JPS6177819A - 像伝達光学系 - Google Patents

像伝達光学系

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JPS6177819A
JPS6177819A JP59200140A JP20014084A JPS6177819A JP S6177819 A JPS6177819 A JP S6177819A JP 59200140 A JP59200140 A JP 59200140A JP 20014084 A JP20014084 A JP 20014084A JP S6177819 A JPS6177819 A JP S6177819A
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は硬性内視鏡等に用いられる像伝達光学系に関す
るものである。
[従来の技術] 硬性内視鏡は第13図に示すように細径の外管1の内部
に物体側より順次に対物レンズ2、像伝達光学系3.3
′・・・接眼レンズ4を配列したもので、対物レンズ2
により形成された物体像Qを像伝達光学系3.3′・・
・によりQ′、Q′・・・の如く順次リレーして行き、
最終像QL を接眼レンズ4を介して観察するように構
成されている。この種のものに用いられる像伝達光学系
としては、特公昭49−5993号に開示されたものが
有名である。この像伝達光学系は第14図に示すように
正レンズと負レンズとを接合した棒状正レンズを、負レ
ンズを対向させて2個配置したもので、球面°収差、コ
マ収差、色収差は良好に補正されてはいるが、像面弯曲
の補正が充分でなく、非点隔差も生じている。このため
像のリレー回数が多くなると像面弯曲および非点隔差が
累積されて非常に大きくなり、視野の中心と周辺とで同
時にピントが合わなくなる、というような不都合を生じ
ていた。
このような欠点を除去したものとして特開昭52−42
45号に開示された像伝達光学系が知られている。これ
は第15図に示すように2つの棒状両凸レンズ5.6の
間に凹面を向い合せた2つの棒状メニスカスレンズ7.
8を配置したもので、2つの凹面により形成された空気
レンズ9の負の作用により像面弯曲、非点隔差を補正し
たものである。
[発明の解決しようとする問題点コ しかしながら、この像伝達光学系では両凸レンズ5.6
の内側の面10,11において最も光線高が高くなる。
このため、第15図に示した光線図からも明らかなよう
に軸外光の上側光線が矢印Aで示すように物点がら非常
に遠い位置で蹴られるため、上側のNAが小さくなって
しまう。一方軸上光線は矢印Bで示す位置で蹴られるこ
とになる。このように、従来の像伝達光学系では軸上光
と軸外光を蹴る位置が大きく異なっているため、軸上光
と軸外光のNAに大きな差が生じて視野の中心と周辺と
で著しく明るさが不均一になる、という欠点があった。
特に、外管内でレンズが傾くのを防ぐためにメニスカス
レンズ7.8の厚味を増すと、この傾向が一層顕著とな
ってしまう。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、視野の中
心と周辺との明るさの差が少なく、しかも像面弯曲、非
点隔差も良好に補正された像伝達光学系を提供するもの
である。
[問題点を解決するための手段] 本発明の像伝達光学系は第1図に示すように両凸レンズ
から成る2つの棒状レンズ12.13と、その間に配置
された互いに凸面14.15を対向させ、棒状レンズ1
2.13側に凹面16.17を有する2つの厚いメニス
カスレンズ18.19とを具えている。このような構成
の光学系では、厚いメニスカスレンズの凹面16.17
の負の作用により像面弯曲、非点隔差を良好に補正する
ことができる。また厚いメニスカスレンズ18.19を
凸面を対向させて配置したことにより、軸上光と軸外光
の蹴られる位置が近くなる。すなわち、軸外上側光線は
矢印へで示すように面15の位置で、また軸外下側光線
および軸上光は矢印Bで示すように1ii14の位置で
制限される。このため、視野の中心と周辺とのNAの差
が小さくなり、明るさの不均一性が軽減される。
尚、像面弯曲を補正する点では凹面16.17の負の作
用は強い方が良いが、この面は同時に球面収差、コマ収
差の補正にも寄与しているため、全体のバランスを保つ
ためには各面の屈折力が 1〉 f(φ1 +φ2 +φ3)>−1・・自・・(
1)なる条件を満足することが望ましい。ここで「は両
凸レンズ12の射出側の面(または両凸レンズ13の入
射側の面)と厚いメニスカスレンズ18(または19)
の両面の3面から成る光学系の合成焦点距離、φ1は両
凸レンズ12の射出側の面(または両凸レンズ13の入
射側の面)の屈折力、φ2は面16(または17)の屈
折力、φコは面14(または15)の屈折力である。
条件の上限を越えると面16(または17)の負の使用
が弱くて像面弯曲の補正が充分でない。また下限を越え
ると負の作用が強くなり球面収差、コマ収差の曲りが生
じやすくなる。
[実施例] 第1実施例 第2図は本発明の第1の実施例を示すもので、像伝達光
学系は両凸棒状、レンズ20.21とその間に配置され
た凸面を対向させた厚いメニスカスレンズ22.23と
から構成されており、この2つの凸面の中心を境に左右
対称になっている。レンズデータは次の通りでる。
r+ −17,792 d+ =38.89   n+ −1,621,I l
−36,25r2−−16.305 d2−0.62 r3−−7.583 ds  −4,49n2 =  1,62    1/
2 −36.25r45c1゜ d4 =  244    n3− 1.6968  
1/3 −55.52r5 = −tl、618 d5  =  1.00 f  =313.82    φI=o、o6    
φ2−− 0.082φs  =  0.038 f  (φ +  +’#:  +  φ 、  ) 
 −0,5g但し、「1〜r5は各面の曲率半径、d1
〜d5は面間隔、n+〜n3 、シ1〜シ3は夫々各レ
ンズの屈折率、アラへ数、「はr2面〜r5面の合成焦
点距離、φ1、φ2、φ3は夫々 12面、12面、r
= 1fiiの屈折力である。
厚いメニスカスレンズ22.23はいずれも負−正の接
合レンズでν正〉ν負となっており、色収差をより一層
良好に補正できるようになっている。
棒状レンズ20.21は非常に長く、レンズ20の入射
側面およびレンズ21の射出側面はいずれも伝達される
顔位置に近いところにある。このため、これらの面は視
野のレンズとして機能しており、残りの面が結像レンズ
として機能している。
したがって、両凸棒状レンズ20の射出側面と厚いメニ
スカスレンズ22とで構成される光学系の合成焦点距離
は正の値を有している。
また、レンズを外管に挿入した際のレンズの傾きを防ぐ
ために、厚いメニスカスレンズの肉厚は直径より大きく
なっている。
第2実施例 レンズ配列は第1実施例と同じである。レンズデータは
次の通りである。
r+ −15,59G d、 −38,89n、 −1,516331,I+ 
−64,15r2= −14,9578 d2= 0.62 1’3−−7.241 d3= 4.49 112 = 1.62   ν、 
−36,25r4mo。
ds −2,34ns −1,734シ3=51.49
r5−−11,637 d5 =  0.81 f =39.625   φ+ =  0.063  
 (b2= −0,086φ3 − 0.035 r (φl +φ・・ +φコ )  −0,48第3
実施例 レンズ配列は第1実施例と同じである。レンズデータは
次の通りである。
r、  −17,544 dl =33.36   J −1,51(333L/
 + =64.15r2  =−9,122 d2−3.03 r3  =−5,48 d3  =  5,69     n2  =  1,
5θ732   ν2 −42.831゛4= ■ ’L  −3,3703−1,51G33   ν 3
−64,15r5  =−9,121 d5= 2.27 r =36,498   φ+ = 0.057   
φ2 = −0,103φコ − 0.057 f (φI+φ2+φコ) −0,40本実施例では全
ての屈折率、アツベ数について0 < 1.(3,ν〉
40が満足されており、低屈折率、低分散のガラスが用
いられている。この領域のガラスは分光透過率が可視域
で平坦な特性を有しているのでリレー回数の多い光学系
では特に演色性に優れている。
第4実施例 レンズ配列は第1実施例と同じである。レンズデータは
次の通りである。
r+ −17,698 ds −25,0On+ = 1.51633 1/+
 −64,15r2−−7.02 d2 = 3.23 r3−一4.815 ds =16.13   n2− 1.64769  
’LJz −33,80r4 m a。
(j4= 1,613  n3−1,72916  シ
*=54.68r5 ’a−14,172 d5− 1.613 f −41,476φI= 0,051   φ2−−
0.140φ3 − 0.073 f (φ1 +φ2 +φ3  )  = −0,6(
3本実施例では厚いメニスカスレンズの肉厚d3+ c
l、、を非常に大きくするとともに、棒状両凸レンズの
射出面「2と厚いメニスカスレンズの凹面r3との間隔
を広くとっであるので、凹面の補正作用が強くなり、像
面前面が特に良好に補正されている。
第5実施例 第3図は本発明の第5実施例を示すもので、厚いメニス
カスレンズが正−負の接合レンズとなっている。レンズ
データは次の通りである。
r+ −15,428 ds −38,92no −1,51633ν、 −G
4,15r2−−14.1379 d2−0.32 r3− 9.05G dコ−1,62n2−1.51633   ν 2−6
4.15rh −5,356 d4−5.48  0z −1,78472ν3 =2
5.71r5−−10.124 d5 四 〇、81 f  −40,663φ+  =  0.0775  
 φ2−− 0,057φ3 − 0.0365   
φ  −−0,0501t (φ1 +φ2 +φ3 
+φe) w  O,28ただし、φ。は14面の屈折
力である。
本実施例では厚いメニスカスレンズ内の接合面が強い曲
面になっており、負の作用を有して像面前面の補正に寄
与している。このように接合面が屈折力を有する場合に
は条件(1)は次のように変形される。
1〉 f(φ1+φ2+φ3+φc> >−1・(1′
)また色収差補正のためν正〉ν負となっている。
第6実施例 第4図は本発明の第6実施例を示すもので、両凸棒状レ
ンズの厚いメニスカスレンズ側に負メニスカスレンズを
接合した構成になっている。レンズデータは次の通りで
ある。
r+ =18.381 dl =38.85   no = 1,62   L
/ 1=38.25rz  = −5,9(38 d2−0.88  0ニー1.92286  ν2=2
1.29rs  −−13,477 d3− 2.27 「4 嘲−9,7213 ds =  3.13   no −1,922861
/2−21.29r=  −−9,926 d5− 3.24 f −35,014φ+ = 0.0929  φ2−
−0.0949φ3− 0.0684   φ −−0
,051f (φ1+φ2+φ3+φc) −0,54
ただし、φ1.φ2.φコ、φ、は夫々に13面。
r4DO+  r5面+  r2面の屈折力である。
本実施例においても接合面は負の屈折力を有しており、
球面収差、コマ収差の補正に寄与している。条件(1)
は第5実施例と同様に変形される。
第7実施例 レンズ配列は第6実施例と同様である。レンズデータは
次の通りである。
r+  −16,848 ds  =39.19    no  =  1.51
633  L/ 1 −64.15r2−m−σ、33
4 d2−0,62  n2−1,62   シアー36.
25rs  = −11,882 ds  =  2.43 r4−−5.546 d4− 2.89   n3=  1.51633  
νs  −84,15r=  −−6,705 d、−3,24 f  −34,941φ、−0,077φ2  = −
0,0931φ3 譚 0,0521   φ。 −−
0,0164f (φ1 +φ2 +φコ+4)c) 
−0,68上記の各実施例のデータはいずれも像伝達距
離(第13図におけるQ′とQ′の距離)をioomm
としたときのものである。
第5図ないし第11図は夫々本発明の第1ないし第7実
施例の収差図である。各区においてMSは球面収差、A
sは非点収差、X×はコマ収差である。各収差図はレン
ズの外径を4mmとし、伝達される像の大きさを3φと
して描いたものである。
[発明の効果] 第12図は本願の実施例と同じ条件で特開昭52−42
45号に開示されたデータに基いて描いたコマ収差であ
る。V ;gnettは0.83であり、最大像高部で
かなり光束が制限され、NAが小さくなっていることが
わかる。これに対し、本願実施例では最小のものでもV
 ignettは0.95を越えており、中心を周辺と
のNAの差が小さいことを示している。
このように、本発明によれば像面弯曲が良好に補正され
、しかも中心から周辺まで明るさの均一性が高い像伝達
光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の開成を示す図、第2図ないし第4図は
本発明の実施例のレンズ構成を示す図、第5図ないし第
11図は本発明の実施例の収差曲神図、第12図は従来
の像伝達光学系のコマ収差曲線図、第13図は一般的な
硬性内視鏡の光学系の構成を示す因、第14図、第15
図は従来の像伝達光学系のレンズ構成を示す図である。 第5図 y15           As NA−0,06111M、HJ、50 :、j7J/2 f−] 群 MS             t NA−0,0565rM、H1,5 0[O vIG 0.05 第 7 図 MS              ASNA−0,06
Q7         1M、Hf、50−0.05 
   0.0    0.05    −0.05  
  0.0    0.05X IH=1.500 IG 第8図 MS              AS第9図 MS                ASNA−0,
055J          IM、H1,50−0,
10,00,1−0,1u、u      u。 X IH=1゜500 IG 第10図 MS        As NA −0,06401M、Hj、50・」+・ −d 、1   百 [9−=35         
 a “1:1 ・ 11 !:1 X IH=1.500 LG 第11図 MS              ASNA−0,06
33IM、H1,50 X IH=1.500 rG

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)夫々両凸レンズから成る2つの棒状レンズと、該
    2つの棒状レンズの間に配置された互いに凸面を対向さ
    せ上記棒状レンズ側に凹面を有する2つの厚いメニスカ
    スレンズとを具えた像伝達光学系。
  2. (2)上記棒状レンズの上記厚いメニスカスレンズ側の
    面の屈折力をφ_1、上記厚いメニスカスレンズの凹面
    の屈折力をφ_2、凸の屈折力をφ_3、上記3つの面
    により構成される光学系の合成焦点距離をfとするとき
    、 1>f(φ_1+φ_2+φ_3)>−1 なる条件を満足する特許請求の範囲第1項に記載の像伝
    達光学系。
JP59200140A 1984-09-25 1984-09-25 像伝達光学系 Expired - Lifetime JPH0762736B2 (ja)

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