JPS6080816A

JPS6080816A - 歪曲収差の少ない内視鏡対物レンズ

Info

Publication number: JPS6080816A
Application number: JP58188462A
Authority: JP
Inventors: Susumu Takahashi; 進高橋; Kimihiko Nishioka; 公彦西岡
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-10-11
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1985-05-08
Also published as: JPH0585884B2

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】技術分野本発明は、内視鏡、硬性鏡に用いる対物レンズで、特に
歪曲収差を良好に補正した対物レンズに関するものであ
る。

従来技術従来、内視鏡用対物レンズで、第１図に示すようなレト
ロフォーカスタイプのもの（例えば特開昭４９−１２１
５４７号公＠参照）が知られでい絞ｐｓをはさんで物体
側に凹のレンズ群Ｉを、また像側に凸のレンズ群■を配
置したものである。

この対物レンズは、絞りＳより前に配置した凹のレンズ
群Ｉで主光線Ｐを強くまげて広角化を可能にし、更に絞
りＳより後方の凸のレンズ群■によｐ像面に入射する主
光線Ｐが光軸に平行になるようにしてイメージガイドＧ
に光束が垂直に入射するようにしている。このようにイ
メージガイドＧに垂直に光束を入射せしめることによっ
てイメージガイドＧ内での光の損失を少なくすることが
出来る。またこの対物レンズを硬性鏡に使用する場合も
、第２図に示すようにリレー系Ｒでの光の損失を少なく
するために主光線Ｐが像面に対して垂直である必要があ
る。

このように、従来のレトロフォーカスタイプの内視鏡対
物レンズは、広角化と、像面に入射する主光線がこれに
垂直であると云う、内視鏡対物レンズにとって要求され
る二つの要件を満足するものである。しかし負の歪曲収
差が犬であると云うズでは、半画角ω−３７°のところ
での歪曲収差は、−２１％である。このほか、他の従来
のレトロフォーカスタイプの内視鏡対物レンズの画角と
歪曲収差の関係は次の通りであって、同様に負の歪曲収
差が大であ、る。

半画角（ω）３０°　４０°　５０°　６０゜歪曲収差
　−１３，５％−２３％−３６％−５０％目的本発明は、以上のような事情に鑑みなされたものであっ
て、絞りより物体側の前群を物体側より順に凸レンズと
少なくとも一つの凸面を物体側に向けた負のメニスカス
レンズとを少なくとも営んだ構成にすることによって負
の歪曲収差を減少せしめ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。

概　要本発明の内視鏡対物レンズは、第３図に示すように絞り
Ｓより前に配置した前群Ｉを物体側から順に凸レンズＩ
ａと少なくとも一つの物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズＩｂとを少なくとも含んでいる構成にし又絞
シよシ後の後群■には凸のレンズ群を配置したものであ
る。

一般に一つのレンズ系の一面において発生する歪曲収差
は、およそ主光線の光線高の３乗に比例する。したがっ
てレンズ系中で主光線の光線高が高い絞シから離れたレ
ンズにおいて歪曲収差を補正ずれば内視鏡レンズ系全体
の負の歪曲収差を減少させることができる。そのために
は、最も物体側のレンズを凸レンズにするか或いは最も
像側のレンズを凹レンズにすればよい。そのうち後者の
方法では主光線が像面に対し垂直ではなくなるので、内
視鏡用としては好ましくない。

そのために本発明では、前述のように最も物体側のレン
ズを凸レンズとした。

また画角を大にするためには、絞りよシ前方の前群に凹
レンズを配置して主光線を拡げる必要があるが、その場
合凹レンズで発生する負の歪曲収差を補正するには主光
線を徐々に屈折して行けばよい。そのだめには、凹レン
ズの形状を物体側に凸面を向けた凹のメニスカスレンズ
にすればよい。

さらに歪曲収差を良好に補正するためにはこの凹ツメニ
スカスレンズを二つ以上にすればよい。

尚最も物体側のレンズの形状としては、凸面を物体側に
向けたメニスカス凸レンズ、凸平レンズ凸レンズを用い
た場合は、非点収差およびコマ収差の発生が著しいので
好ましくない。

は、全体として強い凸の作用をもたざるを４ず、強い歪
曲収差が発生する。これをほとんど絞り前の前群のみに
て補正しなければならない。

一般のカメラレンズの場合は、主光線はイ隊圃に対して
垂直でなくともよいので、絞りより後方のレンズで発生
する歪曲収差を小さくすることは＝Ｔ能である。

以上の理由から内視鏡対物レンズの場合は、１司−画角
の一般のカメラレンズに比べ、前群での負の歪曲収差の
補正量を著しく大きくしなければ十分に補正することが
出来ない。

本発明の内視鏡対物レンズは、既に述べたようなレンズ
構成（特に前群のレンズ構成）にすることによって前群
における負の歪曲収差の補正作用を強くして歪曲収差が
良好になるようにしたものであるが更にその補正作用を
強めるためには次のようにすることが望ましい。即ち前
群の凸レンズにおける主光線の光線高を高くして５次の
正の歪曲収差を強く発生させるようにすることが好まし
い。コノように凸レンズにおける主光線の光線高を高く
してしかも同一の画角を保つためには凸しりより前に配
置された前群の凹レンズのノ（ワーに比べである程度以
下でなければならず次の式を満足する必要がある。

に≦− 尚上記式においてｆｉは、前群の凹レンズ（接合した凹
レンズも全体として一つの凹レンズと考えその総数をＮ
とする）のみを物体側よシ順に数えて１番目のレンズの
黒点距離、ωは対物レンズの半画角であゐ。

上記の式でωが増大するにつれて右辺が大になり値にの
上限値が減少するのは、歪曲収差は画角が大きい程強く
なるからである。

一般のカメラレンズの例として特公昭５７−５４７６４
号に記載されたレンズ系では、ω−４６゜実施例以上詳細に説明した本発明の内視鏡対物レンズの各実施
例を次に示す。

実施例１ｒ、　＝３．９３８１ｄ、　＝０．７５０６　ｎ、　＝１．５１６３３　ｖ１
＝６４．１５ｒ　２−−１１　、８３９８ｄ２＝０．０４３２ｒ３＝２．１４１５ｄ３＝０，２５４５　ｎ２　＝１．７８５９０　ｖ、、
＝４４，１８ｒ４＝０．５８７９ｄ４＝０．４５５９ｒ５＝１．３９９６ｄ５＝０．２５４５　ｎ３＝１．７１２８５　ｖ３＝４
３．１９ｒ６＝０．６０５６ｄ６＝Ｑ、１９０８ｒ７＝＝Ｃ１：１ｄ７−＝１．５９０３　ｎ　＝１．７８８００　１／４
＝４７．４３）−８＝＝　ｃＸ）（絞り）ｄ、　＝３．４３４７　ｎ５＝１．７８８００　ν５＝
４７．４３ｒ、−２，１０４６ｄ９−０．０６３６ｒ、。＝１．８５４４ｄ、。＝１．１４０６　ｎ６＝１，６２０４１　シロ＝
６０．２７ｒ、　、　＝−２，１２７２ｄｌ、＝０．４４５３　ｎ７＝１．８４６６６　ｖ７＝
２３．８８ｒ１□＝８．５１３４ｄ、、、　＝０．８３５３ｒ１３＝−１，１９９５ｄ、３＝０．９６４６　ｎ８＝１．７６１８２　シ８＝
２６．５５ｒ１４　：″ ｄ、、、＝０．８８４２　ｎ９＝１．７８８００　１’
９＝４７，４３ｒ　、　５−−２．１２１８ｆ＝１　、　ＦＮｏ＝７．３．像高＝　０．５７８　、
ω＝３００実施例２ｒ、　＝８．６１０６ｄ、　＝１．０５９２　ｎ１＝１．’５１６３３　ｚ　
＝６４．１５ｒ２＝−１７，９３６７ｄ２二Ｏ，１０５９ｒ３−＝３．８５３２ｄ　３＝０．３５９１　ｎ　２−１．７８５９０　ν２
　：４４．１８ｒ４＝０．７９８０ｄ４＝０．６５０７ｒ５＝１．９８２６ｄ５＝Ｑ、　３５９１　ｎ３’　＝１．７１２８５　ｖ
３＝４３．１９ｄ６＝０．２６９３ｒ７　＝＝’ω ｄ、　−＝２．２４４３　ｎ４＝１．７８８００　１／
４＝４７．４３ｒ８−０）　（絞り）ｄｓ　＝４．８４９６　ｎ５＝＝１．７８８００　シ５
＝４７．４３ｒ、ニー３．０７２７ｄ、、　＝０．０８９８ｒ、。＝２．６２８４ｄ１ｏ＝１．６０１８　ｎ６＝１．６２０４１　ｖ６＝
６０．２７ｒ、　、　ニー３．０２３２ｄ、、＝０，６２８４　ｎ７　＝１，８４６６６　ν、
＝２３．８８ｒ１□＝２５．８０９３ｄ１□＝１．１６８２ｒ、３＝−１，７６１０ｄ、３＝０．７２００　ｎ８＝１．７６１８２　シ８＝
２６．５５　−ｒ、４＝ｃ。

ｄ、４＝１．２４７８　ｎ９＝１．７８８００　ｖ、’
　＝４７．４３ｒ、　５＝＝−２，９０８４実施例３ｒ、　＝１１．１６６３ｄ、　＝１．４７１４　ｎ、　＝１．５１６３３　ｖ１
＝６４．１５ｒ２＝１１１．３８３８ｄ２＝０．１２７２ｒ３　二３．４８０２ｄ　＝０．６２８４　ｎ　＝１．７８８００　ｖ　＝４
７．４３３　２　２ｒ４＝０．９０６３ｄ４＝０．６８９８ｒ５＝１．３７３０ α　＝０．２９４６　ｎ　＝１．７８８００　シ３＝４
７．４３３ｒ６＝０．９７０７ｄ６＝０．７３２１ｒ７＝■（絞シ）ｄ７＝０．０９７３ｒ８＝３５．０９０２ｄ８＝０．８７５５　ｎ４＝１．５８９１３　シ４＝６
０．９７ｒ、ニー１．７６８３ｄ、＝０．５３６９ｒ　１ｏ、　＝８．５５５３ｄ、。＝０．８２６８　ｎ５＝＝１．５８９１３　シ５
＝６０．９７ｒ１□シ２．６９８５ｄ、、　＝０．０９７３ｒ、　２＝２．４５５９ｄ、□　＝１．５３７０　ｎ６　＝１，６１８００　シ
ロ　−６３，３８ｒ１３＝−１，６９９０ｄ、３＝０．３８９１　ｎ７＝１．８４６６６　Ｖ７＝
２３．８８ｒ、４＝７．２９００ｄ１４−０．２５０６ｒ、５＝３．０３６４ｄ、５＝０．８７５５　ｎ８＝１．５１６３３　ｖ８＝
６４．１５ｒ１６−１ｆ＝１．Ｆ　＝２．３．像高＝１．０３１．ω＝５０゜
Ｏ実施例４ｒ、　＝９．３３３７ｄ１＝１．３５５９　ｎ□＝１．８８３００　ｙ、　＝
４０．７６ｒ２＝２３．５０００ｄ２＝０．１０２０ｒ３＝８．８７３７ｄ３＝０．５０９２　ｎ２＝１．８８３００　＋／、　
＝４０．７６ｒ４＝２．０７４５ｄ４．＝０．８１６３ｒ５−４．２８３１ｄ５＝１．４０７０　ｎ３＝１．８８３００　１／３＝
４０．７６ｒ６＝１，３３３０ｄ６＝０．８９６５ｒ７＝４６．９３１８ｄ７＝２．０２６３　ｎ４＝１．８８３００　ｖ４＝４
０．７６ｒ８＝２．０２９１ｄ８＝０．３６７９ｒ９＝４．８５４９ｄ、＝０．７９５９　ｎ５＝１．８０５１８　ｖ５＝２
５．４３ｒ、　。＝−１，２６３４ｄ１ｏ＝０．４７９６　ｎ６−１．５６８７３　シロ＝
６３．４６ｒ１．　ニー８．０３６６ｄ、、＝０．３５７１ｄ、２＝０．０６１２ｒ１３＝−７，１０３１ｄ、３＝１．３２６５　’ｎ、　（５８９１３シフ＝６
０．９７ｒ１４−−１．３２２４ｄ、４＝１．２７５５　ｎ８＝１．６６９９８　ｖ８＝
３９．３２ｒｉｓ　＝−４，６４４９ｄ、５＝１．６５１０ｒ、６＝４３．６８４７ｄ１６＝１．１７３５　ｎ９＝１．８０６１０　ｖ９＝
４０．９５ｒ１□＝−５，３４０８ｄ１□＝０．１５３１ｒ、８＝４．３４０８ｄ　＝１．９３８８　ｎ、。　＝１，６０３１１　νｔ
ｏ　＝５Ｑ、　７０８ｒ、　、　＝−４，３４０８ｄ１９　＝０．６１２２　ｎ、、＝１．８０５１８　１
／１．＝２５，４３ｒ２ｏ−７，２１３３ｄ２ｏ−２，５４２９井巳−＝＝たｆ＝１．ＦＮ０＝２．３．像高＝１．０４５　、ω−５
０゜ただしｒ、、ｒ２．・・・・は各レンズ面の曲率半
径、ｄｄ　・・、・・は各レンズの肉厚および空気間隔
、１１　ｇ　？Ｊ１ｎ２＋・・・・は各レンズの屈折率、シ１．シ２．
・・・・は各レンズのアツベ数、ｆは全系の焦点距離で
ある。

以上の実施例中実施例１は第４図に、又実施例２は第５
図に示すようなレンズ構成でいずれも絞りよシ前に配置
された前群中には両凸レンズと二つの負のメニスカスレ
ンズを含むものである。又実施例３は第６図に示す通り
で前群中には正のメニスカスレンズと二つの負のメニス
カスレンズを含んでいる。更に実施例４は第７図のレン
ズ系で、前群には、正のメニスカスレンズと三つの負の
メニスカスレンズが含まれている。

発明の詳細な説明した本発明の内視鏡対物レンズは、第８図乃至第
１１図に示す各実施例の収差曲線図のように諸収差特に
歪曲収差が良好に補正されている。

このことは第１図に示すレンズ構成で次のデーターを有
する従来例の収差（第１２図参照）と比べれば一層明ら
かである。

従来例ｒ、＝ＣＤｄ、＝０．３７００　ｎｌ　＝１，５１６３３　Ｖ、＝
６４．１ｒ２＝１．１３００ｄ２　＝０．３６００ｒ３＝−２，２９４０ｄ３−０．６０００　ｎ２＝＝１．７５７００　’　２
−４７．８ｒ４−−０．８１６０ｄ　＝０．２０００ｒ５−（″ ｄ５＝０．３５００　ｎ３＝１．８４６６６　シ３＝２
３．８ｒ６＝１．１３００ｄ６＝０．６１００　ｎ４＝１．７８８００　ｚ　＝４
７．４ｒ７＝−１，５６４０ｆ＝’ｌ、Ｆ　＝３．５．塚高−０，６０２、ω＝３７
．３゜Ｎ。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内視鏡対物レンズの構成を示す図、第２
図は従来の硬性鏡対物レンズの構成を示す図、第３図は
本発明の内視鏡対物レンズの４縛成を示す図、第４図乃
至第７図は夫々本発明の実施例１乃至実、適例４の断面
図、第８図乃至第１１図は夫々上記実施例１乃至実施例
４の収差曲線図、第１２図は従来の内視鏡対物レンズの
収差曲線図である。出願人　オリン／Ｃ２光学工業株式会社代理人　向　寛
　二球面収差　非点収差９図歪曲収差　５マ収差球面収差　非点収差図歪曲収差　コマ収差球面収差　非点収差図歪曲収差　コマ収差手続補正書昭和５９年４月６日特許庁長官殿１、事件の表示昭和５８年特許願第１８８４６２号２、発明の名称歪曲収差の少ない内視鏡対物レンズ３、補正をする者事件との関係　特許出願人東京都渋谷区幡ケ谷二丁目４３番２号（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表者　下　山
　敏　部４、代理人東京都港区虎ノ門２−５−２自　発６、補正の対象明細書の発明の詳細な説明上゛゛よ方図面の簡単な説明
の欄並びに図面（１）明細書７頁６行の「右辺が犬」を「右辺が小」に
訂正する。（２）　明細書１５頁３行の「・・・−−０，０８Ｊと
同頁ω １４行の「ただし・・・」の間に下記の実施例５を挿入
する。「実施例５ｒ、　＝８．３７０２ｄ、　＝１．９１２７　ｎ、　＝１．７８４７２　ν、
　＝２５．７１ｒ２＝２０．０８０９ｄ２＝０．０９５６ｒ３＝６．２１０７ｄ　＝０．５７３８　ｎ　＝１，８８３　ν２＝４０．
７６２ｒ４＝２．５１８１ｄ４＝１．０１３８ｒ５＝４．３９９３ｄ５　＝０．５７３８　ｎ　＝１，８８３　ｚ　＝４０
．７６ｒ６＝１．９９３１ｄ６　二Ｏ，９７５５ｒ７；−２９，２９１７ｄ７＝１．３３８９　ｎ４＝１．８８３　シ４＝４０．
７６ｒ８＝３．００６８ｄ８＝２．７７３５ｒ、＝２．４２０６ｄ９＝１．３３８９　ｎ５＝１．８０６１　シ５＝４０
．９５ｒ、ｏ＝１．２０６９ｄ、。＝１．２４３３　ｎ６＝１．５６８８３　シロ＝
５６．３４ｒ１、＝３６．５３２４ｄ、＝０．３３４７ｒ１□−ω（絞シ）ｄ１□＝０．０５７４ｒ、　３＝−６，６５７３ｄ、３；１，２４３３　ｎ７＝１．ｂａｑｔ３　ｖ７＝
６０．９７ｒ、　４　＝−１，２３９５ｄ　ｌ　４　＝１．１９５５　ｎｓ　＝１．６６９９８
　νｓ　−３９，３２ｒ、　５−−４．３５３４ｄ、５＝１．３５８４ｒ、６＝４０．９４３２ｄ１６＝１．０９９８　ｎ９＝１．８０６１　ν、　＝
４０．９５ｒ、７　＝−５，００５６ｄ１□＝０．１４３５ｒ、８＝４．０６８４ｄ１８＝１，８１７１　ｎ　＝１，６０３１１　ν、。＝６０，７０ｒ１９耳−４，０６８４ｄ　＝０．５７３８　ｎ　＝１，８０５１８　シ、、＝
２５，４３１９　１１ｒ２ｏ＝６．７６０６ｄ２ｏ−２，４７６７ｒ２１＝’″ ｄ　＝０，６６９５　ｎ　＝１，５６３８４　ν、　□
＝６０．６９２１　１２ｒ２２−ｏＯｆ＝Ｉ　ＰＮＯ＝２．６　像高二〇、９８ω＝４５８　
１　／　ｆＴ＝　０．０５９＋１／ｆ、ｌ＝ｏ、１９３
　１１　／ｆ２１　＝０．２１５１　ｚ／ｆ３１＝０．
３３Ｋ　＝　０．０７９３　４／ω−０，０８９（３）
明細書１５頁１７行の［・・・が含まれている。」の後に下記の文を挿入する。「実施例５は第８図に示すレンズ系で、前群ＫＵｆのメ
ニスカスレンズと二つの負のメニスカスレンズが含まれ
ている。」（４）　明細書１５頁１９行乃至２０行の「第８図乃至
第１１図」を「第９図乃至第１３図」に訂正する。（５）明細書１６頁３行の「第１２図」を「第１４町に
訂正する。（６）明細書１７頁４行乃至７行の「第４図乃至・・・
　第・１２図は」を下記のように訂正する。「第４図乃至第８図は夫々本発明の実施例１乃至実施例
５の断面図、第９図乃至第１３図は夫々上記実施例１乃
至実施例５の収差曲線図、第１４図は」（γ）第７図を別紙の通り補正し、別紙の第８図および
第１３図を追加しまた第８図乃至第１１図を夫々第９図
乃至第１２図に、第１２図を第１４図にする。第球面収差　非点収差歪曲収差　コマＪλ差球面収差　非点収差図歪曲収差　コー収差

Claims

【特許請求の範囲】

物体側よ多順に前群と、正の屈折力を有する後群と、前
記後群の前側焦点位置におかれた絞りとよシなシ、前記
前群が最も物体側に配置された凸レンズト少なくとも１
枚の負のメニスカスレンズとを少なくとも含むことを特
徴とする歪曲収差の少ない内視鏡対物レンズ。