JPH0274912A - 内視鏡用光学系 - Google Patents

内視鏡用光学系

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JPH0274912A
JPH0274912A JP63226531A JP22653188A JPH0274912A JP H0274912 A JPH0274912 A JP H0274912A JP 63226531 A JP63226531 A JP 63226531A JP 22653188 A JP22653188 A JP 22653188A JP H0274912 A JPH0274912 A JP H0274912A
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image sensor
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芳治 高杉
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弘之 福田
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    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
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    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
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    • G02B9/62Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only

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、内視鏡機9′、装置における光学系に関する
ものである。
[従来の技術] 内視鏡としては、イメージガイドファイバーを用いたフ
ァイバースコープが多く用いられているが、最近ではイ
メージガイドの代りに各種固体撮像素子を用いたビデオ
スコープも多く使用されるようになった。
ビデオスコープの撮像方式には、主に面順次方式と声、
順次方式のものがあり、神々使われている。ここで点順
次方式とは、固体撮像素子の各絵素に対応させて微少な
色フィルターをモザイク状に集積した色符号化フィルタ
ー(通常カラーモザイクフィルター等と呼ばれる)を固
体撮像素子の入射側に設けて、色信号を得るよ)にした
ものである。
ところが従来モザイク式の撮像素子を用いた場合、固体
撮像素子の各絵素上に各色フィルターが配置された構造
となっている。しかしフィルターと固体撮像素子の受光
面との間隔が離れていると固体撮像素子に対して大きな
入射角をなす光線は、色フィルターを通過後、本来入射
すべき絵素に入11せず、それに隣接する絵素上に入射
して得られる画像が色むら(以下色シェーデイングとい
う)を起こすという不具合を生ずることがあった。この
こと(士、例えば第14図に示す特開昭62−1734
15号に記載されたもののような撮像素子に対して斜め
に主光線が入射するようなレンズタイプでは、色シェー
デイングの発生を防ぐことは出来ない。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、前記のようなモザイクフィルターを備えた固
体撮像素子を用いた内視鏡装置においても色シェープ“
インクの発生のない内視鏡用光学系を提供することを目
的とするものである。
[課題を解決する手段] 本発明の内視鏡装置に用いる光学系は、前記の目的を達
成するために例えば第1図に示すようなレンズ構成を基
本とするもので、つまり第1図に示すように明るさ絞り
Sを備えた結像レンズL、の像側にフィルドレンズLr
を設は更にその射出側に固体撮像素子を配置するように
した光学系であって、次の条件(11を満足するもので
ある。
(11fF <lOf ただしfFはフィールドレンズの焦点距離、fは全系の
焦点距離である。
本発明の光学系は、以上のように構成することにより像
面に対して主光線をほぼ垂直に入射させることか出来、
前記の色シェーデイングの発生を抑えることが出来る。
前記のフィールドレンズLFの焦点路!HFが大きすぎ
るとレンズ系の全長が長くなるばかりか、レンズの外径
も大になってしまい内視鏡用としては不都合である。し
たがってコンパクト化のためには、fFの値が条件(1
)を満足することが望ましい。つまり条件m より外れ
ると、全長が長くなりレンズ径が大になり好ましくない
本発明の内視鏡装置用の光学系は、更に次の条件(21
を満足することが望ましい。
(21D、 >0.2f ただしり、は、明るさ絞りSとフィールドレンズLrの
間の最大空気換算長である。
固体撮像素子は、赤外波長にも感度をもつため、そのま
までは色再現性の悪い画像になってしまう。この欠点を
除去するために通常赤外線カットフィルター等の光学フ
ィルター等を結像光路中に設ける必要がある。前記条件
中の値D1はそのために必要な空気換算長であって、あ
る所望の特性をもった光学フィルターを結像光路中に設
けるために前記条件(2)を満足することが好ましい。
この条件を満足しないと前記のフィルター等を配置する
ことがむずかしくなる。
本発明の内視鏡装置において、前記条件(1)。
(2)の他に次の条件(3)を満足するようにすれば一
層望ましい。
(3)  0.2f <D、<5f ただし、D2はフィールドレンズLrから結像面までの
空気換算長で、前記フィールドレンズし、が撮像素子と
一体になっている場合は、フィールドレンズL、の前側
の面の面頂から結像面までの空気換算長、フィールドレ
ンズが撮像素子と別体の場合には、フィールドレンズL
rの後側の面頂から結像面までの空気換算長である。
上記のD2の値が小さすぎると、例えばモアレ除去用の
光学的ローパスフィルター等を配置する間隔が取れなく
なってしまい、また逆に大きすぎると光学的ローパスフ
ィルター等を設けるための間隔は十分数れるがレンズ系
の全長が長くなり、コンパクト化出来ないという不具合
を生じてしまう。
1゜ 本発明の光学ヘソいて、フィールドレンズよりも前方、
すなわち結像レンズ内又は結像レンズとフィールドレン
ズとの間に光学フィルターのような平行平面板が配置さ
れている場合には、この光学系は平行平面板を境にして
物体側の前群と、像側の後群とに分けて考えることが出
来る。尚平行平面板が2枚以上配置されている時は、フ
ィールドレンズに近い方の平行平面板を境にして考える
。そしてこの前群は、収差補正の関係から正レンズと負
レンズを含む複数のレンズより構成することがある。そ
の場合には、次の条件(41、(51。
(6)を満足することが望ましい。
(4)  fI>0.3f (511fFl<4f (6)  0.3f <fF<5f ただしfFは前記の前群の焦点距離、f7は前群中の負
レンズ(独立して存在する負レンズで接合レンズ中の負
レンズは含まない)の焦点距離、fFは前群中の負レン
ズを除いたレンズ系の焦点距離である。
条件(4)は、前記の前群の焦点距11Ef+を規定す
るもので、このfFの値が小さすぎると前群と後群の間
の空気換算長が短(なり、条件(4)を満足しないと光
学フィルターを配置することが出来なくなる。
条件(5)1条件(6)においてfnおよびfpの値が
条件の上限より外れて太き(なりすぎると、レンズ系の
全長およびレンズの外径が大になるため内迄 祝用としては好ましくない。
八 また条件(6)においてfFの値が条件の下限より外れ
て小になりすぎると、光学フィルターを入れるための空
気間隔がなくなってしまう。
C実施例コ 次に本発明の撮像素子用光学系の各実施例を示す。
実施例1 f=1.000 、  F/3.941  、2ω= 
133.698゜IH= 1.0049 r+= ■ d1= 0.3045    n1= 1.88300
    v+  = 40.78r2 = 0.572
5 [J2= 0.2253 r3= 2.9842 d3= 0.3228    02=1..84666
     シz=23.78r4=−1,0924 d4=0.0609 「5=(資)(絞り) d、= 0.0609 rs=−1,2314 da’= 0.1F127    Q3= 1.805
18    ν3 = 25.431−、: 1.68
09 d、=: 0.6395     口、= 1.516
33     ν4 =64.15r、=−0,789
3 d、= 0.0609 「9= 5.5341 ds=  0. 1583       n! =  
1.84666      】ノ=、   =  23
.78r+a  = 1.7381 (1+o  =0.8222  na= 1.’111
633    νB  =64.15r、、  =−1
,7381 dll  =0.1279 r+z  −■ d、2 =0.9135   nt=1.52000 
   V7  =74.0Or1ユ =(資) d、、 =0.2436 rlm  =2.2400 d+4 =0.7004   na=1.51633 
  1/a  =64.15r、5 = 1.9.92
39 d、5 =0.3045 r16 :l d、、  ”1.1389   n、=1.54869
   1/9  =45.55r17 :l dl、 = 0.2436   n1o  = 1.5
1633   v1o= 64.15r18 = (資
) fF=4.823   、   D、=0.972  
 、  02=1.2fF=1.481   、   
fF=−0,648、fp=1.314実施例2 f=1.000.  F/4.815  、  2ω=
133“IH=0.9857 r+” (資) d、=0.2987    n、=1.88300  
  v、  =40.78rz= 0.4920 d2;0.22LO r++=3L]、2837 d3=o、2747    n2=1.84666  
 1/2  :23.78r、=−1,1561 d、=0.05q? r、=(資)(絞り) d5=(1,1016 r a =−4、1194 da=o、1792    n3=1.80518  
 1/+  =25.43r、=2.1470 d、=0.4779    n、=1.51633  
  v、  =64.15ra=−0゜7172 da”0.1135 r、=−46,5690 d、=O,1553n、”1.84666    v5
 =23.78r1o  ”1.2640 d、o  =0.7168  n、=1..51633
    v、:=64.15r+1  =−1,714
1 d+I =O,1254 「12 =閃 d、□ =0.2389   nt=1.51633 
   v7 =64.15r13=’″ dls  = 0.4182  ’ns= 1.520
00   1/a  = 74.0Qr14  =■ dt4 =0.2389   n、=1.51G33 
   ν9  =64.15r15  ” (1) dss  =0.0896 rlg  =2.3145 dl6 =0.7168   n1o  =1.531
72   シ+o=48.901−17  =−8,4
075 d、、  =0.6094 「I8 =(資) d、、  =LL17I   n、、  =1.548
69   シ、、=45.55「19 :(資) d、9 = 0.2389   n、、  = 1.5
1633   v、2” 64.15r2Q  = ■ f−= 3.494   、  0+= 0.805 
  、   Dz= 1.488f+= 1.954 
  、   fF=−0,557、fF= 1.18実
施例3 f = 1.000 、  F15.884  、2 
ω= 96.902゜111=0.8238 r、: o。
d1=0.2496   n1=1.8830[+  
 1/+ =4[]、78r2= 1.1373 d2=o、3]、45 「、= (資) d3=2.5062     n、=1.80610 
    ν2  =40.95ra=■(絞り) d4= 0.0999 rs=2.2247 ds= 0.3645   n、= 1.72916 
  v= = 54.68rs ”’−22247 d、=o、11999 「7=■ dt = 0.7489     n、= 1.520
口Ov、  =74.0Or8=(1) da== 0.6990 rq= ■ d、= 0.6490    Q、= 151633 
  1/s  = 64.15rho  =−0,85
62 dlo = 0.2496   na= 1.8466
6    ν、  =23.78r++  =−2,2
676 d、、  =0.2496 r+2  ==2.4094 dlz  = 0.5392   n−= 1.729
16    v、 = 54.68r、3 =o。
d13 =0.7489   n8=1.54869 
   vs  =45.55r+4 = (4) d、、  =0.1997   n5=1.51633
    v、  =64.15r15 :■ fF=3.078   、   D、=1.2916.
  02=0.927fF=1.257  、   f
11=−1,288、fF=1.58実施例4 f = 1.000 、  F/4.984  、 2
 (,1= 113”HI= 0.9242 r、=o。
d、 =0.280I   n、”1.88300  
 ’v、 =40.78rh=0.6120 d2= 0.3221 r3= 22.2335 d3”=o、3269    n2=1.76182 
   v2 =26.55r、4=−1,1753 d4=0.1947 rs=■(絞り) ds= 0.2880 raミニ−,6427 da= 0.2739    ns= 1.72916
    )/−=54.68「、=−1,0365 d?=0.0884 rs=(資) d、=口8403    n4= 1.52000  
 v−= 74.00r9=(3) d9= o、1120 r、。 = 2.7229 d、、= 0.7899  ni= 1.51633 
   νS  =64.15r++  =−0,988
4 dl、 = 0.2196  jl、= 1.8466
6    v6 = 23.78rl2  =−4,9
509 d、2 =0.2522 rl3  =2.4923 d、、  =0.4482   n7=1.88300
   1/7 =4−0.78r+<=’力 d14=0.8403n8=1.548L417g=4
5.78r+、 = (資) dls  =0.2241   n、=1.51.63
3    ν9  =64.15r、0=(Xl fF=2.741.   、   I’)、=0.75
3   、  02=0.928fF=1.651  
 、   fF=−0,693、fF=1.]01実0
1実 施=1.ooo 、  F15.099  、 2ω=
 113.58゜TII= 0.9693 r、:■ d1=04938   n+=1.88300   v
1=40.78「2=0゜5752 d2= 0.3779 r3= 3.6466 da= 0.4113   n2= 1.76182 
  ν2= 26.55r4= −0,6895 d4= 0.1763     Q、、= 1.607
29    νI  = 49−19r、ニー1.75
04 d5=0゜0588 re=(資)(絞り) d、=0.0588 r、=−4,2368 d、=0.2644    n、=1.7291.6 
   v、  =54.68ra=−1,2170 de= 0.0588 rq= (資) d、=0.4700    n−=1.51633  
 1/q  =64.15rIO: 00 dlo  = 0.4113  ns= 1.5200
0    シー  = 74.0Or++   = 閃 d、!  =0.0588 rlz  =10.210Q +Lz  =0.2627  nt=1.84666 
   シフ ;23.78r+3  =1.0151 d、a  =0.88+3  na=1.5]633 
 1/e  =b4.15r+4=−2.7301 dl、  =−0,2563 rl、 =2.4108 d、s  ”0.4700  n9=1.88300 
   v、  =40.78rta  = (資) dos  = 0.9988  neo  = 1.5
4814  v+a= 45.78r2. =■ d、7 =0.2350   nll  =1.516
33   シ==64.15r+a  = ■ fF=2.567   、   D、=0.698  
 、  02=1..05fF=1.305   、 
  fF=−0,651、fF=0.97実施例6 f=1.000 、  F15.392  、2ω= 
114.19’I)1= 0.9170 rl;美 d、=0.2501   n、=1..88300  
 v、 =40.78ra= 0.7277 d2=0.2339 rs= 4.3359 d、= 0.4153  112: 1.84666 
  v、 = 23.78r4= −1,4744 d、:= o、1366 r5=cxv(絞り) ds=0.03.62 r6= −o、9343 da= 0.3474    n3= 1.51633
    v3 = 64.1.5r、=−0,4485 dy” 0.2293    n4= 1.84666
    v4 =23.78ra =−o、7496 d8= 0.0556 r*=9.6712 d9” 0.4725    jl、= 1.6583
0    νS  = 57.33r’+o  =−1
,5915 d、Q  =0.0556 r++  = ■・ dl、 =0.3891   n5=1.52000 
  1/Q =74.0O「1□ =ω d、□ =0.3335  n、”1.51633  
  v、  ”=64.15r13 =■ do3 =0.4169 r14  =−1,0070 d14 = 0.2628 18:1.84666  
  v8 = 23.78r+s  =−1,3897 d、s  =0.2501 rlo  = 2.4619 d、、  =0.4558  n、=1.77250 
   va  =49.66「I7 =■ d、−= 0.8338   nlo  = 1.54
814  17.。= 45.78r18  ” ■ d、、=0.2223  n、、  ”1.51633
  v、、=64.−15r19 :■ fF=3.187   、  0+= 1.375  
 、  0z= 0.942fF=1.Oll   、
  fL、=−0,824、fF=1.097fFn 
=−6,307、fF/fFn=−0,505、(−a
P= 3.1筋実施例7 f=1.000 、  F/4.731  、2ω=9
1.87”IH= 0.9779 r+= (資) d、 =0.2964   n+=1.88300  
 νl =40.78ra ” 0.5733 d2= 0.2359 r3=−8,1777 d+= 0.4149   1.: 1.76182 
   vz  = 26.55r、=−1,0023 d、= 0.0593 r、:cx3(絞り) ds”0.6944 ra=−3,3322 d6= 0.2559    0.= t、72916
     ν3 =54.68rt=−1,0387 dy=0.0593 ra= (資) d、= 0.2371    1.= 1.51633
     ν4 =64.15r9=■ d、= 0.0593 rlo  ” ■ d、、=0.4149  1s=1.52000   
 v、  =74.0OrII :o。
d+ 、  = 0.0593 r+2 =3.3312 dIz  = 0.8416  j16= 1.516
33    v6 = 64.15r+3 =−0,9
211 d、3 = 0.2323  nt= 1.84666
   17.= 23.78r+4 =−6,2157 d、4 =0.2744 r+1+  =2.7070 d=s  = 0.4742  n−= 1.8830
0    va  = 40.78rI6 =o。
d、、=0.8892  n、=1.54814   
 v、=45.78rl?  ”  ■ d、、  =0.2371  nlo  = 1.51
633  v、n= 64.15r、8 =o。
fF=3.065  、  D+=0.607  、 
  nミニ0.783f+=1.3A4  、  fn
=−0,649、fF=t、tstfan =−22,
063、fFp/fa、、=−0,139、fap=3
.06’″7実施例8 f  = 1.000  、   F/4.890  
 、 2  ω= 113.60’IH= 0.951
9 r+= ■ d、=0.2885   n、=1.88300   
vl=40.78rx=0.4627 d、= 0.3789 rx=−1,5369 di=o、4039    n、=1.76182  
  v2 =26.55r4= −0,6422 d4” 0.0577    ns= 1.60729
    vs  = 49.19「、=〜1.3542 d6= 0.0577 r、=(X)(絞り) dg=0.2308 rt= −11,5530 d、= 0.2597    Q4= 1.72916
    v4 = 54.68rs=−1,0497 d8= 0.0769 r、=6.3392 d−= 0.2613    ns= 1.51633
   1/8  = 64.15r、。 = −3,2
683 d、。 = (1,0577 r、 =■ d++  =0.4616  na=1.51633 
   vs  =64.15r1□ = (3) d12 = 0.4039   n−= 1.5200
Q    1/7  = 74.0Or+x  = l d、3 =0.0577 r、4 =−18,4805 d14 = 0,2580   n8= 1.8466
6    vn  = 23.78r+、 =0.79
43 dls  = 0.8656   ns” 1.516
33    シー  = 64.15r+8  =i4
.3791 d、6 =0.4365 re7 =2.2630 dlt  ”0.4616   n、、  :1.88
30OL+、、:40.78rlll  ” (資) dia  =0.8656   n++  =1.54
814   シ++=45.78r19 = (資) fF=2.563   、   D、=0.686  
 、   n2=0.804t−、=o、bqs  、
  fF=−0,524、fF=0.901fan =
−1,961、fFp/fF、1=−t、3oy  、
 +ap=1S53実施例9 f=1.000.  F/4.557. 2ω=93.
64″′IH= 1.0171 r1=■ d、=0.3083    n+=1.88300  
  v、  =40.78ra=0.4949 dz= 0.2401 173= −3,9191 d、=0.4316n2=1.761821/2=26
.55r、=−0,8797 d4=0.0617 r、=oo(絞り) dF、= 0.2279 rg=3.6532 d、=0.1233    n3=1.84666  
  ν)=23.78r、= 1.2519 dy= 0.5584    n4= 1.51633
    v−= G4.15ra=−0,8993 d、1= 0.0617 r、=(資) de= 0.2466    n5= 1.516:1
3   115  = 64.15r、0:C1:1 d、、  = 0.4316  06= 1.5200
0    シロ =74.00r11 : ■ dz  =O,1467 re2 =3.8777 d、、  =0.2757   n、=1.84666
   1/l  =23.78r13 = 0.911
4 dl−= 0.9248   na= 1.51633
    va  = 64.15r、、  =−]、3
.0363 di、  =0.2774 r+s  = 2.5448 d、、  ” 0.4932   n、= 1.883
00    1)a  =40.78r16 =閃 d、6= 0.9248  n、、 = 1.5481
4  ν+ 。−= 45.78r+7 = 閃 d、、  =0.2466   口、、  =1.51
633   シ、、=64.15r18 =(資) fF=2.883   、   D、=、0.655 
  、  02=1.022f+= 1.21’7  
、  fF=−0,561、fF=0.999fF。 
=−11,02、fF/fF、1=−0,262、千a
p:2.’i??’実施例10 f=1.000  、   F/4.877  、 2
 ω=]−15,07゜IH= 0.9121 r+= ■ d1= 0.2488    n+ = 1.8830
0    vl = 40.78r2=0.7435 d2= 0.5417 r3=1.3809 d、= 0.2764     口、= 1.3466
6     ν2  =23.18r4=−1,380
9 d4= 0.0276 r、=oo(絞り) d5= 0.0829 r6=−0,8646 d6= 0.1382    n3= 1.84666
    シー  = 23.78r、= 0.8646 d、= 0.4809    Q4= 1.51633
    v、  = 64.15rn=−0,8646 dll= 0.0553 7   re = 47.8043 de= 0.4146    ns= 1.69680
    vs  = 55.52r+o  =−1,2
394 d、。 =0.0553 r目 :1 dll =0.8292  na=1.52000  
  V6  =74.0Or、2=OO d1□ 、、、0.226’6 r13 =−1,5777 d、3 = 0.1658  n、= 1.84666
    vt  = 23.78r、、  =−5,2
858 ti、4 =’0.3206   口。= 1.516
33     ν、  =64.15r+5 =−2,
7855 d、5 =0.2545 rz+  :2.330G di6 =0.4699   n9=1.77250 
   V9  =49.66r17 : ■ d、、  = 0.8292   n、、  =1.5
4814   シ1o=45.78r1g:cIQ d、、  ”0.2211   n、、、  =1.5
1633   V、、=64.15r、9 =OO fp=3.018   、   D、=0.828  
 、   D、=0−946f+= O,’113  
、  fn=−0,842、fp= 1.162r、、
 =−3,871、fFp/l、n=−o、78o  
、 +aP;3.OIC+実施例11 f = 1.000  、   F15.000   
、 2  ω = 85.12’IH=  0.8Sら
1 r+” ■ d、 =0.2595   n、=1.88300  
 v、 =40.78rz” 0.5514 d2= 0.3444 r3 = 3.1680 d3= 0.2595   n、” 1.84666 
  v2= 23.78r4= −3,7801 d4=o、1038 rs=閃(絞り) ds”0.1557 ra=2.8022 da”0.1038   r+、=1..84666 
  v3=23.78rt =1.1582 d7=0.4152   n4=1.51633   
v、 =64.15ra = −o、 9899 d、= 0.0519 rg=CxQ d9=0.3633’    n5=1.51633 
   v、=64.15rho  = (イ) dlo  =0.0519 r+ 1  = 2.9990 d、、  =0.2595   n5=1.65830
    νg  =57.33r+z  =−1,44
80 6,2=0.0519 1皿3=00 d、、  =0.2076   n7= 1.5163
3     vt  = 64.15r14:cll) d、4 =0.2617 r+s  =−0,8532 d、r、 =0.2076  na=1.84666 
   v、  =23.78r1s  =−19,23
11 d、a  =0.3281 ra7 =2.6607 d、t  = 0.4152   fi、= 1.77
250    v、  =49.66r+s  =−3
,2189 dlo  =0.2076 r、Q=OO d、、  =0.7784   口、。 = 1.54
814   ν、。= 45.78r20 :oQ d、、  =0.2076   n+ +  = 1.
51633   シ、、=64.15r、、:(X:r fF=1.946   、   D、:0.45   
、  02=0.847fF=o、6oz 、  fn
=−0,625、fF=0.970fF。=−1,06
0、fF、/fF1l=−1,836、、+αpi≠6
実施例12 f=1.000  、   F15.622   、 
2  ω =100″IH= 0.7937 r+=■ di” 0.2405     n+= 1.8830
ロ    )/+  =40.78r2= 0.929
6 d、= 0.1367 ri= ■ d、 =2.4146   n、=1.80610  
 v、 =40.95r4二oo(絞り) d4=0.0962 rs=2.3932 d6= 0.4666    n3= 1.78472
    ν3  = 25.71ra=−3,2917 d8= 0.0481 r7= 2.3396 d、=0.6494n4=1.51633v、=64.
15ra ニーo、8320 d8−” 0.2405    ns= 1.8466
6    vs  = 23.78r9=−14,58
25 〔1,二0.0962 rlo  = (資) d、、  =11.3752   n、=1.5163
3    v、  =64.15rz  =−1,46
67 d、、  =0.0962 rl2  ” (ト) d、2 =0.7215   n7=1..51633
    v7 =64.15r13 :(資) d13 =0.2453 rl4 =−1,0861 d、−=0.3848   na=1.88300  
  νa  =40.78r+8  =−1,!]68
5 d+s  =0.1717 rlo  =1.6004 d(6=0.5435  n*=1.51633   
 v−=64.15「17 =(資) d+7 =0.8995  n、。 =1.54869
  シ、、=45.55r、8=lX) d、a  ”0.1924  n++  =1..51
.633  シ、、=64.15r19  = (資) fF=3.099   、   D、=0.817  
 、  02=1.066fl=c)、’2clO、f
n=−1,053、fF=1.524fan   =−
4,196、fap/fan=−0−8?8    、
   fαP=  3.q6’g実施例13 f = 1.000 、  F15.468  、 2
ω=57.02゜IH=0.8287 r1=美 d、=0.251.1.   n、”1.88300 
  v、 =40.78r、=1.0415 d2= 0.3516 r、= ■ d−=2.52]、3     n2= 1.8061
0     V2  = 4[+、95r4=cb(絞
り) d4= 0.1005 r5= 3.2269 d5=0.2511    r++=1.51454 
   v3=54.69r6=−1,9257 d、=6.0506 r、=  −2,8064 d、= 0.3415    n4= 1.51633
    v4= 64.15r8=−2,7808 d8=0.1005 rs= (4) d9= 0.7534    Q5= 1..5]、6
33    v、  = 64.15r、0:CX) ago  =0.2562 r、、  =−3,4521 all  =0.2511  n、=1.84666 
   ν、  =23.78rlz  =1.0907 dIz  =0.6529  t+y=1.51633
   、v7=64.15r+i  =−2,0553 d、3 =0.3813 rl4  ==1.6451 d+−=0.5676   na”1.51633  
  vn  =64.]、5「15 = (資) d、s  =0.7534   n9=1.54869
    v、  =45.55r16 =■ d、a  ” 0.2009   n、、  = 1.
51633   v、、= 64.15r6. =■ fF=3.185   、   D、=0.854  
 、  02=0.993f1=o、’ik”Q  、
  fF=−1,t7q  、  fF=1.:+39
fF。=−4,196、fF、/fF、、ニー0.75
9  、 ヤ呻−3(詔ただしrl、 r2.−・・は
レンズ各面の曲率半径、dl、d2.・・・は各レンズ
の肉厚およびレンズ間隔、nl、n2.・・・は各レン
ズの屈折率、77、、ν2.・・・は各レンズのアツベ
数である。
これら実施例中例えば第1図に示す実施例1等のように
明るさ絞りの前に正のパワーを有するレンズ群を配置す
ることによってコマ収差や倍率の色収差を良好に補正す
ることが出来るので望ましい。
これは、対物レンズの絞りより前が負レンズのみで光学
的非対称になる。のを緩和することが出来、下側コマが
正に補正出来るためである。又倍率の色収差を補正する
ためにも絞りの前に凸レンズを配置することが有利であ
る。
又実施例6乃至実施例13は、後群がほぼアフォーカル
になっている部分を含んでいる。ここで後群中のアフォ
ーカルの部分とは、入射する主光線が光軸とほぼ平行で
それが射出する時も光軸とほぼ平行になる部分を云う。
例えば実施例6(第6図)においては、レンズLAとレ
ンズLmの間で主光線が光軸とほぼ平行(約15°)と
なり、フィールドレンズLrを射出した後に再び光軸と
平行になっており、ここでアフォーカルな光学系とはレ
ンズLaとレンズLFによって構成される部分である。
上記実施例では、像面での主光線の傾角は4°以下あり
、光軸とほぼ平行となっているが、その地主光線の傾角
が18°以下の部分を含んでおり、はぼアフォーカルな
部分を含んでいる。このようにすることによって、例え
ば赤外カットフィルターのような干渉フィルターを挿入
した場合でも像高による干渉フィルターへの光線の入射
角の変化が小さくなり、画面上での色むらを除去するこ
とが出来る。
また上記の実施例6乃至実施例13は、下記の条件(7
)を満足するように構成している。
(71fF/fF1.l<−0,1 ここでfF、 、 fFは夫々アフォーカル系の正のパ
ワーを持つ群および負のパワーを持つ群の焦点距離であ
る。
条件(7)は一般にアフォーカル比と呼ばれるものを規
定したもので、この値がOに近づくと後群への光線の入
射角度が大きくなり、前群と後群の間に挿入したフィル
ターへの入射角度も大になる。そのため入射角度の変化
によって特性の変わりやすいフィルターは、配置出来な
くなる。一方上記のアフォーカル比の絶対値が太き(な
ると、後群への入射光線が下がり、光学系の細径化にと
っては都合が良く、逆に:二上記アフォーカル比が−0
,1よりも0に近づくとレンズの径が太きくなり内視鏡
の先端に入らなくなる。
また下記の条件(8)を、満足することが望ましい。
+8l−4of <−く−0,2f これは、後群をほぼアフォーカルに保った状態で、1f
nlが大になると光学系の全長が長くなる傾向になり、
−4Of>−になると対物レンズが内視鏡の先端に入ら
なくなる。−万一のパワーが強すぎfFn>−0,2f
になると収差補正がむずかしくなる。
又次に述べるようにすべての実施例は、撮像素子への入
射角が各像高に対してほぼ0になっている。
実施例1.2は、フィールドレンズが撮像素子と一体化
されていない場合で、撮像素子を所定の位置におくため
に組立時に光学系と撮像素子の間の距離を調整しても主
光線の撮像素子への入射角度が変わらず、画角の変動も
少ない。
実施例3.4.5は、フィールドレンズが撮像素子と一
体化しているので、その分全長を短く出来る。
実施例3,12.13は、側視もしくは斜視用としても
用いることのできるレンズ系である。つまり絞りの前側
に配置された平行平面のかわりにグハプリズムのような
視野方向変換プリズムを用いればよい。これら実施例の
うち実施例12゜13は、後群にほぼアフォーカルの部
分を含んだ例である。
実施例6は、後群をほぼアフォーカルにした直視用のレ
ンズ系である。
実施例7は、レンズ枚数を少な(したもので、絞りと絞
りの後の凸レンズとの間隔を離して光線が光軸と平行に
近くなるようにしている。
実施例8は、絞りの前側の凸レンズを接合レンズにして
倍率の色収差を補正している。
実施例9は、絞り後方の凸レンズを接合レンズにしてコ
マ収差を補正している。
実施例10は、後群の凹レンズを接合レンズにしてこの
レンズの加工性を良くしている。
実施例11は、フィルターを二つに分割し、その前側を
吸収フィルター又後側を干渉フィルターにして全長を短
くし、フィールドレンズとその後のフィルターとの開に
ピント調整間隔を設けることによってピント出し時の画
角の変動を少なくしたことを特徴としている。
以上述べた実施例1乃至実施例13は、夫々第1図乃至
第13図に示す通りのレンズ構成のレンズ系である。
これらレンズ系においてレンズ系内に設置された平行平
面板は、物体側から1+(@に固体撮像子において赤外
波長域の光をカットするための赤外カットフィルターお
よびモザイク式の固体撮像素子を用いた場合のモアレ防
止用の光学的ローパスフィルターである。ここで赤外カ
ットフィルターは、干渉フィルターでも吸収フィルター
でもよい。又吸収フィルターにコーティングをほどこし
たものでもよい。更に通常観測波長以外の光をカットす
るためのカットフィルターでもよい。
また光学的ローパスフィルターと光学フィルターの位置
は逆にしてもよく、各々のフィルターを組合わせたもの
を配3してもよい。
また像高の変化にともない撮像素子への主光線の入射角
がわずかではあるが変化するので、フィールドレンズを
例えば主光線の屈折力が像高の増加にともなって徐々に
弱くなるような形状の非球にしてもよい。これら実施例
では例えば第1図のようにカラーモザイクフィルターM
がCCDの前に配置される。
尚以上の実施例の説明は、モザイク式固体撮像素子を用
いた場合について行なったが、通常のファイバースコー
プや面順次式固体撮像素子やその他の撮像デバイスを用
いたものにも使用できる。
[発明の効果] 本発明の光学系は、以上詳細に説明したように全長が短
く、外径が小で内視鏡用光学系として適したもので、し
かもモザイク式固体撮像素子を組合わせた時も色シェー
デイングやモアレ等の発生を防ぎ良好な画像を得ること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第13図は夫々本発明の実施例1乃至実施例
13の断面図、第14図は内視鏡光学系の断面図、第1
5図乃至第27図は夫々実施例1乃至実施例13の収差
曲線図である。 出願人 オリンパス光学工業株式会社 代理人   向    寛  二 第1図 第2図 第5図 第 球面収差 非点収差 第 球面収差 非点収差 −0,10,1−0,101 ;15図 歪曲収差 コマ収差 116図 歪曲シ!二 コマ収差 −1す1.L      1tJJ 第 球面収差 非点収差 第“ 球面収差 非点収差 −IJ、 l      ○I    −Q2    
 0217図 歪曲収差 コマ収差 18図 歪曲収差 コマ収差 球面収差 非点収差 球面収差 非点収差 21図 122図 歪曲収差 、ヤ収差 第 球面収差 非点収差 一υ1     0.1   −Ql      01
127図 歪曲収差 、1差 1)−10,83 −50,50

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 明るさ絞りを備えた結像レンズの像側にフィールドレン
    ズを設けた光学系で、次の条件(1)を満足する内視鏡
    用光学系。 (1)f_F<10f ただしf_Fは前記フィールドレンズの焦点距離、fは
    全系の焦点距離である。
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