JPH01269909A - 内視鏡対物レンズ - Google Patents

内視鏡対物レンズ

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JPH01269909A
JPH01269909A JP63098164A JP9816488A JPH01269909A JP H01269909 A JPH01269909 A JP H01269909A JP 63098164 A JP63098164 A JP 63098164A JP 9816488 A JP9816488 A JP 9816488A JP H01269909 A JPH01269909 A JP H01269909A
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lens
objective lens
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endoscope
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弘之 福田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内視鏡対物レンズで、特に管内の観察等に用い
られる内視鏡対物レンズに関するものである。
[従来の技術] 水道管の内部やエンジンの内部等の管状体の内壁面を観
察するために用いられる内視用においては、対物レンズ
の正面には何も存在せず被観察部分である管の内壁面は
、対物レンズの側方に延在している。そのために対物レ
ンズとしては画角の非常に広いものが必要となる。
しかしながら、画角の広い内視鏡対物レンズは、焦点距
離が極めて短くなってしまうために、バックフォーカス
を長くとることがむずかしい。
そのために内視鏡の先端部に対物レンズと固体撮像素子
とを配置して物体像をビデオ信号に変換して観察するい
わゆるビデオスコープを実現することが困難であった。
その理由は、ビデオスコープにおいては固体撮像素子が
比較的大きいために。
これを対物レンズの光軸に垂直に配置すると、内視鏡の
先端部が著しく太くなってしまう、これを防ぐために、
固体撮像素子を対物レンズの光軸に対して平行に又は傾
斜して配置した構成にしている。このような構成にする
ためには、対物レンズと搬像素子との間に光路を曲げる
ためのプリズム等を配置する必要があり、バックフォー
カスの短い対物レンズでは、このプリズム等を入れるス
ベ−スを確保することが出来ない。
また対物レンズにおいて画角が大になると、歪曲収差や
像面わん曲等が増大し、画角が劣化する。特に歪曲収差
は、物体の形状を歪ませるために、管内壁面の傷の大き
さを正確に知る管の要求に答えるためには充分に補正す
る必要がある。
従来の内視鏡対物レンズとして、特開昭61−1620
21号公報に記載されたものがある。この対物レンズは
、非球面を導入することによって歪曲収差を補正してお
り、画角が非常に広いにも拘らず、視野の中心も周辺も
物体の形状、大きさを正しく視ることが出来る。
[発明が解決しようとする課題] 前記従来例は、バックフォーカスを長くすると云う問題
点は解決されておらず、この従来の対物レンズを用いて
細い径のビデオスコープを実現することは困難である。
本発明の目的は、画角が広(しかもバラツクフォーカス
の長い内視鏡対物レンズを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の内視鏡対物レンズは、負の屈折力を有する前群
と、正の屈折力を有する後群と、明るさ絞りとを備えて
おり、更に次の条件fl) 、 (21を満足するもの
である。
(1)  −3.8f<f1<f、<−0,4f+21
     2f<f、<  3Ofただしf、、f2は
夫々前群、後群の焦点距離、fは全系の焦点距離である
前記の構成の対物レンズで、前群、後群を薄肉レンズで
近似し後群から像面までの距離をSx、後群の結像倍率
をβ2とすると、次の関係が成立つ。
5K=f、(1−38) f=f、β2 上の関係式から、SKを大にするためには、f2を太き
(することと、1β21を太き(することが必要である
。したがって2f < fzなる関係を満足する必要が
ある。これよりもf2が小さくなり、条件(2)の下限
をこえるとバックフォーカスを充分にとることが出来な
い、一方f2が大きくなると後群の屈折力が弱くなるた
めに対物レンズ全景が長くなり内視鏡の先端部に入らな
(なる、そのため条件(2)のようにfz < 3Of
が必要である。つまり条件(2)の上限をこえると対物
レンズが内視鏡先端部に入らなくなり好ましくない。
次に1βt1を太き(すると、f=f、β8の関係から
lfiは必然的に小さくなる。このように1ftlが小
になって負の成分の屈折力が強くなりすぎると、ぺ・ン
ッパール和が負の値になり像面が正の側にわん曲する。
そのためにt、< −0,4fにする必要がある。ここ
で条件(1)の上限をこえると像面わん曲を良好に補正
し得なくなる。またバックフォーカスを長くするために
は、前述のようにlf、lは小さい方がよく、−3.8
f<f1< f、とする必要がある。
flがこれ以下の値であるとつまり条件(1)の下限を
こえるとバックフォーカスを充分に確保出来なくなる。
[実施例] 次に本発明の内視鏡対物レンズの各実施例を示す。
実施例1 f=I    F/4.7   2ω: 146.5@
r、=oo(非球面) d+=0.515I   n+=1.80610   
v+ :40.95ra=1.5480 dz=1.0947 r、= −32,0618 d、;0.2382   n、=1.88300   
vx =40.78r、=1.9176 d4== 0.4829 rs=−40,3883 d、= 0.5473   ns= j、72000 
  Its = 41.98re = −3,8023 da= 0.2640 r、= −8,3419 cl?=0.3220   n4=1.88300  
 v4=40.78ra= 3.2531 d−” 0.9723   ns= 1.64769 
  v5= 33.8Or、= −2,7882 ds= 0.4572 rla  =   11.0959 d1o  = 0.5023  na= 1.8830
0    v6 =40.78r、、  ==1.68
64 d、、  =0.7727  n、=1.61293 
  1/y  =37.0Or+z  =   3.6
716 d12  =O,1159 r+3 =  29.0264 d+a  =0.8564 1s =1.51742 
  17s  =52.41r+4 = −1,226
0 d、、=0.3091  n、”1.88300   
 v、=40.78r+s  =   1.6085 d、、  =0.2576 r、、 =CX) (絞り) d、6 =0.3735 r+y  ”   1.6954 d、t  ” 0.2704  nto  = 1.7
7250  vro= 49.66r+s  = 1.
4205 d+a  =0.9659  n++  =1.672
70  ν、、=32.1゜r + 9  = −9,
1777 d、、  =0.5924 「2゜= −4,3535 d、、= 0.9015 1+2 = 1.56384
  シ+a=60.69rat  =   2.050
9 dat  =O,1288 rza=o。
d22 =0.3220   n、、  = 1.51
633   ν、、: 64.15r23 :o。
ci23 =0.7727 rta  = 9.8802 da4 =0.9015  n+4 =1.53256
  ν+4=45.91rzs  ” −2,3117 dis  = 0.322Onts  = 1.846
66  シ+5=23.78r2g  =   3.8
751 dza=0.0644 r、、  = 4.5422 dat  = 1.0174  nta  = 1.7
2916  シ16= 54.68ria  =−4,
5422 d28 =0.3220   n1t  =1.728
25   V17=28.46r、9  =:3.13
14 dae  =0.9530 rs0 =C1:) d、、=1.6549  nta  =1.54869
  シ、、=45.55r、1 =■ ds、  ”0.9659  n+*  =1.516
33  シ+e=64.15r32 :c′3 daa  =4.9697  nzo  = 1.69
500  νzo= 42.16r33 :■ d3. =0.0013 r34 =■ da4 =0.6967   rlz+  =1.69
500   シ*+=42.16r35:clO das  =0.0010 r、、=OO d、a  = 0.322On−a  = 1.516
33   シ、□: 64.15r3. =閃 非球面係数 (第1面) P  =1.0000  、   A、=0.4734
0  x 10−’A、=0.28486  xlO−
2,A、=0.13830 × 10−4実施例2 f=l     F/4.4     2ω= 146
.4’r+=oO(非球面) d+ = 0.5115     nt = 1.80
610     v+  = 40.95rz=1.5
371 da”1.0870 rs” −31,8:163 ds=0.2366    na=1.88300  
  vs  =40.78r4= 1.9041 d、= 0.4795 rs= −40,1042 ds=0.5435    n、”1.72000  
  v、  =41.98r6:−3,7756 ds= 0.2621 ry” −8,2832 cly= 0.3197     n4=  1.38
30ロ    174  =40.78rs=3.23
02 d、= 0.9655    jl、= 1.6476
9    vs  = 33.8Or、=  2.76
85 d、= 0.4540 rIa  =   11.0179 d、、=0.4987  n5=1.88300   
 νs  =40.78r++  =1.6746 d++  =0.7673  ny=1.61293 
   v7 =37.0Orag  =   3.64
58 (Lx  =O,1151 rtz  =−28,8223 d、、=0.8504  n、”1.51742   
 v、=52.41r+4 =   1.2174 d、4 =0.3069  n、”1.88300  
  v、=40.78r+s  =   1.5972 d+s  =0.2558 r、6=OO(絞り) d、、  =0.3708 r+y  =   1.6835 d+7 = 0.2685  neo  = 1.77
250  シ+o=49.66r+s  ”1.410
5 d+a  ”0.959I  n++  =1.672
7OL+++=32.1Or、、  =−9,1132 d、g =0.5882 r2゜= −4,3229 dzo  = 0.8951  n+2 = 1.56
384  ν12= 60.69r2. ニー 2.0
426 (非球面)dat  =0.1279 r22 :1 d22 = 0.3197  n、3 ” 1.516
33  v、3= 64.15r、3 =OO +fax  =0.7673 r2<  =9.8107 d、、  =0.8951   n、4 = 1.53
256  v、4= 45.91rzs  =   2
.2954 dzs  = 0.3197   neo  = 1.
84666   ν+s= 23.78rzs  = 
−3,8478 d2.  =o、o63q rat  ==4.5102 dzt  =1.0102   n18 =1.729
16   シ+a=54.68rza  =−4,51
02 daa  =0.3197   nly  =1.72
825   シ、、=28.46rzs  =3.10
93 d、、  =0.9463 rs0 =(X) dl、  =1.6432 1’s  = 1.548
69  v、、= 45.55r31  = l d、、  =0.9591   neo  =1.51
633 1’1s=64.15r3. =■ d、、  =4.9348  1ta  =  1.6
950ロ  v、、= 42.16rs3 :o。
d、、  =0.0013 r、4 =(資) d、4 =0.6918   n21  =1.695
00   v、、=42.16r35 :o。
d、、  =0.0OIO r、6=Ct3 dss  =0.3197  0a2 =1.5163
3   ν2□= 64.15r3フ :■ 非球面係数 (第1面) P =1.0000 、  A、=0.47675 x
lO−’A、=0.29096 x 10−”、 A、
=0.14326 x to−’(第21面) P =1.0000. A2=0 、 A4=−0,1
1610x 10−”A、=0.21893  xlO
−”、  A、=−0,12008xlO−”実施例3 f = l     F/4.7    2ω= 14
5.8゜rI=(資)(非球面) d1= 0.4937   nl = 1.80610
   v1= 40.95rz=1.5629 d、= t、 1256 rs = −8,5863 d−= 0.1802  0.= 1.88300  
1/2 = 40.78r4= 4.5944 d4= o、4995 rs=11.7043 d、 =0.5609   n、=1.72000  
 v3=41.98r6= −6,6151 d、= 0.2750 rt ” −4,1044 d、 = 0.3246   j14= 1.8830
0   v、 = 40.78ra=3.4956 d、= 1.0251    0S= 1.64769
     ν、 −=33.80r9= −3,056
5 d、= 0.4506 r+o  =−5,0551 d+o  = 0.4573   ns= 1.883
00    vs  = 40.78r+ 1  = 
1.7793 d、、  ==0.7863   ny=1.6129
3    vt  =37.0Or+z  =   7
.3603 d、2 =0.0724 r、3 =4.ロア32 d+−= 0.8412   na= 1.51742
    vs  = 52.41rr4 = −1,2
464 d、、  ” 0.2909  1s = 1.883
00     ν9 =40.78r+s  =−1,
7144 d、、  =0.3487 r16=oo(絞り) d+a  ”0.2796 rIr  =   1.6877 d、  = 0.2167   n+o  = 1.7
7250   v、、、−49,66r+g  =−2
,8333 d+a  =0.9836   n++  =1.67
270  Vll=32.1Or+s  =   8.
2670 d、9 =0.5844 rao  = −3,0761 d2o  =0.9385   n、  = 1.56
384  v+t= 60.69ra+  =−2,2
304 da+  =0.1372 r22 :o。
dzi  =0.3429   n’s  =1.51
633 1/+5=64.15r23 :o。
d、、  =0.8230 rs4 =IO,5240 da4 = 0.9602   n+4 = 1.53
256   V14= 45.91ras  =−2,
4623 das  =0.3429  n+s  =1.846
66 111s=23.18rsg  ” −4,12
76 dis=o、口686 rat  = 4.8381 dzt  = 1.0837   n’s  = 1.
72916 1/+a= 54.68ran  =−4
,8381 d、、= 0.3429  nlt  = 1.728
25 1/IT:’28.46r、、 =4.2672
 (非球面) die  =1.0151 r30 :QQ d、。 =1.7627   n+s  =1.548
69   ν+5=45.55r3I :o。
dsl = 1.0288   n’s  = 1.5
1633   u+*= 64.15rsz  =■ dzz  =5.2936  1zo  =1.695
00 1/20=42.16r33 =(1) d、3 =0.0014 rs4 =■ da4 =0.742I   n、、  =1.695
00   シ、、=42.16r35 =■ d、、  =0.0011 r36 :L:x) d、、  =0.3429   口、□ = 1.51
633   ν2□= 64.15r3フ =■ 非球面係数 (第1面) P =1.0000 、  A、=0.49679 x
lO−’A4=0.52268xlO−2. A、=刊
、63762 Xl0−’(第29面) P  = 1.0000.Aa=0  、A、=、0.
56168  x 10−”A、= 0.76142 
 x 10弓、Aa=−0,16854xlO−”実施
例4 t’=lF15.0   2ω= 145.8@r、=
oo(非球面) d、=0.202o    n+=1.80610  
  171  =40.95rz=1.4616 d□= 1.2615 r、= −13,4981 da” 0.3505   nz= 1.88300 
 1)z = 40.78r4= 2.9393 d、= 1.3078 rs =−40,1282 da” 1.2811   ns= 1.6[1717
νg = 40.26r、= −3,0037 da=1.3906 rt = −34,4369 d7=  1.2036     Q、= 1.497
0ロ    v4 =81.61rs =−2,058
6 d、= 0.2105 r9=閃 (きなり) d、= 0.3061 「、。 = −1,(1992 d+o  ” 0.2223   ns= 1.772
50   1/s  = 49.66r++  =1.
2067 d、+  ”  1.0362   n、”= 1.6
7270     v、  =32.10r1□ = 
−6,2799 d1□ = 0.6948 rls  = −9,:1087 d、3  =0.9)63   n、=1.56384
     v、  =60.69r、、 =−3,41
61(非球面) dln  =O,1347 rz5 =■ ILs  = 0.3367   ns= 1.516
:13    vs  = 64.15r16  ” 
■ d+a  =0.8081 rrt  = −17,4362 alt  = 0.9428   jl、= 1.53
256    vs  = 45.91r+s  = 
−2,4312 d+s  = 0.3367   n+o  = 1.
846+)6   ν+。−23,78r+i  = 
−5,0008 d、、  、、0.0673 rho  = (1,5728 da。 = 1.0640 0. =1.72916 
 シ、、=54.68rat  =   4.3771 d2+  = 0.3367   net  = 1.
72825  1J12= 28.46r−x =15
,4030  (非球面)d2□ = 0.9966 rz s  :0’1) dai  = 1−7306   n+a  = 1.
54869  1J13= 45.55r24 :■ da、  =1.010I   n++  =L516
33   シ14:64.15ra11 = ■ dza  =5.1973   口、s  =1.69
50ロ  ν+5=42.16「口:″3 da、  =0.0013 「2. =■ dat  = 0.7286   n+s  = 1.
69500   v+ts= 42.16r2m  ”
 閃 d2g  =0.0011 r、、=lXl dza  = 0.3367  net  = 1.5
1633  シ、、=64.15r30 :Oo 非球面係数 (第1面) P =1.00110 、  A、=0.94982 
xlO−’A4= 0.29303 x 10−2. 
A、= 0.94836 x 10−’(第14面) P = 1.0000. A2=0 、 A、=−0,
15782x 10−’A、= 0.570LOX I
G−”、A8= −0,62758X IQ−3(第2
2面) P = 1.0000. A、=O、A4=0.412
62 x 10−”As=−0,32732x lロー
5゜As= −0,94554X 10−’実施例5 f=l     F/9.1   2ω= 142.ビ
r、=(7)に)−一1 d+”0.2337   n1=1.80610   
ν1=40.95r*= 1.5991 (非球面) IL=1.1432 r3= 1.5569 da= 0.3735     n−=  1.883
0Ovz  =40,78ra=1.7491 d4= 0.3325 rs = 4.4949 ds” 0.5109    n−= 1.72000
    vs  = 41.98rs=   5.88
20 d6= 0.1516 r、: −3,0884 d、−0,3524n4= 1.83300    v
、  = 40.78r8= 2.3779 da”” 0.7328    ns= 1.6476
9    v5 = 33.8Or、= −2,079
1 d9= 0.1260 r、。 = −5,7663 d、、= O,:3389  n、= 1.88300
    シロ  =40.78rll  =1.217
6 d、、  = 0.3996  nア= 1.6129
3    ν、  =37.00r1□ = −25,
4187 d1□ = 0.2875 r13=■(絞り) d13  =0.1551 rz  =−1,2876 d、4 =0.0982  n、”1.77250  
  v、  ==49.66r+s  =   1.5
787 die  =0.6155  n5=1.67270 
  1/9 =32.1Or+a  = −1,992
9 d、6 =0.3249 r+y  =  1.9919 cL、 =0.5966   nIo =1.5638
4   ν、、= 60.69r+s  ”   3.
1955 d、、  =0.0932 r、g =OO die  =0.2331   nz  =1.516
33  シ++=64.15r20:cx3 d、、  =0.5639 rat  =7.1534 dt+  = 0.6527   nla  = 1.
53256   V+z= 45.91rx2 =  
 1.7845 d、  = 0.233I   n s  = 1.8
4666   vls= 23.78rzs  ==−
2,8090 dz、 =0.0466 rz4 =3.3785 d、4 = 0.7366   n+<  = 1.7
2916  v14= 54.68rzs  ==−3
,5129 dis  = 0.2331   n’s  = 1.
72825  vIs= 28.4Gr、、 =14.
5134  (非球面)d2s  =1.2613 r、7:00 d、= 1.198I   n、、= 1.54869
  v、、= 45.55ram  = (資) d2.”0.6993  n、、=1.51633  
シ、t=64.15r29 =■ d、、  =3.5981  0+a  =1.695
00   シ+a=42.16r3o  = 閃 d3゜ = 0.0009 rat  = ■ d31  =0.5044   ロ、@  =1.69
500   シ19=−42.16r、、:00 daz=0.0007 rs、=OO d、3 = 0.2331  neo  = 1.51
633  v、、= 64.15r34 :o。
非球面係数 (第2面) P = 1.0000. Aa= 0 、 A4= 0
.28196 X 10−’A、= −0,10679
x 10−”。
A、= −0,94190X 10−”(第26面) P = L、0000. A、=O、A、=−0,95
353x 10−”Aa=0.13881 x 10−
’、 Aa=−0,31650x to−”実施例6 f=I     F/3.8   2ω= 145.9
’rl=(1)(非球面) dI= 0.:1981   nI= 1.88300
  17+ = 40.78rz=1.8193 d、= 1.3090 r3=−72,8908 d3= 0.2807   nz= 1.88300 
  v2= 40.78r、= 2.7932 d、= 0.7149 rs” −5,6555 d、=0.2276    n5=1.72000  
  v、  =50.25rs= −11,5634 ds= 1.1766 rア:−27,6215 dt= 0.2352    n4= 1.883[]
0    ν4  = 40.78rs=3.2495 da=1.2140    ns= 1.65128 
   V!l  = 38.25re=  3.371
1 d、= 1.7:1177 rl。 =−8,2722 die  =0.6337   n、=1.8830O
vs  =40.78r++  =   1.8539 d++  =0.5996  nt=1.67003 
   ut  =47.’25r+z  = 47.6
520 d、、  =1.6012 r+3 =8.7536 d、、=1.0061  na=1.58144   
1/a  =40.75r+a  = −1,4719 d+4 =e)、3642  n5=1.88300 
   vz  =40.78r+s  =−5,650
1 d+s  =0.3036 r、6=oo(絞り) dlg  =0.4403 rl?  = 16.7439 d+y  ” 0.3111   nla  = 1.
88300   ν、。: 40.78r18  = 
3.2671 d+a  ”0.9105   n++  =1.64
7G9  1/++=33.8Or+9  :8.55
24 d、、  =0.6829 r2゜ ニー 5.9879 d2゜ = 0.6829  0.、  =1.573
09   ν1□= 42.57r2B =  2.5
176 (非球面)d、I  =O,1517 rza  = ■ d、、 ”0.3794  n、z =1.51633
  シ、、=64.15r23 =■ di3 ”0.9105 r24 = 11.6419 d、4 = 1.0622   n14  = 1.5
3256   v、、= 45.91ras  = −
2,7238 dzs  =0.3794   nIs  =1.84
666  V+5=23.78rz6  =   4.
5660 d2e  =0.0759 rz、 =5.3520 dzt  = 1.1988   n、、  = 1.
72916   v、6= 54.68rzs  = 
−5,3520 ass  = 0.3794   n、、  = 1.
72825  v、t= 28.46rz*  =3.
6897 d、、  =1.1229 rsa  ” ■ d−o  ” 1.9499   nla  = 1.
54869  1/1a= 45.55r、I  :0
O da+  = 1.138I   n、、  = 1.
51633  v、、= 64.15r32 == o
O daa  =5.8558   nzo  = 1.6
9500  v*o= 42.16r3s:cl。
dss  ”[1,0[115 r34 =(至) d−4” 0.8209  na+  = 1.695
00  vz+= 42.16r3.=OO d3s  =0.0O12 r36  =  60 daa  =0.3794   n−a  =1.51
633  Vaz=64.15r37 :■ 非球面係数 (第1面) P =1.0000 、  A、=0.10402A、
= 0.68546 x 10−”、 A、= −0,
79544x 10−’(第21面) P = 1.0000. A、=O、A4=−0,13
817x 10””A、= 0.44990 x 10
−’、 A、= −0,36433x 10−’実施例
7 f = I     P/r7.q    2 ω= 
14’6.’l’r+ = 12.1744  (非球
面)d+= 0.3522   n1= 1.7847
2   v+ = 25.71r、= 2.1612 cl2= 0.7383 rs” −27,5173 ds=0.2483    nx= 1.67003 
   vz  = 47.25r4=1.7754 d、= 0.4832 r、: −12,2444 dS= 0.2248     口、= 1.6935
0     ν、  =53.23re=4.1759 d6:= 0.9089 r7= 45.2934 (ly=0.2(イ)81    口、= 1.883
00     ν、  =40.78r8: 3.11
81 d、= 0.9904    ns= 1.64769
    v、 = 33.8Or、=−2,1117 d、=: 2.4683 r+o  = −3,8865 dlo = 0.8900  na= 1.88300
    ν、  =40.78r+ 1  = 0.9
464 dll =0.3222  nt=1.64769  
  ν?  =33.8Or+z  =   2.16
75 d1□ = 0.2685 r、3=oo(絞り) d、3  =0.3895 rr<  =’−1,1780 d、、  =0.2752  n、= L、78590
    シ、=44.1.8r+s  =−0,671
2 d+s  = 1.28(+7  ne= 1.56:
184   1/@  = 60.69r+e=1.9
170 (非球面) d、、  =0.1342 r口 =00 d+t  =0.6712  n+o  =1.516
33  ml+o=64.15rIs :o。
d、a  =0.8725 rl、 =10.2985 dz+  = 0.9396  n++  = 1.5
3256  νr+= 45.91rzo  = −2
,4095 di。= 0.3356  ntz  = 1.846
66 1’+a= 23.78r、、  =−4,03
91 d21 =0.0671 r2□ = 4.7344 dgz  =1.0739   n+3 =1.729
16  y+5=54.681”2m  =   4.
1344 das  ” 0.3356   n+4 = 1.7
2825 1)+4= 28.46ran  =3.2
639 d24  =1.2081 r2S:cI。
dis  = 2.3491   nIs  = 1.
54δ69  ν+g=45.55r26 =(資) d、a  =5.1801   n、、=1.6950
0  シ、、=42.16r2.=o。
dtt  =0.0013 r26 =ω d、、  = 0.7262  1tt  = 1.6
9500  v、t” 42.16r29 =■ d、、  =0.0011 r3゜ =■ dso  =0.3356  n+−=1.51633
  シ+a=64.15f、、  :OO 非球面係数 (第1面) p =−1,2757、Ax=0 A4=0.l8319  Xl0−’、Aa=   0
.29742  xto−’A、=、、/rO,587
13xlO−’、A、、=0.41324  xlO−
’At□ = −0,86217x 10−”Al1 
= 0.52716  X 10−”Aha = 0.
31216 x 10−目A18 =−0,16519
xlO−”A2゜ = −0,11530x 1O−1
2(第16面) P  =0.2643  、   A、=OA、=−0
,11837xlO−”、A、=0.16746  x
lO−’A、= −0,12472X 10伺 A、o  =−0,10773xlO−’AI□ = 
−0,11?94  x 10−’A、4 =0.38
049  xlO−”Ass  = 0.32762 
 X 10−”Aha  =   0.90619  
X 10−”Ago  =−[+、37055  xl
[l−”ただしrl、 ra+・・・はレンズ各面の曲
率半径、d。
、d2.・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、n 
I +n2.・・・は各レンズの屈折率、シ1.シ2.
・・・は各レンズのアツベ数である。
上記の各実施例は、いずれも明るさ絞りSよりも前に歪
曲収差を補正するための非球面を含んでいる。この非球
面の形状は、 (イ)その面が物体側を向いた面である場合には、光軸
から離れるにつれて曲率が徐々に強くなる部分を含む非
球面であり、 (ロ)その面が像側な向いた面である場合には、光軸か
ら離れるにつれて曲率が徐々に弱(なる部分を含む非球
面である。
ここで曲率は、符号も含めて大小を考えてあり、その面
上のある点における接触円の中心がその面の物体側にあ
れば曲率は負、像側にあれば曲率は正である。そして曲
率は、負→零→正の順に強くなる0例えば第17図に示
すレンズでは、その物体側の面が光軸近傍では負の曲率
(物体側に凹の形状)であるが、光軸から離れるにつれ
て曲率が強(なり正の曲率(物体側に凸の形状)になっ
ている。
このような形状の非球面を設けた場合、この面において
は、レンズの周辺に行(につれて負の作用が弱まる(正
の作用が強まる)ことになる、その結果、軸外主光線に
対する絞りSより前のレンズ群の屈折作用が弱くなり、
この部分で発生する強い負の歪曲収差を補正することが
出来る。
上記各実施例の非球面形状は光軸方向をX軸光軸と垂直
方向をy軸にとり、非球面頂点での曲率半径をrとした
時、次の式にて表わされる。
ただしPは円錐定数、Allは第21次の非球面係数で
ある。
この非球面を設ける位置は、なるべく像面わん曲に影響
を与えずに歪曲収差を補正できる位置が好ましい、その
ため明るさ絞りからなるべく離れた軸外主光線の光線高
の高い位置が望ましい。
本発明の内視鏡対物レンズは、各実施例にみられるよう
に、絞りより前にあるレンズ群中に像側に凸面を向けた
接合又は単しンウ(凸レンズあるいはメニスカスレンズ
を設けている。
本発明のレンズ系は、超広角化を実現するために前群■
に極めて強い負のレンズ群を設けてあり、ここで負の歪
曲収差および正の像面わん曲が発生する。そこで前記の
像側に凸面を向けたレンズの凸の面で逆の収差を発生さ
せて両者が打消し合うようにして全系の収差を良好に補
正している。この補正作用を充分発揮させるためには上
記の面はなるべ(光線高の高い位置に設けた方がよい。
各実施例では、実施例5がレンズ(re〜re)で他の
実施例はレンズ(ry〜re)がこれに該当する。
実施例1は、第1図の・ように対物レンズの後方にプリ
ズムPを配置しであるが、これは固体撮像素子を対物レ
ンズの光軸に対して傾斜させて配置した場合に、撮像素
子に垂直に光を入射させるための光路屈曲プリズムであ
る。またプリズムPの前後の平行平面mFは、光学的ロ
ーパスフィルター、赤外カットフィルター等である。
また実施例2〜7も実施例1と同様に対物レンズの後方
に光学部材Pを設けである。この光学部材Pは図面には
単にブロックとして描いであるが、第1図と類似するよ
うなプリズム等が配置されている。
各実施例は、いずれもレンズ系中に平行平面板Cを配置
しである。各実施例では、この平行平面板Cを含む空間
において軸上マージナル光線が光軸にほぼ平行になるよ
うに全系のパワー配置が定められている。そしてこの空
間を境にして前後のレンズ群を分割し、平行平面板Cよ
りも前方のレンズ群全体をいわゆるフロントコンバージ
ョンレンズとして着脱自在のアダプター形式にすること
が可能になる。
このようにすることによって、前方のアダプターを取外
した状態にて平行平面板Cより後方のレンズ群(マスタ
ーレンズ)により比較的狭い画角で物体像の観察が出来
、アダプターを取付けて非常に広い画角で物体を観察す
るという、2通りの使い方が可能となる。これによって
応用範囲が大幅に拡がり極めて便利である。特にアダプ
ターとして画角等の仕様の異なる多数のものを用意し、
これを交換して使用すれば一本の内視鏡にて、あらゆる
物体に対して最適の状態での観察が出来るようになり極
めて望ましい。
第15図に示すレンズ系は他のアダプターの一例である
。このレンズ系のデーターは下記の通りである。
f=I   F15.0  2ω=120″r、=(4
) d、”0.1839   n、=1.88300   
v、 =40.78ra =0.7822 d、= 1.1873 r、 = 11.7683 d3= 0.3704   j12= 1.78590
   v、 = 44.18r4=1.2750 d、= 0.9194   Q3= 1.64769 
  v3= 33.80r s =−1、6110 dS= o、ooo。
r6=■(絞り) d、= 0.2443 ry= ■ dt= 0.1313   114= 1.51633
    v4= 64.15re=■ da=0.3152 re=4.0305 ct9=o、3677 ’  n5=1.53256 
   ν、  :45.91rho  = −0,94
3[1 dL、=O,1313n、=1.84666    v
、=23.78r+、  =−1,5808 dz  =0.0263 r1□ = 1.8529 dls  = 0.4150  nt= 1.7291
6   1/l  = 54.68r + s  = 
−1、8529 d+s  = 0.1313  ns= 1.7282
5    va  = 28.46rz  =1.27
74 d、4 =0.3888 r+s  =■ dls  =0.675I  ns= 1.54869
    シ、=45.55r、、=(Xi dlg  =0.394Ontx  =1.51633
 1/+o=64.15r1〕 =00 dls  =2.0273  n+1 =1.6950
0  Vl+=42.16r、6 =■ d、、  =o、ooos rIg :o。
dls  =0.2842   ntx  =1.69
500  1J+z=42.16rxo  = (資) dao  =0.0004 r2I :o。
dat  =0.1313  ntx  =1.516
33 17+a=64.15r、、=QO この例では、平行平面板Cより後方の光学系が実施例1
と全く同じ(係数倍したもの)である。
したがってこの例は、実施例1の対物レンズにおいてそ
のうちの平行平面板Cより前方のレンズ系であるフロン
トコンバージョンを交換したものであるということが出
来る。
このようにすると、画角は120°で若干狭いが対物レ
ンズの正面の物体像の倍率が実施例1の対物レンズより
も大になる。このようなレンズ系を備えた内視鏡は、飛
行機のエンジンの内部の検査等に好適である。又アゲブ
タ−として側視用の視野変換プリズムを備えたものを用
意すれば、超広角の光学系で管内壁面の傷の位置を確認
しておき、次に側視アダプターに交換して傷を拡大して
観察することが可能になる。このように各種のアゲブタ
−を用意することによって観察、使用方法のバリエーシ
ョンが無限に拡がる。
上”記のように種々のアダプターを交換して使用する場
合、各アダプターに含まれるレンズ系の収差状態がまち
まちであると、アダプターを交換するたびに著しく画角
が変化するとになり好ましくない。そのためアダプター
のレンズ系単独で所定のレベルまで収差補正を行なって
おくことが望ましい。
以上のことから、実施例1〜実施例7の対物レンズにお
いては、以下のような構成にしておくことが、平行平面
板Cの前方のレンズ群をアゲブタ−形成として用いる場
合には好ましい。
まず第1に明るさ絞りSを平行平面板より前にあるレン
ズ群の内部に設けることが望ましい、これは超広角の場
合には、絞りの前方のレンズ群で発生する軸外諸収差を
、絞りより後方のレンズ群で補正することを可能にする
もので、平行平面板Cを境にして前後を切離した場合で
も、アダプター内のレンズ系単独で軸外収差を良好に保
つことが出来るからである。この場合、明るさ絞りSと
平行平面板Cの間に像側に凸面を向けたメニスカスレン
ズを配置することによって球面収差、非点収差の補正に
とって有効になる。更に明るさ絞りSと平行平面板Cと
の間に負レンズを配置すると明るさ絞りSの前後のレン
ズの配置の非対称性が緩和され、上側光線の縦方向のコ
マ収差の補正にとって有効である。また、このような構
成は、レンズの外径特に物体に近い位置のレンズの外径
をあまり太き(しないためにも望ましい。
次に平行平面板Cよりも前にあるレンズ群のうち負の屈
折力を有する前群■以外の全体として正の屈折力を有す
るレンズ群(例えば実施例1ではr I ” r 21
のレンズ群)を後群IIと区別して後方レンズ群と呼ぶ
ことにすると、この後方レンズ群の焦点距離fA2が次
の関係を満足することが望ましい。
2≦fAt/lf+l この焦点距離の比は、アダプター内のレンズ系の角倍率
となり、平行平面板Cの後方のマスターレンズの画角と
アダプター内のレンズ系の画角の比にほぼ比例している
。したがってこの比が2より小さいとアゲブターレンズ
を取付けた状態で同じ画角にするためには、予めマスタ
ーレンズの画角を大きくしておかなければならないが、
その場合アダプターレンズの外径を大きくしないと光線
がけられる。したがって対物レンズの外径が大になり、
太い管を観察する場合はともかく、細い管を観察する場
合は使用できない。
各実施例のように平行平面板Cより後方のレンズ群が比
較的藺草な構成の正の屈折力のレンズ群からなっている
場合には、このレンズ群のペッツバール和が正の値にな
るので、平行平面板Cより前方のレンズ群のペッツバー
ル和Paが次の関係を満足することが好ましい。
−1,5<PA<(+ このペッツバール和を−1,5<PAとしたのは全系の
ペッツバール和が負で大きくなりすぎて、像面が正の側
にわん曲するのを防ぐためである。
次に平行平面板Cより後方のマスターレンズに関しては
、その焦点路tif11が下記の関係を満足することが
望まし。
f、> 2f 対物レンズをアダプター内にする場合には、マスターレ
ンズ単独で対物レンズとして用いる場合もあるので、そ
の焦点距離を長くしバックフォーカスを確保しておき、
アゲブタ−レンズを取外した時でも固体搬像素子上に物
体像が形成されるようにしなければならない。f&l<
2fになるとアダプターを外した時に像がぼやけてしま
うおそれがある。
各実施例において、平行平面板Cの後方のレンズ群を光
軸に沿って前後に可動であるようにすれば、この部分に
てフォーカシングを行なうことが出来るので好ましい、
このフォーカシング機能は、単に物体距離に応じて)オ
ーカシングな行なうためだけではなく、本発明の内視鏡
対物レンズをアダプタ一方式で使用した場合に、各アダ
プター毎に射出光の平行度にばらつきがあった時の調整
用として適用し、これによっていかなるアダプターを使
用した時でも常に鮮明な像を観察することが出来る。
また非球面を設ける箇所は、前述の点を考慮して最も物
体側の面、アゲブタ−として用いる場合の絞りの像側で
それより最も遠い面である平行平面板Cの前の面、対物
レンズの最も像側の面のいずれか1枚、又はいずれかの
うちの2枚、又はすべての面が考えられる。
尚各実施例の負の屈折力の前群および正の屈折力の後群
は、図面中に符号1.INにて示しである。又説明中の
各条件に関係する各実施例の値は次の通りである。
実施例 Lf:fA+)  fz   f11fAz/
1fAI  PAl   −0,8555,408,3
538,057−0,3042−1,1574,267
6,75811,025−0,2963−0,8495
,3708,2948,074−0,3074−1,0
478,3945,6766,491−0,3005−
1,9844,2725,8155,234−0,25
06−1,1776,3239,8429,574−0
,2697−0,8477,2578,6698,49
9−0,453上記の各実施例のように諸収差特に歪曲
収差が良好に補正された対物レンズを用いて管内を観察
すると第18図に示すように見える。この第18図は、
管内に正方形のチャートを貼付けこれを結像させた様子
を描いたものである。この図より明らかなように視野周
辺部においても各ます目の半径方向と円周方向の比がほ
ぼ一定になっており、管内面の物体の大きさを正しく再
現していることがわかる。
[発明の効果] 本発明によればバックフォーカスが長く歪曲収差等の諸
収差が良好に補正された超広角の内視鏡対物レンズを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図は夫々本発明の実施例1乃至実施例7
の断面図、第8図乃至第14図は夫々上記実施例1乃至
実施例7の収差曲線図、第15図は本発明の対物レンズ
をアダプタ一方式として使用する場合の一例を示す断面
図、第16図は第15図のレンズ系の収差曲線図、第1
7図は本発明で用いる非球面形状の説明のためのレンズ
の断面図、第18図は本発明対物レンズを用いた時のチ
ャートの像を示す図である。 出願人 オリンパス光学工業株式会社 代理人   向    寛  二 第9図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と
    、明るさ絞りとを備えた内視鏡対物レンズにおいて、前
    記前群の焦点距離をf_1、前記後群の焦点距離をf_
    2、全系の焦点距離をfとするとき、次の条件(1)、
    (2)を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ。 (1)−3.8f<f_1<−0.4f (2)2f<f_2<30f
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