JP6857572B2 - 内視鏡用対物光学系 - Google Patents
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- Lenses (AREA)
Description
Fno<2×P/1.22/λ
ここで、
Pは、画素ピッチ、
λは、波長、
を意味する。
1.0≦Fim/FG3≦3.5 ・・・(1)
ここで、
Fimは、撮像素子に接合された正屈折力の単レンズの焦点距離、
FG3は、第3レンズ群の焦点距離、
である。
図1(a)は実施形態に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施形態に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
1.0≦Fim/FG3≦3.5 ・・・(1)
ここで、
Fimは、撮像素子IMGに接合された正屈折力の単レンズL10の焦点距離、
FG3は、第3レンズ群G3の焦点距離、
である。
なお、単レンズL10が撮像素子IMGに接合されているとは、単レンズL10が直接撮像素子IMGに接合されている構成、及び単レンズL10がカバーガラスCGを介して撮像素子IMGに接合されている構成を含む。
内視鏡用対物光学系を、正屈折力、負屈折力、正屈折力の3群構成とし、第2レンズ群G2で合焦及び変倍を行うことで、広い観察深度を実現している。
1.4≦Fim/FG3≦3 …(1’)
−1.98≦FG3/F1≦−1.30 ・・・(2)
ここで、
FG3は、第3レンズ群G3の焦点距離、
F1は、第1レンズL1の焦点距離、
である。
これにより、負屈折力の第1レンズL1と正屈折力の第3レンズ群G3の屈折力を適切に設定する。これにより、本実施形態のFnoが小さく、ピント位置調整感度が低減された内視鏡用対物光学系において、全体の収差バランスを取ることが可能になる。よって、条件式(2)を満足することが好ましい
0.35≦FG3s/Fim≦0.85 ・・・(3)
ここで、
FG3sは、第3レンズ群G3の最も物体側の正屈折力の単レンズL7の焦点距離、
Fimは、撮像素子IMGに接合された正屈折力の単レンズL10の焦点距離、
である。
0.4≦FG3s/Fim≦0.81 …(3’)
実施例1に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図2(a)は実施例1に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例1に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例2に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図4(a)は実施例2に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例2に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例3に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図6(a)は実施例3に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例3に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例4に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図8(a)は実施例4に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例4に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例5に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図10(a)は実施例5に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例5に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例6に係る内視鏡用対物光学系について説明する。図12(a)は実施例6に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態のレンズ断面図である。(b)は実施例6に係る内視鏡用対物光学系の拡大観察状態のレンズ断面図である。
また、(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.40 1.88815 40.76
2 1.483 1.10 1
3 ∞ 0.40 1.52291 65.12
4 ∞ 0.70 1
5 -3.831 3.20 1.58482 40.75
6 -3.314 0.05 1
7 3.553 1.20 1.51977 52.43
8 -3.798 0.40 1.93429 18.9
9 -8.101 可変 1
10(絞り) ∞ 0.05 1
11 4.483 0.40 1.88815 40.76
12 1.591 0.65 1.76859 26.52
13 2.662 可変 1
14 3.177 1.17 1.82017 46.62
15 ∞ 0.07 1
16 4.191 1.24 1.64129 55.38
17 -2.91 0.40 1.93429 18.9
18 4.614 0.50 1
19 2.5 1.25 1.51825 64.14
20 ∞ 0.01 1
21 ∞ 0.56 1.507 63.26
22(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.03 1.13
Fno 2.93 2.81
物点距離 25.5 3.5
視野角 158.9 114.3
d9 0.15 1.26
d13 1.36 0.25
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.3987 1.88815 40.76
2 1.3403 1.1327 1
3 ∞ 0.3987 1.52291 65.12
4 ∞ 0.2688 1
5 -7.1941 3.1248 1.58482 40.75
6 -2.5822 0.129 1
7 2.4734 0.9445 1.51977 52.43
8 -3.6346 0.398 1.93429 18.9
9 -31.5543 可変 1
10(絞り) ∞ 0.0464 1
11 9.3141 0.3983 1.88815 40.76
12 1.3126 0.5131 1.76859 26.52
13 3.0025 可変 1
14 3.3365 1.2687 1.82017 46.62
15 -17.2063 0.0787 1
16 2.9349 1.4375 1.62033 63.33
17 -2.5399 0.398 1.93429 18.9
18 6.1174 0.4997 1
19 4.1029 0.6539 1.51825 64.14
20 ∞ 0.0087 1
21 ∞ 0.5582 1.507 63.26
22(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.046 1.194
Fno 2.916 2.880
物点距離 25.5 3.5
視野角 160.7 105.7
d9 0.157 0.944
d13 1.361 0.574
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.3987 1.88815 40.76
2 1.6136 1.0249 1
3 ∞ 0.3987 1.52291 65.12
4 ∞ 1.1671 1
5 -3.0924 3.3124 1.58482 40.75
6 -3.1842 0.0478 1
7 3.7333 1.2121 1.51977 52.43
8 -3.7864 0.3987 1.93429 18.9
9 -8.9204 可変 1
10(絞り) ∞ 0.0515 1
11 2.9112 0.3987 1.88815 40.76
12 1.57 0.6459 1.76859 26.52
13 2.0432 可変 1
14 2.4753 1.3145 1.82017 46.62
15 ∞ 0.0146 1
16 13.7882 0.9887 1.64129 55.38
17 -2.1125 0.3987 1.93429 18.9
18 3.4976 0.3867 1
19 1.8587 0.7286 1.51825 64.14
20 ∞ 0.0087 1
21 ∞ 0.5582 1.507 63.26
22(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.027 1.050
Fno 3.064 2.698
物点距離 25.5 3.5
視野角 153.3 122.0
d9 0.303 1.600
d13 1.361 0.063
数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.3987 1.88815 40.76
2 1.3612 1.0754 1
3 ∞ 0.3987 1.52291 65.12
4 ∞ 0.2133 1
5 -7.3645 3.1127 1.58482 40.75
6 -2.6177 0.0319 1
7 2.982 0.9393 1.51977 52.43
8 -3.7699 0.3987 1.93429 18.9
9 -19.4298 可変 1
10(絞り) ∞ 0.0479 1
11 6.7181 0.3677 1.88815 40.76
12 1.4433 0.6893 1.76859 26.52
13 3.2305 可変 1
14 3.1585 1.2458 1.82017 46.62
15 -15.8022 0.0409 1
16 3.0659 1.2737 1.62033 63.33
17 -2.4442 0.2091 1.93429 18.9
18 5.9192 0.4896 1
19 4.8014 0.6539 1.51825 64.14
20 ∞ 0.0087 1
21 ∞ 0.5582 1.507 63.26
22(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.030 1.174
Fno 2.887 2.755
物点距離 25.5 3.5
視野角 161.0 102.7
d9 0.160 1.361
d13 1.361 0.160
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.3987 1.88815 40.76
2 1.7991 1.2804 1
3 ∞ 0.3987 1.52291 65.12
4 ∞ 0.8748 1
5 -8.1303 3.4784 1.58482 40.75
6 -3.9099 0.0478 1
7 3.292 1.2121 1.51977 52.43
8 -4.1617 0.3987 1.93429 18.9
9 -10.5738 可変 1
10(絞り) ∞ 0.0515 1
11 4.0717 0.3987 1.88815 40.76
12 1.5839 0.6459 1.76859 26.52
13 2.3132 可変 1
14 2.841 0.9575 1.82017 46.62
15 ∞ 0.0797 1
16 3.1859 1.0246 1.64129 55.38
17 -2.7316 0.3987 1.93429 18.9
18 5.0598 0.4848 1
19 2.8252 0.6063 1.51825 64.14
20 ∞ 0.0087 1
21 ∞ 0.5582 1.507 63.26
22(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.042 1.138
Fno 3.008 2.823
物点距離 25.5 3.5
視野角 160.5 111.1
d9 0.196 1.235
d13 1.361 0.322
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.3987 1.88815 40.76
2 1.3597 0.7102 1
3 ∞ 0.3987 1.52291 65.12
4 ∞ 0.7245 1
5 -5.6713 1.5949 1.56279 37.10
6 -4.3402 1.558 1.64702 30.32
7 -2.6633 0.0617 1
8 2.8388 0.8198 1.51977 52.43
9 -3.7252 0.3976 1.93429 18.9
10 -43.0582 可変 1
11(絞り) ∞ 0.0469 1
12 6.1952 0.3982 1.88815 40.76
13 1.5945 0.5287 1.76859 26.52
14 3.2273 可変 1
15 3.4456 1.2681 1.82017 46.62
16 -14.6327 0.0784 1
17 3.7608 1.4039 1.62033 63.33
18 -2.5206 0.3988 1.93429 18.9
19 7.088 0.4943 1
20 3.5805 0.6539 1.51825 64.14
21 ∞ 0.0087 1
22 ∞ 0.5582 1.507 63.26
23(撮像面) ∞
各種データ
通常観察 拡大観察
焦点距離 1.008 1.144
Fno 3.082 2.965
物点距離 25.5 3.5
視野角 161.5 107.4
d10 0.158 1.394
d14 1.361 0.124
条件式(1) Fim/FG3
条件式(2) FG3/F1
条件式(3) FG3s/Fim
条件式 実施例1 実施例2 実施例3
(1) 1.48 2.97 1.00
(2) -1.95 -1.77 -1.97
(3) 0.80 0.44 0.84
条件式 実施例4 実施例5 実施例6
(1) 3.44 2.01 2.38
(2) -1.76 -1.34 -1.89
(3) 0.36 0.64 0.51
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L1−L11 レンズ
S 明るさ絞り
CL 接合レンズ
AX 光軸
CG カバーガラス
F 赤外カットフィルタ−
IMG 撮像素子
I 撮像面
Claims (3)
- 物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群と、を有する内視鏡用対物光学系であって、
前記正屈折力の第1レンズ群は、最も物体側に、負屈折力の単レンズからなる第1レンズを有し、
前記正屈折力の第3レンズ群は、物体側から順に、正屈折力の単レンズと、接合レンズと、正屈折力の単レンズと、からなり、
前記負屈折力の第2レンズ群が光軸上を移動することにより合焦及び変倍を行ない、
前記正屈折力の第3レンズ群の最も像側の正屈折力の単レンズは撮像素子に接合されており、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする内視鏡用対物光学系。
1.0≦Fim/FG3≦3.5 ・・・(1)
ここで、
Fimは、前記撮像素子に接合された前記正屈折力の単レンズの焦点距離、
FG3は、前記第3レンズ群の焦点距離、
である。 - 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用対物光学系。
−1.98≦FG3/F1≦−1.30 ・・・(2)
ここで、
FG3は、前記第3レンズ群の焦点距離、
F1は、前記第1レンズの焦点距離、
である。 - 以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用対物光学系。
0.35≦FG3s/Fim≦0.85 ・・・(3)
ここで、
FG3sは、前記第3レンズ群の最も物体側の前記正屈折力の単レンズの焦点距離、
Fimは、前記撮像素子に接合された前記正屈折力の単レンズの焦点距離、
である。
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