JPH08122632A - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents

内視鏡用対物レンズ

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JPH08122632A
JPH08122632A JP6251976A JP25197694A JPH08122632A JP H08122632 A JPH08122632 A JP H08122632A JP 6251976 A JP6251976 A JP 6251976A JP 25197694 A JP25197694 A JP 25197694A JP H08122632 A JPH08122632 A JP H08122632A
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俊 宮野
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    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内視鏡用対物レンズにおいて、複数のレンズ
面を平面として構成しさらに所定の式を満足することに
より、レンズ性能を良好に保持しつつレンズの研磨、組
立てに要するコストの低減を図る。 【構成】 第１レンズＬ１と第４レンズＬ４の物体側の
面を平面とし、さらに第２レンズＬ２と第３レンズＬ３
の対向する両面を互いに平行な平面とし、さらに下記条
件式（１）〜（４）を満足する。 ０．７５＜｜ｆ１×Ｂｆ／ｆ２｜＜１．４５
……（１）Ｄｉ＜｜Ｒｉ｜
……（２） ν２＜４５
……（３） ０．１５＜｜β｜
……（４）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の先端に配され
る小型の対物レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡に使用される対物レンズとしては
種々のものが開発されているが、この対物レンズが、体
内や微小な隙間に挿入される内視鏡の先端部分に配され
るため、いずれも極めて小さなサイズに形成されてい
る。
【０００３】このような小さなサイズの内視鏡用対物レ
ンズにおいては、倍率色収差を良好なものとすることが
重要な問題であるが、倍率色収差を良好なものとした従
来技術としては、本出願人が既に開示した特開平２−１
８８７０９号公報に記載されたものが知られている。
【０００４】この公報記載の内視鏡用対物レンズは、図
５に示す如き５枚のレンズＬ1 〜Ｌ5 からなり、明るさ
絞りが第２レンズＬ2 と第３レンズＬ3 の間に配される
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような内視鏡用対物レンズは極めて小さなサイズのも
のとする必要があることから、レンズの研磨や組立てに
高度な技術を要し、手間や時間がかかることから、一般
のレンズに比してその製造コストが極めて高価となって
しまう。
【０００６】特に、図５に示すレンズにおいては、第２
レンズＬ2 と第３レンズＬ3 の両レンズ曲面間に平板状
の明るさ絞りが配されるが、前述したように各光学部材
のサイズが極めて小さいため、この明るさ絞りを高精度
で位置決めすることが難しく、結局組立てに要するコス
トの増加を招いていた。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、レンズ性能を良好に保持しつつ、レンズの研
磨や組立てのコストを低減させた内視鏡用対物レンズを
提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡用対物レ
ンズは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負の第１
レンズＬ1 、像側に平面を向けた正の第２レンズＬ2 、
明るさ絞り、物体側に平面を向けた正の第３レンズ
Ｌ3 、物体側に平面を向けた正の第４レンズＬ4 および
負のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ5 を配設
し、前記第４レンズＬ4 および前記第５レンズＬ5 を全
体として正の屈折力を有する接合レンズとし、さらに、
下記条件式(1) 、(2) 、(3) を満足するように構成して
なることを特徴とするものである。
【０００９】 0.75＜｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜＜1.45 ……(1) Ｄi ＜Ｒi ……(2) ν2 ＜45 ……(3) ｆ1 ：第１レンズＬ1 の焦点距離 Ｂｆ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）のバックフォーカス ｆ ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）の合成焦点距離 Ｄi ：凸面を有するレンズＬi の中心厚 Ｒi ：凸面を有するレンズＬi の凸面の曲率半径 ν2 ：第２レンズＬ2 のアッベ数 また、前記接合レンズの使用状態における倍率をβとし
たとき、下記条件式(4) を満足するように構成すること
が好ましい。
【００１０】 0.15＜｜β｜ ……(4)
【００１１】
【作用および発明の効果】本発明の内視鏡用対物レンズ
によれば、従来技術において曲面とされていた第２レン
ズＬ2 の像側の面、第３レンズＬ3 の物体側の面および
第４レンズＬ4 の物体側の面を平面により構成してお
り、この３つのレンズ面の研磨が容易となり製造コスト
の低減を図ることができる。
【００１２】また、第２レンズＬ2 と第３レンズＬ3 と
の間に明るさ絞りが配されることとなるが、この明るさ
絞りは通常薄い平板形状をなしているため、第２レンズ
Ｌ2の像側の面と第３レンズＬ3 の物体側の面を平面と
することで、これら２つのレンズ面間に明るさ絞りを確
実に挟むことができ、これにより組立誤差を小さくする
ことが可能となるためレンズ系の組立が容易となり、レ
ンズ系の組立コストの低減を図ることができる。
【００１３】さらに、第４レンズＬ4 と第５レンズＬ5
を接合してなる接合レンズの物体側の面、すなわち第４
レンズＬ4 の物体側の面を平面とすることで、この接合
レンズの像側に配されるプリズム等により発生するゴー
ストを遮断するためのマスクをこの第４レンズＬ4 の物
体側の面に取り付けることが容易となり、該マスクをレ
ンズ系内に挿入する際の組立の困難さを解消することが
できる。
【００１４】また、レンズ面に波長選択用の多層膜コー
トを施すような場合にも、上記レンズ面を平面としたこ
とで処理が容易となる。
【００１５】また、上記条件式(1) はプリズムや種々の
フィルタをレンズ系内に挿入するために必要なバックフ
ォーカス長を確保するための式であり、｜ｆ1 ×Ｂｆ／
ｆ2｜の値が下限を超えると、バックフォーカス長が小
さくなり過ぎたり、第１レンズＬ1 の屈折力が大きくな
ることに伴ない収差補正が困難となったりし、一方上限
を超えるとバックフォーカス長が大きくなり過ぎたり、
第１レンズＬ1 の屈折力が小さくなることに伴ない収差
補正が困難となったりすることを表わしている。
【００１６】本発明のレンズはこの条件式(1) を満足し
ているので、適度の大きさのバックフォーカス長が得ら
れ、収差補正を良好に行なうことができる。
【００１７】また、上記条件式(2) はレンズの研磨を容
易とすることでレンズの製造コストを低減させるための
式である。
【００１８】本発明のレンズはこの条件式(2) を満足し
ているので、レンズの芯取りの前の状態における凸面が
半球を超えることがなくなり、レンズ研磨に要する製造
コストの低減を図ることができる。
【００１９】また、上記条件式(3) は色収差（特に倍率
色収差）を良好とするための式であり、本発明のレンズ
ではこの条件式(3) を満足しているので色収差の補正を
良好なものとすることができる。
【００２０】さらに、上記条件式(4) は結像面に入射し
た光線が、そこで反射し、接合レンズの物体側の面で再
び反射する際に生じるゴーストを抑制するための式であ
り、本発明のレンズにおいてこの条件式(4) を満足する
ことにより、レンズ倍率をある程度大きくしてゴースト
像を抑制することを可能としている。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【００２２】ここで、図１は実施例１のレンズ構成を示
すものである。
【００２３】なお、実施例２および実施例３のレンズ構
成は実施例１のレンズ構成と略同様であり、図面による
表示を省略する。図１に示すように、これらの実施例に
係る内視鏡用対物レンズは、５枚のレンズＬ1 〜Ｌ5 に
より構成され、物体側から光軸Ｘと平行に入射した光は
水晶板（ガラス板）からなるローパスフィルタ（プリズ
ム）Ｆを介してＣＣＤの結像位置Ｐに結像される。
【００２４】ここで第１レンズＬ1 は物体側に平面を向
けた負の平凹レンズ、第２レンズＬ 2 は物体側に凸面、
像側に平面を向けた正の平凸レンズ、第３レンズＬ3 は
物体側に平面、像側に凸面を向けた正の平凸レンズ、第
４レンズＬ4 は物体側に平面、像側に凸面を向けた正の
平凸レンズ、第５レンズＬ5 は物体側に強い曲率の面
（凹面）を向けた負のメニスカスレンズであり、第４レ
ンズＬ4 と第５レンズＬ5は接合レンズとされている。
【００２５】また、これらのレンズは以下の条件式(1)
，(2) ，(3) を満足する。
【００２６】 0.75＜｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜＜1.45 ……(1) Ｄi ＜Ｒi ……(2) ν2 ＜45 ……(3) ｆ1 ：第１レンズＬ1 の焦点距離 Ｂｆ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）のバックフォーカス ｆ ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）の合成焦点距離 Ｄi ：凸面を有するレンズＬi の中心厚 Ｒi ：凸面を有するレンズＬi の凸面の曲率半径 ν2 ：第２レンズＬ2 のアッベ数 さらに、前記接合レンズの、使用状態における倍率をβ
としたとき、下記条件式(4) を満足する。
【００２７】 0.15＜｜β｜ ……(4) 上記(1) 式を満足することにより適度のバックフォーカ
ス長を確保し、諸収差を良好に補正することができる。
また、(2) 式を満足することによりレンズの研磨を容易
とすることができ、(3) 式を満足することにより倍率色
収差を良好なものとすることができる。さらに(4) 式を
満足することによりゴースト像の発生を抑制することが
できる。
【００２８】以下、実施例１〜３の各々について詳細に
説明する。
【００２９】＜実施例１＞この実施例１における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率ｎd および各レンズのアッベ数νd を下記表１
に示す。
【００３０】ただし、この表１および後述する表２，３
において、各記号Ｒ，ｄ，ｎd ，νd に対応させた数字
は物体側から順次増加するようになっている。
【００３１】
【表１】 曲率半径Ｒ 間隔ｄ 屈折率ｎd アッベ数νd １ ∞ 0.216 1.88300 41.0 ２ 0.480 0.221 ３ 1.967 0.518 1.80518 25.4 ４ ∞ 0.027 ５ ∞ 0.696 1.71300 53.9 ６ -0.864 0.054 ７ ∞ 0.572 1.62041 60.3 ８ -0.674 0.216 1.80518 25.4 ９ -1.800 0.404 10 ∞ 2.540 1.51633 64.1 11 ∞ 上述した如く構成された実施例１のレンズ系によれば、
｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜の値は1.11、ν2 の値は25.4、｜
β｜の値は0.63に設定されている。
【００３２】＜実施例２＞この実施例２における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率ｎd および各レンズのアッベ数νd を下記表２
に示す。
【００３３】
【表２】 曲率半径Ｒ 間隔ｄ 屈折率ｎd アッベ数νd １ ∞ 0.313 1.81550 44.4 ２ 0.551 0.251 ３ 2.307 0.791 1.80518 25.4 ４ ∞ 0.039 ５ ∞ 0.658 1.71300 53.9 ６ -1.082 0.180 ７ ∞ 0.822 1.62041 60.3 ８ -0.826 0.313 1.80518 25.4 ９ -1.601 0.392 10 ∞ 2.506 1.51633 64.1 11 ∞ 上述した如く構成された実施例２のレンズ系によれば、
｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜の値は1.28、ν2 の値は25.4、｜
β｜の値は0.44に設定されている。
【００３４】＜実施例３＞この実施例３における各レン
ズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線におけ
る屈折率ｎd および各レンズのアッベ数νd を下記表３
に示す。
【００３５】
【表３】 曲率半径Ｒ 間隔ｄ 屈折率ｎd アッベ数νd １ ∞ 0.254 1.81550 44.4 ２ 0.566 0.134 ３ 1.116 0.827 1.72342 38.0 ４ ∞ 0.032 ５ ∞ 0.515 1.72000 50.3 ６ -0.879 0.064 ７ ∞ 0.541 1.72000 50.3 ８ -0.713 0.254 1.78472 25.7 ９ -2.818 0.725 10 ∞ 0.960 1.51633 64.1 11 ∞ 上述した如く構成された実施例３のレンズ系によれば、
｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜の値は0.94、ν2 の値は38.0、｜
β｜の値は0.73に設定されている。
【００３６】なお、実施例１，２，３の各収差図を各々
図２，３，４に示す。各図の球面収差、非点収差および
倍率色収差を示す収差図の横軸の単位はｍｍである。
【００３７】これら図２，３，４から明らかなように、
本実施例によれば、倍率色収差を含む各収差を良好なも
のとすることができる。
【００３８】なお、本発明の内視鏡用対物レンズとして
は、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態
様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率Ｒやレン
ズ間隔（もしくはレンズ厚）ｄさらには、ローパスフィ
ルタ（プリズム）の厚み等を適宜変更することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るレンズ構成を示す概略
図
【図２】実施例１に係るレンズの各収差図
【図３】実施例２に係るレンズの各収差図
【図４】実施例３に係るレンズの各収差図
【図５】従来技術に係るレンズ構成を示す概略図
【符号の説明】
Ｌ1 〜Ｌ5 レンズ Ｒ1 〜Ｒ11 レンズ面の曲率 ｄ1 〜ｄ10 レンズ面間隔（レンズ厚） Ｘ 光軸 Ｐ 結像位置 Ｆ ローパスフィルタ（プリズム）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 ０．７５＜｜ｆ１×Ｂｆ／ｆ２｜＜１．４５ ……（１） Ｄｉ＜｜Ｒｉ｜ ……（２） ν２＜４５ ……（３） ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離 Ｂｆ：全系（Ｌ１〜Ｌ５）のバックフォーカス ｆ ：全系（Ｌ１〜Ｌ５）の合成焦点距離 Ｄｉ：凸面を有するレンズＬｉの中心厚 Ｒｉ：凸面を有するレンズＬｉの凸面の曲率半径 ν２：第２レンズＬ２のアッベ数 また、前記接合レンズの使用状態における倍率をβとし
たとき、下記条件式（４）を満足するように構成するこ
とが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】 ０．７５＜ｌｆ１×Ｂｆ／ｆ２｜＜１．４５ ……（１） Ｄｉ＜｜Ｒｉ｜ ……（２） ν２＜４５ ……（３） ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離 Ｂｆ：全系（Ｌ１〜Ｌ５）のバックフォーカス ｆ ：全系（Ｌ１〜Ｌ５）の合成焦点距離 Ｄｉ：凸面を有するレンズＬｉの中心厚 Ｒｉ：凸面を有するレンズＬｉの凸面の曲率半径 ν２：第２レンズＬ２のアッベ数 さらに、前記接合レンズの、使用状態における倍率をβ
としたとき、下記条件式（４）を満足する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側から順に、像側に凹面を向けた負
    の第１レンズＬ1 、像側に平面を向けた正の第２レンズ
    Ｌ2 、明るさ絞り、物体側に平面を向けた正の第３レン
    ズＬ3 、物体側に平面を向けた正の第４レンズＬ4 およ
    び負のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ5 を配設
    し、 前記第４レンズＬ4 および前記第５レンズＬ5 を全体と
    して正の屈折力を有する接合レンズとし、 さらに、下記条件式(1) 、(2) 、(3) を満足するように
    構成してなることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。 0.75＜｜ｆ1 ×Ｂｆ／ｆ2 ｜＜1.45 ……(1) Ｄi ＜Ｒi ……(2) ν2 ＜45 ……(3) ｆ1 ：第１レンズＬ1 の焦点距離 Ｂｆ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）のバックフォーカス ｆ ：全系（Ｌ1 〜Ｌ5 ）の合成焦点距離 Ｄi ：凸面を有するレンズＬi の中心厚 Ｒi ：凸面を有するレンズＬi の凸面の曲率半径 ν2 ：第２レンズＬ2 のアッベ数
  2. 【請求項２】前記接合レンズの使用状態における倍率を
    βとしたとき、下記条件式(4) を満足することを特徴と
    する請求項１記載の内視鏡用対物レンズ。 0.15＜｜β｜ ……(4)
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