JP5450909B1 - 内視鏡対物光学系 - Google Patents
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Abstract
物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第1レンズ(2)と、物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる第2レンズ(3)と、明るさ絞り5と、物体側に平面を向けた平凸レンズからなる第3レンズ(6)とを備え、以下の条件式(1)〜(3)を満足する内視鏡対物光学系1を提供する。
(1) 0.7≦|fab/f|≦0.9
(2) 1.7≦|fe/fab|≦2
(3) 2≦fb/fa≦4
ここで、f:全系の焦点距離、fa:第1レンズ2の焦点距離、fb:第2レンズ3の焦点距離、fe:第3レンズ6の焦点距離、fab:第1レンズ2から第2レンズ3までの合成焦点距離である。
Description
本発明の一態様は、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第1レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる第2レンズと、明るさ絞りと、物体側に平面を向けた平凸レンズからなる第3レンズとからなり、以下の条件式(1)〜(3)を満足する内視鏡対物光学系を提供する。
(1) 0.7≦|fab/f|≦0.9
(2) 1.7≦|fe/fab|≦2
(3) 2≦fb/fa≦4
ここで、f:全系の焦点距離、fa:第1レンズの焦点距離、fb:第2レンズの焦点距離、fe:第3レンズの焦点距離、fab:第1レンズから第2レンズまでの合成焦点距離である。
(4) 0.9≦Na/Nb≦1
ここで、Na:第1レンズを構成する硝材のd線に対する屈折率、Nb:第2レンズを構成する硝材のd線に対する屈折率である。
本実施形態に係る内視鏡対物光学系1は、図1に示されるように、物体側から順に、第1レンズ2、第2レンズ3、赤外カットフィルタ4、明るさ絞り5および第3レンズ6を備えている。
第2レンズ3は、平凹レンズであって、物体側に凹面を向けて配置されている。
第3レンズ6は、平凸レンズであって、物体側に平面を向けて配置されている。
(1) 0.7≦|fab/f|≦0.9
(2) 1.7≦|fe/fab|≦2
(3) 2≦fb/fa≦4
(4) 0.9≦Na/Nb≦1
ここで、fは全系の焦点距離、faは第1レンズ2の焦点距離、fbは第2レンズ3の焦点距離、feは第3レンズ6の焦点距離、fabは第1レンズ2から第2レンズ3までの合成焦点距離、Naは第1レンズ2を構成する硝材のd線に対する屈折率、Nbは第2レンズ3を構成する硝材のd線に対する屈折率である。
本実施形態に係る内視鏡対物光学系1では、第1レンズ2および第2レンズ3を平凹レンズによって構成することにより、負のパワーを2つのレンズ2,3で分けることができ、単一のレンズで実現する場合よりもそれぞれの負のパワーを小さくすることができる。その結果、小径で強い負のパワーを有するレンズを加工する場合と比較して加工容易性を向上することができる。
すなわち、本実施形態に係る内視鏡対物光学系1は、図2に示されるように、内視鏡対物光学系1の光軸と平行に基板7を配置し、基板7上の固体撮像素子8との間に平行平板9およびプリズム10を配置して使用される。
また、本実施形態に係る内視鏡対物光学系1は、条件式(3)を満足することにより、第1レンズ2を通過する光線の高さを低く抑えることができる。その結果、第1レンズ2の外径を小さくすることができ、挿入部の小径化を図ることができる。
本実施形態に係る内視鏡対物光学系1は、上記3条件を満足することにより、プリズム10等を設置可能な十分に長いバックフォーカスを達成でき、小径化および広角化を図ることができるという利点がある。
(第1の実施例)
本実施形態の第1の実施例に係る内視鏡対物光学系1を含む撮像光学系20のレンズ配列を図4に、レンズデータを表1に示す。表1のレンズデータは、全系の焦点距離が略1となるように規格化したものである。
本実施例においては、画角は108°である。
面番号 r d n ν
物体 ∞ 56.577
1 ∞ 0.6506309 1.768200 71.790000
2 1.001406 0.4813701
3 −2.944812 0.6223426 1.882997 40.765107
4 ∞ 0.057
5 ∞ 0.848649 1.521130 66.500000
6 ∞ 0
STO ∞ 0.0282883
8 ∞ 0
9 ∞ 1.131532 1.882997 40.765107
10 −1.306919 0.7358551
11 ∞ 1.131532 1.516330 64.142022
12 ∞ 0.0565766 1.510000 64.140000
13 ∞ 2.480884 1.610610 50.200000
14 ∞ 0
fab=−0.849
f=0.988
fa=−3.335
fb=−1.304
fe=1.48
Na=1.7682
Nb=1.882997
本実施形態の第2の実施例に係る内視鏡対物光学系1を含む撮像光学系20のレンズ配列を図5に、レンズデータを表2に示す。表2のレンズデータは、全系の焦点距離が略1となるように規格化したものである。
本実施例においては、画角は100°である。
面番号 r d n ν
物体 ∞ 53.855
1 ∞ 0.6193284 1.768200 71.790000
2 0.9532272 0.373
3 ∞ 0.8078197 1.521130 66.500000
4 ∞ 0.139
5 −2.803134 0.5924011 1.882997 40.765107
6 ∞ 0
STO ∞ 0.02692732
8 ∞ 0
9 ∞ 1.077093 1.882997 40.765107
10 −1.149797 0.7054959
11 ∞ 1.077093 1.516330 64.142022
12 ∞ 0.05385465 1.510000 64.140000
13 ∞ 2.361526 1.610610 50.200000
14 ∞ 0
fab=−0.722
f=0.989
fa=−1.241
fb=−3.175
fe=1.302
Na=1.7682
Nb=1.882997
本実施形態の第3の実施例に係る内視鏡対物光学系1を含む撮像光学系20のレンズ配列を図6に、レンズデータを表3に示す。表3のレンズデータは、全系の焦点距離が略1となるように規格化したものである。
本実施例においては、画角は125°である。
面番号 r d n ν
物体 ∞ 62.893
1 ∞ 0.7232704 1.882997 40.765107
2 1 0.4865849
3 −4.207973 0.6918239 1.922860 18.896912
4 ∞ 0.06289308
5 ∞ 0.9433962 1.521130 66.500000
6 ∞ 0
STO ∞ 0.06289308
8 ∞ 0
9 ∞ 1.259103 1.882997 40.765107
10 −1.43547 0.8115168
11 ∞ 1.257862 1.516330 64.142022
12 ∞ 0.06289308 1.510000 64.140000
13 ∞ 2.757862 1.610610 50.200000
14 ∞ 0
fab=−0.829
f=0.999
fa=−1.126
fb=−4.504
fe=1.616
Na=1.882997
Nb=1.92286
本実施形態の第4の実施例に係る内視鏡対物光学系1を含む撮像光学系20のレンズ配列を図7に、レンズデータを表4に示す。表4のレンズデータは、全系の焦点距離が略1となるように規格化したものである。
本実施例においては、画角は134°である。
面番号 r d n ν
物体 ∞ 62.893
1 ∞ 0.7232704 1.772499 49.598371
2 1.199298 0.6595863
3 −2.887181 0.6918239 1.922860 18.896912
4 ∞ 0.06289308
5 ∞ 0.9433962 1.521130 66.500000
6 ∞ 0
STO ∞ 0.06289308
8 ∞ 0
9 ∞ 1.259103 1.882997 40.765107
10 −1.42779 0.539
11 ∞ 1.257862 1.516330 64.142022
12 ∞ 0.06289308 1.510000 64.140000
13 ∞ 2.757862 1.610610 50.200000
14 ∞ 0
fab=−0.902
f=1.001
fa=−1.545
fb=−3.09
fe=1.608
Na=1.772499
Nb=1.92286
これによれば、これらの実施例は、全て、条件式(1)〜(4)を満たしている。
また、参考例として、特許文献1の各実施例における条件式(1)〜(4)の値を表6
に示す。これらの実施例は全て、条件式(1)〜(4)を満足していないことがわかる。
2 第1レンズ
3 第2レンズ
5 明るさ絞り
6 第3レンズ
Claims (2)
- 物体側から順に、
像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第1レンズと、
物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる第2レンズと、
明るさ絞りと、
物体側に平面を向けた平凸レンズからなる第3レンズとからなり、
以下の条件式(1)〜(3)を満足する内視鏡対物光学系。
(1) 0.7≦|fab/f|≦0.9
(2) 1.7≦|fe/fab|≦2
(3) 2≦fb/fa≦4
ここで、
f:全系の焦点距離、
fa:第1レンズの焦点距離、
fb:第2レンズの焦点距離、
fe:第3レンズの焦点距離、
fab:第1レンズから第2レンズまでの合成焦点距離
である。 - 以下の条件式(4)を満足する請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
(4) 0.9≦Na/Nb≦1
ここで、
Na:第1レンズを構成する硝材のd線に対する屈折率、
Nb:第2レンズを構成する硝材のd線に対する屈折率
である。
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