01 | 2021-05-04 | Olympus Corporation | Objective optical system, image pickup apparatus, and endoscope |
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