JP5927368B1 - 内視鏡対物光学系 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2の内視鏡対物光学系は、ピント調整位置での感度が弱く、製造ばらつきに強いとはいえない。
本発明の一態様は、物体側から順に、全体として負の屈折力をもつ前群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力をもつ後群とからなり、前記前群が、物体側から順に、負の屈折力の単レンズである第1レンズと、正の屈折力の単レンズである第2レンズとを備え、前記後群が、物体側から順に、正の屈折力の単レンズである第3レンズと、正の屈折力の第4レンズと負の屈折力の第5レンズとの接合レンズと、正の屈折力の第6レンズとからなり、前記第1レンズの物体側面が平面であり、前記第2レンズがメニスカス形状であり、前記第6レンズが撮像素子と接合されており、以下の条件式を満足する内視鏡対物光学系を提供する。
4<Fno×F6/F1_5<500 ・・・(1)
但し、Fnoは内視鏡対物光学系の有効Fナンバー、F6は第6レンズの焦点距離、F1_5は、第1レンズから第5レンズまでの合成焦点距離である。
1.1<SH_R1R6<10 ・・・(2)
但し、SH_R1R6=|(R1R+R6L)/(R1R−R6L)|であり、R1Rは第1レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。
−1.5<R4R/R6L<−0.01 ・・・(3)
但し、R4Rは第4レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。
2.2<F23/FL<4.0 ・・・(4)
但し、F23は第2レンズと第3レンズの合成焦点距離、FLは全系の合成焦点距離である。
−0.8<F1/F6<−0.01 ・・・(5)
但し、F1は第1レンズの焦点距離、F6は第6レンズの焦点距離である。
0.0003<P2/(L×F6)<0.015 ・・・(6)
但し、Pは第5レンズと第6レンズとの間隔、Lは内視鏡対物光学系の全長である。
−2.0<F12/F36<−0.6 ・・・(7)
但し、F12は前群(第1レンズ及び第2レンズ)の合成焦点距離、F36は後群(第3から第6レンズまで)の合成焦点距離である。
0.05<FL/L<0.12 ・・・(8)
0.06<IH/L<0.12 ・・・(9)
但し、IHは最大像高である。
ω>62° ・・・(10)
但し、ωは半画角である。
図1に示すように、内視鏡対物光学系は、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前群G1と、明るさ絞りSと、全体として正の屈折力を有する後群G2とを備えている。
なお、図1において、後群G2に示す「P」はピント調整位置である。
4<Fno×F6/F1_5<500 ・・・(1)
但し、Fnoは内視鏡対物光学系の有効Fナンバー、F6は第6レンズの焦点距離、F1_5は、第1レンズから第5レンズの合成焦点距離である。
6<Fno×F6/F1_5<120 ・・・(1’)
7<Fno×F6/F1_5<25 ・・・(1’’)
但し、SH_R1R6=|(R1R+R6L)/(R1R−R6L)|であり、R1Rは第1レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。
1.2<SH_R1R6<7 ・・・(2’)
2.0<SH_R1R6<5 ・・・(2’’)
但し、R4Rは第4レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。
−1.2<R4R/R6L<−0.05 ・・・(3’)
−1.0<R4R/R6L<−0.15 ・・・(3’’)
但し、F23は第2レンズと第3レンズの合成焦点距離、FLは全系の合成焦点距離である。
2.2<F23/FL<3.7 ・・・(4’)
2.3<F23/FL<3.4 ・・・(4’’)
但し、F1は第1レンズの焦点距離、F6は第6レンズの焦点距離である。
−0.6<F1/F6<−0.02 ・・・(5’)
−0.4<F1/F6<−0.1 ・・・(5’’)
但し、Pは第5レンズと第6レンズとの間隔、Lは内視鏡対物光学系の全長である。
0.0005<P2/(L×F6)<0.013 ・・・(6’)
0.001<P2/(L×F6)<0.01 ・・・(6’’)
但し、F12は前群(第1レンズ及び第2レンズ)の合成焦点距離、F36は後群(第3から第6レンズまで)の合成焦点距離である。
−1.7<F12/F36<−0.6 ・・・(7’)
−1.4<F12/F36<−0.6 ・・・(7’’)
0.06<FL/L<0.12 ・・・(8’)
0.07<FL/L<0.12 ・・・(8’’)
但し、IHは最大像高である。
0.07<IH/L<0.12 ・・・(9’)
0.07<IH/L<0.11 ・・・(9’’)
但し、ωは半画角である。
ω>65° ・・・(10’)
さらに、後群G2の像側に撮像素子(カバーガラスCG)と接合し、正の屈折力を有する第6レンズL6を配置することで、第1レンズL1から第5レンズL5の光学倍率を低減すると共に、ピント調整位置の感度を弱めることができる。
これにより、ピント調整が容易、すなわち、組立性がよく製造バラつきを抑制することができる。
本発明の実施例1に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図2に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図3A〜図3Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.7261
1 ∞ 0.4454 1.88815 40.76
2 1.3675 1.0690
3 −10.2962 1.0022 1.93429 18.90
4 −5.6258 0.3341
5 ∞ 0.8909 1.49557 75.00
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.4009
8 9.4766 1.5590 1.88815 40.76
9 −3.5835 0.2227
10 3.9243 1.5590 1.69979 55.53
11 −1.9065 0.6682 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5791
13 3.5835 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
15 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
16 撮像面
焦点距離 1.047
Fno 2.979
半画角 66.7°
像高 1.000
全長 10.60
本発明の実施例2に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図4に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図5A〜図5Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 24.9443
1 ∞ 0.4887 1.88815 40.76
2 1.2969 1.0452
3 3.2461 0.7126 1.93429 18.90
4 3.9951 0.3873
5 ∞ 0.8909 1.51500 75.00
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.2221
8 6.3541 1.4474 1.83945 42.71
9 −3.5783 0.2223
10 3.2639 1.7463 1.69979 55.53
11 −1.8928 0.5568 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5738
13 3.1989 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
15 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
16 撮像面
焦点距離 1.092
Fno 3.019
半画角 65.4°
像高 1.000
全長 10.12
本発明の実施例3に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図6に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図7A〜図7Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.7261
1 ∞ 0.4476 1.88815 40.76
2 1.3211 0.8682
3 −4.7713 0.8238 1.93429 18.90
4 −3.3911 0.5791
5 ∞ 0.8909
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.3720
8 9.3689 1.6091 1.88815 40.76
9 −3.5637 0.2222
10 4.0031 1.5583 1.69979 55.53
11 −1.8967 0.5587 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5663
13 3.3105 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
15 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
16 撮像面
焦点距離 1.038
Fno 3.975
半画角 66.5°
像高 1.000
全長 10.37
本発明の実施例4に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図8に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図9A〜図9Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.0579
1 ∞ 0.4485 1.88815 40.76
2 1.2941 1.0110
3 ∞ 0.8909 1.51500 75.00
4 ∞ 0.2636
5 1.9246 0.6927 1.93429 18.90
6 1.7733 0.3211
7(絞り) ∞ 0.0668
8 ∞ 0.2930
9 4.9425 1.1191 1.82017 46.62
10 −3.2375 0.2221
11 2.8952 1.5588 1.64129 55.38
12 −1.7817 0.5566 1.93429 18.90
13 171.5852 0.5563
14 3.1170 1.0022 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
16 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
17 撮像面
焦点距離 1.091
Fno 3.054
半画角 66.0°
像高 1.000
全長 9.80
本発明の実施例5に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図10に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図11A〜図11Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 21.6783
1 ∞ 0.5828 1.88815 40.76
2 1.3800 1.2587
3 −3.9557 1.8182 1.85504 23.78
4 −3.6853 0.4429
5 ∞ 0.9324 1.49557 75.00
6 ∞ 0.4196
7(絞り) ∞ 0.0699
8 ∞ 0.2331
9 8.3963 1.7716 1.83932 37.16
10 −5.4522 0.2564
11 5.2308 1.8182 1.73234 54.68
12 −1.9580 0.7459 1.93429 18.90
13 −22.1492 0.8858
14 3.4615 1.1655 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0233 1.51500 64.00
16 ∞ 0.8159 1.50700 63.26
17 撮像面
焦点距離 0.967
Fno 2.987
半画角 81.4°
像高 1.000
全長 13.24
本発明の実施例6に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図12に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図13A〜図13Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.7261
1 ∞ 0.4454 1.88815 40.76
2 1.3671 0.9914
3 −8.8487 1.0115 1.93429 18.90
4 −3.9093 0.3803
5 ∞
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.0668
8 9.4083 1.3763 1.88815 40.76
9 −3.5512 0.0668
10 4.8604 1.5506 1.69979 55.53
11 −1.8438 0.6561 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5025
13 2.1158 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
15 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
16 撮像面
焦点距離 1.061
Fno 3.020
半画角 65.1°
像高 1.000
全長 9.81
各種データ
本発明の実施例7に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図14に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図15A〜図15Dに示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.7261
1 ∞ 0.4454 1.88815 40.76
2 1.3403 1.0420
3 −11.3355 0.9880 1.93429 18.90
4 −5.3538 0.3946
5 ∞ 0.8909 1.51500 75.00
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.6312
8 9.7005 1.5363 1.88815 40.76
9 −3.5452 0.1173
10 3.5940 1.5409 1.69979 55.53
11 −1.8859 0.6621 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5209
13 11.1359 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
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16 撮像面
焦点距離 1.049
Fno 3.001
半画角 66.4°
像高 1.000
全長 10.64
本発明の実施例8に係る内視鏡対物光学系の全体構成を図16に、レンズデータを以下に示す。また、本実施例に係る内視鏡対物光学系の収差曲線図を図17に示す。
面番号 r d Ne νd
物体面 ∞ 26.7261
1 ∞ 0.4454 1.88815 40.76
2 1.3437 1.0364
3 −11.4435 0.9802 1.93429 18.90
4 −5.2698 0.4539
5 ∞ 0.8909 1.51500 75.00
6(絞り) ∞ 0.0668
7 ∞ 0.6343
8 9.7252 1.5315 1.88815 40.76
9 −3.5438 0.0978
10 3.5342 1.5343 1.69979 55.53
11 −1.8850 0.6595 1.93429 18.90
12 ∞ 0.5155
13 22.2717 1.0022 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0223 1.51500 64.00
15 ∞ 0.7795 1.50700 63.26
16 撮像面
焦点距離 1.058
Fno 3.003
半画角 65.4°
像高 1.000
全長 10.65
G1 前群
G2 後群
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
CL1 接合レンズ
S 明るさ絞り
P ピント調整位置
CG カバーガラス
IMG 像面
Claims (10)
- 物体側から順に、全体として負の屈折力をもつ前群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力をもつ後群とからなり、
前記前群が、物体側から順に、負の屈折力の単レンズである第1レンズと、正の屈折力の単レンズである第2レンズとを備え、
前記後群が、正の屈折力の単レンズである第3レンズと、正の屈折力の第4レンズと負の屈折力の第5レンズとの接合レンズと、正の屈折力の第6レンズとからなり、
前記第1レンズの物体側面が平面であり、前記第2レンズがメニスカス形状であり、
前記第6レンズが撮像素子と接合されており、以下の条件式を満足する内視鏡対物光学系。
4<Fno×F6/F1_5<500 ・・・(1)
但し、Fnoは内視鏡対物光学系の有効Fナンバー、F6は第6レンズの焦点距離、F1_5は、第1レンズから第5レンズの合成焦点距離である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
1.1<SH_R1R6<10 ・・・(2)
但し、SH_R1R6=|(R1R+R6L)/(R1R−R6L)|であり、R1Rは第1レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
−1.5<R4R/R6L<−0.01 ・・・(3)
但し、R4Rは第4レンズの像側面の曲率半径であり、R6Lは第6レンズの物体側面の曲率半径である。 - 以下の条件式を満足する請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
2.2<F23/FL<4.0 ・・・(4)
但し、F23は第2レンズと第3レンズの合成焦点距離、FLは全系の合成焦点距離である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
−0.8<F1/F6<−0.01 ・・・(5)
但し、F1は第1レンズの焦点距離、F6は第6レンズの焦点距離である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
0.0003<P2/(L×F6)<0.015 ・・・(6)
但し、Pは、第5レンズと第6レンズとの間隔、Lは内視鏡対物光学系の全長である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
−2.0<F12/F36<−0.6 ・・・(7)
但し、F12は前群(第1、第2レンズ)の合成焦点距離、F36は後群(第3レンズから第6レンズ)の合成焦点距離である。 - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
0.05<FL/L<0.12 ・・・(8) - 以下の条件式を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
0.06<IH/L<0.12 ・・・(9)
但し、IHは最大像高である。 - 以下の条件式(10)を満足する請求項1記載の内視鏡対物光学系。
ω>62° ・・・(10)
但し、ωは半画角である。
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