JPWO2019198362A1 - 内視鏡対物光学系、撮像装置及び内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
−3.6<f1/fz1<−2 (1)
ここで、
f1は平凹の負レンズの焦点距離、
fz1は通常観察状態における内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。
図1(a)は実施形態に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図1(b)は実施形態に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
通常観察状態から拡大観察状態において、少なくとも第2群G2を光軸AXに沿って動かすことにより変倍と合焦を行う内視鏡対物光学系であって、
第1群G1は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凹の負レンズL1と、2つの接合レンズCL1、CL2と、を有し、
以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
−3.6<f1/fz1<−2 (1)
ここで、
f1は平凹の負レンズL1の焦点距離、
fz1は通常観察状態における内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。
なお、以下、適宜、平凹の負レンズL1を第1レンズL1という。
−5<f5/f7<−1 (2)
−5<f6/f7<−0.3 (3)
f5は第3群G3の物体側の正レンズL8の焦点距離、
f6は第3群G3の像側の正レンズL9の焦点距離
f7は第3群G3の接合レンズCL3の焦点距離、
である。
条件式(3)は、f6とf7との適切な比を規定している。
−3<f5/f7<−1 (2’)
−3<f6/f7<−0.9 (3’)
2.1<Ls/Bk<5 (4)
Lsは第2群G2の通常観察状態から拡大観察状態における移動長、
Bkは内視鏡対物光学系の最終面から像面Iまでの光軸AXに沿った距離、
である。
2.4<Ls/Bk<4.6 (4’)
0.8<FFz3/fz3<4 (5)
FFz3は内視鏡対物光学系の拡大観察状態における前側焦点から内視鏡対物光学系の最も物体側の面までの距離(前側焦点位置)、
fz3は拡大観察状態の内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。
1.1<FFz3/fz3<3 (5’)
−6<f7/f3<−0.5 (6)
f7は第3群G3の接合レンズCL3の焦点距離、
f3は第1群G1の像側の接合レンズCL2の焦点距離、
である。
−2<f7/f3<−0.74 (6’)
−30<f2/fz1<−1 (7)
f2は第1群G1の物体側の接合レンズCL1の焦点距離、
fz1は通常観察状態における内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。
−26<f2/fz1<−5 (7’)
−8<f2/f3<−1 (8)
f2は第1群G1の物体側の接合レンズCL1の焦点距離、
f3は第1群G1の像側の接合レンズCL2の焦点距離、
である。
−4<f2/f3<−1.1 (8’)
−10<f8/f1<−0.5 (9)
f8はカバーガラスCGに接合された正レンズL12の焦点距離、
f1は平凹の負レンズL1の焦点距離、
である。
−7<f8/f1<−1.2 (9’)
0.1<SF72<0.9 (10)
SF72は両凹の負レンズL11のシェイピングファクターである。両凹の負レンズL11の物体側の曲率半径をr72、両凹の負レンズL11の像側の曲率半径をr73とするとSF72=(r72+r73)/(r72−r73)である。
0.2<SF72<0.7 (10’)
実施例1に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図2(a)は実施例1に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図2(b)は実施例1に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図3(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図3(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図3(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図3(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例2に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図4(a)は実施例2に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図4(b)は実施例2に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図5(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図5(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図5(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図5(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例3に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図6(a)は実施例3に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図6(b)は実施例3に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図7(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図7(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図7(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図7(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例4に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図8(a)は実施例4に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図8(b)は実施例4に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図9(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図9(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図9(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図9(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例5に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図10(a)は実施例5に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図10(b)は実施例5に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図11(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図11(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図11(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図11(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例6に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図12(a)は実施例6に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図12(b)は実施例6に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図13(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図13(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図13(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図13(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例7に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図14(a)は実施例7に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図14(b)は実施例7に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図15(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図15(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図15(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図15(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
実施例8に係る内視鏡対物光学系について説明する。
図16(a)は実施例8に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。図16(b)は実施例8に係る内視鏡対物光学系の拡大観察状態におけるレンズ断面構成図である。
また、図17(e)は拡大観察状態における球面収差(SA)、図17(f)は拡大観察状態における非点収差(AS)、図17(g)は拡大観察状態における歪曲収差(DT)、図17(h)は拡大観察状態における倍率色収差(CC)を示している。
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.51 1.88300 40.78
2 2.178 1.45
3 -6.771 1.69 1.88300 40.76
4 2.096 2.41 1.51742 52.43
5 -3.390 0.11
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.22
8 ∞ 1.76 1.72916 54.68
9 -3.216 1.14 1.84666 23.78
10 -4.693 0.11
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 ∞ 0.71 1.49700 81.54
14 3.713 0.73 1.84666 23.78
15 4.212 0.30
16 ∞ 可変
17 7.394 1.56 1.48749 70.23
18 -7.394 0.22
19 4.194 1.34 1.53775 74.70
20 ∞ 0.29
21 4.563 1.14 1.51633 64.14
22 -6.477 0.67 1.95906 17.47
23 3.780 0.77
24 4.009 1.00 1.51633 64.14
25 ∞ 0.02 1.51500 64.00
26 ∞ 0.78 1.50700 63.26
27 ∞
29(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.05 1.25
FNO. 3.04 3.62
d12 0.29 2.34
d16 2.38 0.33
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.51 1.88300 40.78
2 2.895 1.45
3 -5.431 1.70 1.88300 40.76
4 2.034 2.41 1.51742 52.43
5 -3.389 0.26
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.22
8 684.692 1.76 1.72916 54.68
9 -3.212 1.14 1.84666 23.78
10 -4.701 0.11
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 80.180 0.64 1.49700 81.54
14 3.722 0.61 1.84666 23.78
15 4.192 0.30
16 ∞ 可変
17 7.394 1.56 1.48749 70.23
18 -7.386 0.22
19 4.162 1.32 1.53775 74.70
20 -70.480 0.29
21 4.548 1.12 1.51633 64.14
22 -6.142 0.66 1.95906 17.47
23 3.795 0.49
24 4.009 1.00 1.51633 64.14
25 ∞ 0.02 1.51500 64.00
26 ∞ 0.78 1.50700 63.26
27 ∞
28(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.08 1.27
FNO. 2.83 3.33
d12 0.29 2.36
d16 2.40 0.32
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.51 1.88300 40.78
2 2.218 1.45
3 -5.859 1.64 1.88300 40.76
4 2.089 2.17 1.51742 52.43
5 -3.575 0.13
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.22
8 21.053 1.71 1.72916 54.68
9 -3.206 1.08 1.84666 23.78
10 -4.658 0.11
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 59.032 0.58 1.49700 81.54
14 3.812 0.52 1.84666 23.78
15 4.012 0.30
16 ∞ 可変
17 7.765 1.62 1.48749 70.23
18 -7.745 0.22
19 5.420 1.35 1.53775 74.70
20 -43.839 0.29
21 4.518 1.24 1.51633 64.14
22 -20.974 0.76 1.95906 17.47
23 3.746 0.07
24 ∞ 0.53
25 4.009 1.00 1.51633 64.14
26 ∞ 0.02 1.51500 64.00
27 ∞ 0.78 1.50700 63.26
28 ∞
29(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.06 1.26
FNO. 2.94 3.49
d12 0.26 2.25
d16 2.27 0.27
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.51 1.88300 40.78
2 3.341 1.40
3 -5.655 1.71 1.88300 40.76
4 2.020 2.42 1.51742 52.43
5 -3.377 0.21
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.52
8 -142.693 1.76 1.72916 54.68
9 -3.204 1.13 1.84666 23.78
10 -4.707 0.00
11(絞り) ∞ 0.06
12 ∞ 可変
13 54.409 0.66 1.49700 81.54
14 3.722 0.65 1.84666 23.78
15 4.197 0.06
16 ∞ 可変
17 7.383 1.55 1.48749 70.23
18 -7.373 0.10
19 3.827 1.34 1.53775 74.70
20 ∞ 0.26
21 4.548 1.15 1.51633 64.14
22 -5.846 0.66 1.95906 17.47
23 3.786 0.09
24 ∞ 0.38
25 3.706 0.87 1.51633 64.14
26 ∞ 0.07 1.51500 64.00
27 ∞ 0.65 1.50700 63.26
28 ∞
29(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.09 1.28
FNO. 2.72 3.18
d12 0.26 2.36
d16 2.40 0.30
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 1.46 1.88300 40.78
2 2.288 1.45
3 -6.192 1.64 1.88300 40.76
4 2.088 2.38 1.51742 52.43
5 -3.436 0.22
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.16
8 844.855 1.76 1.72916 54.68
9 -3.247 1.14 1.84666 23.78
10 -4.655 0.33
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 -147.787 0.67 1.49700 81.54
14 3.696 0.69 1.84666 23.78
15 4.226 0.96
16 ∞ 可変
17 7.418 1.56 1.48749 70.23
18 -7.436 0.55
19 3.805 1.33 1.53775 74.70
20 ∞ 0.00
21 4.584 1.11 1.51633 64.14
22 -7.766 0.67 1.95906 17.47
23 3.775 0.64
24 7.557 1.12 1.51633 64.14
25 ∞ 0.14 1.51500 64.00
26 ∞ 0.90 1.50700 63.26
27 ∞
28(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.07 1.27
FNO. 3.03 3.60
d12 0.34 2.29
d16 2.33 0.40
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.43 1.88300 40.78
2 2.166 1.47
3 -9.759 1.70 1.88300 40.76
4 2.153 2.44 1.51742 52.43
5 -3.319 0.22
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.24
8 -72.895 1.76 1.72916 54.68
9 -3.213 1.13 1.84666 23.78
10 -4.693 0.08
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 748.308 0.66 1.49700 81.54
14 3.715 0.66 1.84666 23.78
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16 ∞ 可変
17 7.392 1.56 1.48749 70.23
18 -7.393 0.17
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20 ∞ 0.30
21 4.561 1.14 1.51633 64.14
22 -6.708 0.67 1.95906 17.47
23 3.780 0.68
24 4.040 0.97 1.51633 64.14
25 ∞ 0.01 1.51500 64.00
26 ∞ 0.74 1.50700 63.26
27 ∞
28(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.05 1.25
FNO. 2.92 3.47
d12 0.28 2.34
d16 2.38 0.33
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.60 1.88300 40.78
2 2.163 1.30
3 -4.790 1.68 1.88300 40.76
4 2.108 2.40 1.51742 52.43
5 -3.343 0.21
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.22
8 103.811 1.75 1.72916 54.68
9 -3.186 1.11 1.84666 23.78
10 -4.731 0.22
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 371.937 0.67 1.49700 81.54
14 3.728 0.67 1.84666 23.78
15 4.208 0.35
16 ∞ 可変
17 7.396 1.56 1.48749 70.23
18 -7.401 0.31
19 4.763 1.34 1.53775 74.70
20 ∞ 0.62
21 4.561 1.14 1.51633 64.14
22 -6.231 0.69 1.95906 17.47
23 3.786 0.76
24 3.536 0.89 1.51633 64.14
25 ∞ 0.02 1.51500 64.00
26 ∞ 0.78 1.50700 63.26
27 ∞
28(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.05 1.26
FNO. 3.18 3.79
d12 0.30 2.33
d16 2.38 0.34
単位 mm
面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.95 1.88300 40.78
2 2.252 1.25
3 -7.573 1.79 1.88300 40.76
4 2.142 2.44 1.51742 52.43
5 -3.233 0.23
6 ∞ 0.89 1.49400 75.00
7 ∞ 0.30
8 -54.770 1.77 1.72916 54.68
9 -3.212 1.17 1.84666 23.78
10 -4.710 0.22
11(絞り) ∞ 0.07
12 ∞ 可変
13 160.517 0.66 1.49700 81.54
14 3.671 0.61 1.84666 23.78
15 4.277 1.91
16 ∞ 可変
17 7.351 1.57 1.48749 70.23
18 -7.279 0.14
19 3.868 1.32 1.53775 74.70
20 ∞ 0.05
21 4.350 1.22 1.51633 64.14
22 -6.167 0.67 1.95906 17.47
23 4.008 0.64
24 ∞ 1.00 1.51633 64.14
25 ∞ 0.02 1.51500 64.00
26 ∞ 0.78 1.50700 63.26
27 ∞
28(像面)
ズームデータ
通常観察状態 拡大観察状態
焦点距離 1.06 1.26
FNO. 2.91 3.47
d12 0.21 2.41
d16 2.50 0.22
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1) -2.33 -3.03 -2.36 -3.46
(2) -1.42 -1.44 -1.07 -1.47
(3) -1.41 -1.35 -1.18 -1.33
(4) 2.66 4.18 3.33 4.42
(5) 1.36 1.53 1.36 1.62
(6) -0.82 -0.81 -1.34 -0.77
(7) -12.39 -8.84 -8.30 -9.18
(8) -1.93 -1.41 -1.54 -1.44
(9) -3.15 -2.37 -3.10 -1.90
(10) 0.26 0.24 0.70 0.21
実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
(1) -2.41 -2.32 -2.31 -2.39
(2) -1.35 -1.40 -1.44 -1.26
(3) -1.21 -1.36 -1.62 -1.16
(4) 3.04 3.04 2.68 3.45
(5) 1.77 1.36 1.35 1.55
(6) -0.88 -0.79 -0.83 -0.85
(7) -10.30 -25.43 -8.45 -18.83
(8) -1.66 -3.77 -1.35 -2.76
(9) -5.66 -3.20 -2.80 -0.87
(10) 0.35 0.28 0.24 0.21
G2 第2群
G3 第3群
L1〜L12 レンズ
S 明るさ絞り
CG カバーガラス
AX 光軸
I 撮像面(像面)
−3.6<f1/fz1<−2 (1)
ここで、
f1は平凹の負レンズの焦点距離、
fz1は通常観察状態における内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像装置は、上述の内視鏡対物光学系を有する。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡は、上述の内視鏡対物光学系を有する。
Claims (9)
- 物体側より順に、正の第1群と、負の第2群と、正の第3群と、を有し、
通常観察状態から拡大観察状態において、少なくとも前記第2群を光軸に沿って動かすことにより変倍と合焦を行う内視鏡対物光学系であって、
前記第1群は、物体側から順に、物体側に平面を向けた平凹の負レンズと、2つの接合レンズとを有し、
以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする内視鏡対物光学系。
−3.6<f1/fz1<−2 (1)
ここで、
f1は前記平凹の負レンズの焦点距離、
fz1は通常観察状態における前記内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。 - 前記第3群は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、を有し、以下の条件式(2)、(3)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
−5<f5/f7<−1 (2)
−5<f6/f7<−0.3 (3)
f5は前記第3群の物体側の前記正レンズの焦点距離、
f6は前記第3群の像側の前記正レンズの焦点距離、
f7は前記第3群の前記接合レンズの焦点距離、
である。 - 以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
2.1<Ls/Bk<5 (4)
Lsは前記第2群の通常観察状態から拡大観察状態における移動長、
Bkは前記内視鏡対物光学系の最終面から像面までの光軸に沿った距離、
である。 - 以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
0.8<FFz3/fz3<4 (5)
FFz3は前記内視鏡対物光学系の拡大観察状態における前側焦点から前記内視鏡対物光学系の最も物体側の面までの距離、
fz3は拡大観察状態の前記内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。 - 以下の条件式(6)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡対物光学系。
−6<f7/f3<−0.5 (6)
f7は前記第3群の前記接合レンズの焦点距離、
f3は前記第1群の像側の前記接合レンズの焦点距離、
である。 - 以下の条件式(7)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
−30<f2/fz1<−1 (7)
f2は前記第1群の物体側の前記接合レンズの焦点距離、
fz1は通常観察状態における前記内視鏡対物光学系全系の焦点距離、
である。 - 以下の条件式(8)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
−8<f2/f3<−1 (8)
f2は前記第1群の物体側の前記接合レンズの焦点距離、
f3は前記第1群の像側の前記接合レンズの焦点距離、
である。 - 前記第3群は、カバーガラスに接合された像面側に平面を向けた凸平の正レンズを有し、以下の条件式(9)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡対物光学系。
−10<f8/f1<−0.5 (9)
f8は前記カバーガラスに接合された前記正レンズの焦点距離、
f1は前記平凹の負レンズの焦点距離、
である。 - 前記第3群の前記接合レンズは両凹の負レンズを有し、
以下の条件式(10)を満たすことを特徴とする内視鏡対物光学系。
0.1<SF72<0.9 (10)
SF72は前記両凹の負レンズのシェイピングファクターであり、前記両凹の負レンズの物体側の曲率半径をr72、前記両凹の負レンズの像側の曲率半径をr73とするとSF72=(r72+r73)/(r72−r73)である。
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