JP6184642B2 - 内視鏡照明光学系 - Google Patents
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Description
空気中画角 180° 160° 140° 120°
水中画角 97.2° 95.3° 89.7° 81.0°
1.2<Llgl/Llgs<4 (1)
0.25<R’/√(Llgl×Llgs)<0.6 (2)
0.4<Lofs/(Llgl−Llgs)<1.3 (3)
ここで、
Llglは、ライトガイドの端面の長軸方向の最大長、
Llgsは、ライトガイドの端面の短軸方向の最大長、
R’は、軸対称凹面の実質中心曲率半径、
Lofsは、2つの軸対称凹面の軸間隔、
である。
Yは、Y座標、
Z(Y)は、Yの関数として求まるZ座標、
Rは、Y-Z断面内での球面項の中心曲率半径、
Kは、Y-Z断面内の2次曲面特性を定める係数、
nは、1以上の整数、
A2nは、Y-Z断面内での非球面多項式項の次数別係数、
である。
1.2<Llgl/Llgs<4 (1)
0.25<R’/√(Llgl×Llgs)<0.6 (2)
0.4<Lofs/(Llgl−Llgs)<1.3 (3)
ここで、
Llglは、ライトガイド端面の長軸方向最大長、
Llgsは、ライトガイド端面の短軸方向最大長、
R’は、軸対称凹面の実質中心曲率半径、
Lofsは、2つの軸対称凹面の軸間隔、
である。
(Z(H)−Zr’(H))/R’<−0.01 (4)
ここで、
H=0.9×R’の場合であり、
Hは、軸対称凹面における光軸からの高さ、
Z(H)は、軸対称凹面のHにおける光軸方向の変位量、
Zr’(H)は、実質中心曲率半径R’の球面にてHにおける光軸方向の変位量、
である。
内視鏡照明光学系の実施例に先だって、各実施例において共通で組合せ対象とする対物光学系の構成を説明する。
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.25 1.76820 71.79
2 0.639 0.27
3 ∞ 0.25 2.00330 28.27
4 1.961 0.11
5 ∞ 0.30 1.52134 74.98
6 ∞ 0.03
7 ∞(STO) 0.87 2.00330 28.27
8 -1.243 0.05
9 -9.813 0.30 2.00330 28.27
10 1.717 0.86 1.72916 54.68
11 -1.345 0.05
12 2.838 0.87 1.48749 70.23
13 -1.108 0.30 1.92286 18.90
14 -2.439 0.28
15 ∞ 1.10 1.51633 64.14
16 ∞(IP)
焦点距離: 0.56mm
Fno.: 4.153
水中物体距離: 9mm
最大レンズ外径: φ2.2mm
水中観察時の像高と画角:
像高(mm) 画角(°)
対角 0.751 129.4
水平 0.706 118.7
垂直 0.482 76.3
すなわち、比較例のライトガイドは、円形状であり、その直径は0.74mm、対物光学系中心に対する中心座標(mm)は(2.067,0.752)、(−2.067,0.752)とした。比較例の照明レンズは、その材料、外側面形状、中心肉厚及び外面側有効径は各実施例と同様となっている。
これら全ての実施例の凹面形状は、対物光学系の水中水平画角(118.7°)と水中垂直画角(76.3°)の少し内側の視野を想定し、水中にて以下の目標球面配光(中心に対する比率)を得られるように設計している。
画面水平方向の水中55°方向球面配光: 15%以上
画面垂直方向の水中35°方向球面配光: 50%以上
実施例4〜6は、ライトガイドを小判型で統一した上で、その扁平度合を変化させたものである。これら実施例の複合凹面は、夫々のライトガイド端面寸法に合わせて最適化しており、各実施例で形状が異なる。
2 ライトガイド
3 照明レンズ先端面有効範囲
4 対物レンズ枠
5 固体撮像素子
6 チャンネル
7 アングルワイヤー
8 先端枠
9 チャンネル開口部
10 チャンネル中心と対物レンズ枠中心を通る軸(C軸)
11 複合凹面ひょうたん型断面
12 複合凹面
Claims (2)
- 内視鏡の挿入部先端の内視鏡照明光学系であり、
前記挿入部先端側に配置する先端枠機能を兼ねた透明樹脂成型品からなるレンズと、前記レンズに隣接して配置するライトガイドと、からなり、
前記レンズの前記ライトガイド側の対向面は、軸対称凹面2つを重ね合わせた複合凹面で、ひょうたん型有効断面を有し、
前記ライトガイドの有効範囲は、前記レンズの前記対向面側で前記ひょうたん型有効断面長手方向に長軸を有し、前記長軸と垂直な方向に短軸を有する楕円、小判型、もしくはひょうたん型の端面形状を有し、
前記複合凹面の断面は前記ライトガイドの端面を含むように構成し、
以下の条件式(1)、 (2)、(3)を満足することを特徴とする内視鏡照明光学系。
1.2<Llgl/Llgs<4 (1)
0.25<R’/√(Llgl×Llgs)<0.6 (2)
0.4<Lofs/(Llgl−Llgs)<1.3 (3)
ここで、
Llglは、前記ライトガイドの端面の長軸方向の最大長、
Llgsは、前記ライトガイドの端面の短軸方向の最大長、
R’は、前記軸対称凹面の実質中心曲率半径、
Lofsは、前記2つの軸対称凹面の軸間隔、
である。 - 前記複合凹面を形成する軸対称凹面は非球面からなり、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡照明光学系。
(Z(H)−Zr’(H))/R’<−0.01 (4)
ここで、
H=0.9×R’の場合であって、
Hは、前記軸対称凹面における光軸からの高さ、
Z(H)は、前記軸対称凹面の高さHにおける光軸方向の変位量、
Zr’(H)は、前記実質中心曲率半径R’の球面にて高さHにおける光軸方向の変位量、
である。
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