KR102158985B1 - Lens system for endo-microscope probe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내시현미경 프로브용 렌즈계에 관한 것이다.The present invention relates to a lens system for an endoscope probe.
내시현미경(Endo-Microscope)은 인체 내에 삽입 가능한 초소형 현미경으로써 세포 단위의 고분해능 영상을 획득하여 질병을 조기에 진단할 수 있는 현미경을 말한다.Endo-Microscope is a microscopic microscope that can be inserted into the human body, and refers to a microscope capable of early diagnosis of diseases by acquiring high-resolution images in cell units.
최근에는 고해상도 성능을 유지하면서 크기를 소형화한 내시현미경 프로브에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 내시현미경 프로브에는 대물 렌즈가 장착되어 식도, 대장 등의 장기에 형성되는 용종 등을 관찰하며, 대 물렌즈의 성능으로 이러한 의료용 내시경의 성능이 결정된다고 할 수 있다.In recent years, research and development on an endoscope probe with a smaller size while maintaining high resolution performance is actively progressing. The endoscopic probe is equipped with an objective lens to observe polyps formed in organs such as the esophagus and large intestine, and it can be said that the performance of such a medical endoscope is determined by the performance of the objective lens.
이에, 내시현미경 프로브에 장착되는 렌즈의 성능을 유지하기 위해, 여러 개의 비구면 렌즈를 사용하고 있다. 그러나, 비구면 렌즈를 여러 개 사용함에 따라, 비용 증가, 생산성 감소 등이 발생하게 된다.Accordingly, in order to maintain the performance of the lens mounted on the endoscope probe, several aspherical lenses are used. However, as several aspherical lenses are used, cost increases and productivity decreases.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 비구면 렌즈만 사용하여 프로브용 렌즈계를 구성할 수 있는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 제공한다.The present invention is to solve the above problems, and provides a lens system for an endoscope probe capable of constructing a lens system for a probe using only one aspherical lens.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계는, 물체측으로부터 상측으로 배열된 복수의 렌즈를 포함하는 내시현미경 프로브용 렌즈계에 있어서, 평평한 물체측면을 가지며, 볼록한 상측면을 가지는 제1 렌즈; 접합되는 상측면을 가지는 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈와 접합되는 물체측면을 가지는 제3 렌즈; 적어도 하나의 비구면을 가지는 제4 렌즈; 및 볼록한 물체측면을 가지며, 평평한 상측면을 가지는 제5 렌즈를 포함한다.A lens system for an endoscope probe according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a lens system for an endoscope probe including a plurality of lenses arranged from an object side to an image side, and has a flat object side surface and a convex image A first lens having a side surface; A second lens having an image side surface to be bonded; A third lens having an object side surface bonded to the second lens; A fourth lens having at least one aspherical surface; And a fifth lens having a convex object side surface and a flat image side surface.
또한, 상기 제1 렌즈의 곡률반경의 절대값 대비하여 상기 제5 렌즈의 곡률반경의 절대값의 비가 0.9~1.6일 수 있다.In addition, a ratio of the absolute value of the radius of curvature of the fifth lens to the absolute value of the radius of curvature of the first lens may be 0.9 to 1.6.
또한, 상기 제2 렌즈의 아베수 대비하여 상기 제3 렌즈의 아베수의 비가 1.9~2.5일 수 있다.In addition, a ratio of the Abbe number of the third lens to the Abbe number of the second lens may be 1.9 to 2.5.
또한, 물체면 및 상기 제1 렌즈의 물체측면 사이의 거리 대비하여 상면 및 상기 제5 렌즈의 상측면 사이의 거리의 비가 8.5~40.0일 수 있다.In addition, a ratio of the distance between the image surface and the image side surface of the fifth lens may be 8.5 to 40.0 compared to the distance between the object surface and the object side surface of the first lens.
또한, 상면에 입사되는 주광선의 각도가 광축 기준으로 0도 이상 2도 미만일 수 있다.In addition, the angle of the chief ray incident on the upper surface may be 0 degrees or more and less than 2 degrees based on the optical axis.
또한, 상기 제2 및 제3 렌즈는, 상기 제2 렌즈의 상측면이 오목한 경우에 상기 제3 렌즈의 물체측면이 볼록하고, 상기 제2 렌즈의 상측면이 볼록한 경우에 상기 제3 렌즈의 물체측면이 오목할 수 있다.In addition, the second and third lenses are, when the image side of the second lens is concave, the object side of the third lens is convex, and when the image side of the second lens is convex, the object of the third lens The sides may be concave.
또한, 상기 제4 렌즈는, 상기 물체측으로 상기 비구면을 가질 수 있다.In addition, the fourth lens may have the aspherical surface toward the object side.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 하나의 비구면 렌즈를 사용하여 내시현미경 프로브용 렌즈계를 구성하여 비용 절감 및 생산성 향상을 달성할 수 있고, MTF(Modulation Transfer Function)가 회절 한계에 근접할 정도로 결상 성능을 최대화할 수 있다.According to the present invention, cost reduction and productivity improvement can be achieved by configuring a lens system for an endoscope probe using one aspherical lens, and imaging performance can be maximized so that the Modulation Transfer Function (MTF) is close to the diffraction limit. have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 제1 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 제2 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 제2 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 제3 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다.
도 10은 도 8의 제3 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11의 제4 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다.
도 13은 도 11의 제4 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제5 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 제5 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다.
도 16은 도 14의 제5 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a lens system for an endoscope probe according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass through an optical axis according to a first numerical example of the present invention.
3 is a diagram showing MTF characteristics according to the first numerical example of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the first numerical embodiment of FIG. 2.
5 is a view showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass based on an optical axis according to a second numerical example of the present invention.
6 is a diagram showing MTF characteristics according to the second numerical example of FIG. 5.
7 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the second numerical embodiment of FIG. 5.
8 is a diagram showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass based on an optical axis according to a third numerical example of the present invention.
9 is a diagram showing MTF characteristics according to the third numerical example of FIG. 8.
10 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the third numerical embodiment of FIG. 8.
11 is a view showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass based on an optical axis according to a fourth numerical example of the present invention.
12 is a diagram showing MTF characteristics according to the fourth numerical example of FIG. 11.
13 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the fourth numerical embodiment of FIG. 11.
14 is a diagram showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass through an optical axis according to a fifth numerical example of the present invention.
15 is a diagram showing MTF characteristics according to the fifth numerical example of FIG. 14.
16 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the fifth numerical embodiment of FIG. 14.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, of course, these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be a second element, a second element, or a second section within the technical scope of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "made of" a referenced component, step, operation and/or element is one or more of other elements, steps, operations and/or elements It does not exclude presence or addition.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail according to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계에 대한 광로도를 도시한 도면이다.1 is a view showing an optical path diagram of a lens system for an endoscope probe according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 내시현미경 프로브용 렌즈계(100)는, 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 배열된 복수의 렌즈를 포함하며, 제1 렌즈(L1) 내지 제5 렌즈(L5)가 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 광축(105)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 광선은 제1 렌즈(L1) 내지 제5 렌즈(L5)를 순차적으로 통과한다. 도면에는 도시하지 않았으나, 상측(I)에는 조리개, 필터 등이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
이때, 물체측(object side)은 피사체인 물체(object)가 있는 방향, 상측(image side)은 상이 결상되는 상면(image plane, IMG)이 있는 방향을 나타낼 수 있다. 이하에서, 물체측면은 물체가 있는 방향의 렌즈면을 나타내고, 상측면은 상면이 있는 방향의 렌즈면을 나타낼 수 있다.In this case, an object side may indicate a direction in which an object, which is a subject, is located, and an image side may indicate a direction in which an image plane (IMG) is formed. Hereinafter, the object-side surface may represent a lens surface in the direction in which the object is located, and the image-side surface may represent a lens surface in the direction in which the image surface is located.
제1 렌즈(L1)는 상측(I)으로 볼록한 상측면(2)을 가질 수 있다. 또한, 제1 렌즈(L1)는 물체측(O)으로 평평한 물체측면(1)을 가질 수 있다. 그러므로, 제1 렌즈(L1)는 평 볼록 렌즈가 될 수 있다.The first lens L1 may have an
제2 렌즈(L2)는 접합되는 상측면(4)을 가질 수 있으며, 제3 렌즈(L3)는 제2 렌즈(L2)와 접합되는 물체측면(4)을 가질 수 있다. 즉, 제2 렌즈(L2)의 상측면(4) 및 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 접합면이 된다. 따라서, 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3)는 서로 접합되어 하나의 접합 렌즈가 될 수 있다.The second lens L2 may have an image-
이때, 제2 렌즈(L2)의 상측면(4)이 오목한 경우에 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 볼록하고, 상기 제2 렌즈(L2)의 상측면(4)이 볼록한 경우에 상기 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 오목할 수 있다. 접합면이 되는 제2 렌즈(L2)의 상측면(4) 및 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 완전히 접합될 수 있다.At this time, when the image-
또한, 제2 렌즈(L2)의 물체측면(3)은 평평한 형상, 오목한 형상 또는 볼록한 형상 중 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 렌즈(L2)의 상측면(4)이 오목한 경우, 제2 렌즈(L2)의 물체측면(3)은 평평한 형상 또는 오목한 형상일 수 있다. 그리고, 제2 렌즈(L2)의 상측면(4)이 볼록한 경우, 제2 렌즈(L2)의 물체측면(3)은 평평한 형상 또는 볼록한 형상일 수 있다.Further, the object-
또한, 제3 렌즈(L3)의 상측면(5)은 평평한 형상, 오목한 형상 또는 볼록한 형상 중 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 오목한 경우, 제3 렌즈(L3)의 상측면(5)은 평평한 형상 또는 오목한 형상일 수 있다. 그리고, 제3 렌즈(L3)의 물체측면(4)이 볼록한 경우, 제3 렌즈(L3)의 상측면(5)은 평평한 형상 또는 볼록한 형상일 수 있다.In addition, the image-
제4 렌즈(L4)는 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다. 바람직하게는, 제4 렌즈(L4)는 물체측(O)으로 비구면을 가질 수 있다. 즉, 제4 렌즈(L4)는 물체측면(6)이 비구면이고, 상측면(7)이 비구면 또는 구면일 수 있다.The fourth lens L4 may have at least one aspherical surface. Preferably, the fourth lens L4 may have an aspherical surface toward the object side O. That is, in the fourth lens L4, the object-
제5 렌즈(L5)는 물체측(O)으로 볼록한 물체측면(8)을 가질 수 있다. 또한, 제5 렌즈(L5)는 상측(I)으로 평평한 상측면(9)을 가질 수 있다. 그러므로, 제5 렌즈(L5)는 평 볼록 렌즈가 될 수 있다.The fifth lens L5 may have an
본 발명의 일 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계(100)는 다음의 조건식 1 내지 3을 만족할 수 있다.The
<조건식 1><
여기에서, 은 제1 렌즈(L1)의 곡률반경이며, 는 제5 렌즈(L5)의 곡률반경이다. 따라서, 제1 렌즈(L1)의 곡률반경의 절대값 대비하여 제5 렌즈(L5)의 곡률반경의 절대값의 비가 0.7보다 크고, 1.5보다 작다.From here, Is the radius of curvature of the first lens L1, Is a radius of curvature of the fifth lens L5. Accordingly, the ratio of the absolute value of the radius of curvature of the fifth lens L5 to the absolute value of the radius of curvature of the first lens L1 is greater than 0.7 and less than 1.5.
<조건식 2><
여기에서, 는 제2 렌즈(L2)의 아베수이며, 는 제3 렌즈(L3)의 아베수이다. 따라서, 제2 렌즈(L2)의 아베수의 절대값 대비하여 제3 렌즈(L3)의 아베수의 절대값의 비가 1.5보다 크고, 3.0보다 작다.From here, Is the Abbe number of the second lens L2, Is the Abbe number of the third lens L3. Accordingly, the ratio of the absolute value of the Abbe number of the third lens L3 to the absolute value of the Abbe number of the second lens L2 is greater than 1.5 and less than 3.0.
<조건식 3><
여기에서, 는 제1 렌즈(L1)의 물체측면(1)에서 물체면(OBJ)까지의 거리이며, 는 제5 렌즈(L5)의 상측면(9)에서 상면(IMG)까지의 거리이다. 여기에서, 물체면(OBJ)는 렌즈계(100)가 피부에 직접 닿는 부분이며, 상면(IMG)은 상이 결상되는 부분이다. 따라서, 물체면(OBJ) 및 제1 렌즈(L1)의 물체측면(1) 사이의 거리 대비하여 상면 (IMG) 및 제5 렌즈(L5)의 상측면(9) 사이의 거리의 비가 10.0보다 크고, 20.0보다 작다.From here, Is the distance from the
또한, 상면(IMG)에 입사되는 주광선(Principal Ray)의 각도가 광축(105)을 기준으로 0도 이상 2도 미만인 것이 바람직하다. 이는 주광선이 실질적으로 평행하게 진행하도록 하여 상면(IMG)에 결상되면, 렌즈계의 사이즈를 최소한으로 할 수 있기 때문이다.In addition, it is preferable that the angle of the principal ray incident on the image surface IMG is 0 degrees or more and less than 2 degrees based on the
내시현미경은 작은 직경을 가지고 인체 내부에 삽입되어야 하므로, 내시현미경의 프로브에 적용되는 대물 렌즈도 크기가 작아야 한다. 주광선 각도를 광축과 거의 수평으로 맞추게 되면, 렌즈계의 사이즈가 커질 필요가 없게 되어 내시현미경의 프로브용 대물 렌즈로 적용할 수 있다.Since the endoscope has a small diameter and must be inserted into the human body, the size of the objective lens applied to the probe of the endoscope must also be small. When the main ray angle is aligned almost horizontally with the optical axis, the size of the lens system does not need to be increased, and thus it can be applied as an objective lens for probes in an endoscope microscope.
이하에서는, 본 발명의 내시현미경 프로브용 렌즈계의 구체적인 데이터들을 실시예 별로 살펴보기로 한다.Hereinafter, specific data of the lens system for an endoscope probe of the present invention will be described for each embodiment.
다음의 표 1은 내시현미경 프로브용 렌즈계의 제1 내지 제5 수치 실시예들의 구체적인 설계 데이터를 나타낸 것이다.Table 1 below shows specific design data of the first to fifth numerical examples of the lens system for an endoscope probe.
여기에서, Effective focal length는 렌즈계의 초점거리이며, Design wavelength는 설계 파장이다. 또한, NA(O)는 물체측에서의 NA(Numerical Aperture)이고, NA(I)는 상측에서의 NA이다. 그리고, OAL은 제1 렌즈(L1)의 입사면의 중심에서 제5 렌즈(L5)의 출사면의 중심까지의 거리이며, TTL은 물체면의 입사면의 중심에서 상면의 출사면의 중심까지의 거리이다.면 번호 OBJ는 렌즈계가 피부에 직접 접촉하는 물체면을 나타내며, 면 번호 IMG는 상이 결상되는 상면을 나타낸다.Here, the effective focal length is the focal length of the lens system, and the design wavelength is the design wavelength. In addition, NA(O) is NA (Numerical Aperture) on the object side, and NA(I) is NA on the image side. In addition, OAL is the distance from the center of the incident surface of the first lens L1 to the center of the exit surface of the fifth lens L5, and TTL is from the center of the incident surface of the object surface to the center of the exit surface of the image surface. The surface number OBJ represents the surface of the object in which the lens system directly contacts the skin, and the surface number IMG represents the image surface on which the image is formed.
면 번호 1, 2는 각각 제1 렌즈(L1)의 물체측면, 상측면을 나타낸다. 면 번호 3은 제2 렌즈(L2)의 물체측면, 면 번호 4는 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)의 접합면으로 제2 렌즈(L2)의 상측면이자 제3 렌즈(L3)의 물체측면, 면 번호 5는 제3 렌즈(L3)의 상측면을 나타낸다. 면 번호 6, 7은 각각 제4 렌즈(L4)의 물체측면, 상측면을 나타낸다. 면 번호 8, 9는 각각 제5 렌즈(L5)의 물체측면, 상측면을 나타낸다.
그러므로, 상기 OAL은 면 번호 1에서 8까지의 두께, 거리이다. 그리고, 상기 TTL은 면 번호 OBJ에서 9까지의 두께, 거리이다.Therefore, the OAL is the thickness, distance from
또한, 곡률반경의 ASP는 비구면을 나타내며, 렌즈 데이터에서 거리의 단위는 mm이다.In addition, the ASP of the radius of curvature represents an aspherical surface, and the unit of the distance in the lens data is mm.
비구면 데이터는 아래의 수학식 1에 의해 계산할 수 있다.Aspheric data can be calculated by
여기에서, 는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리이며, 는 렌즈의 정점에서의 곡률(곡률반경의 역수)이고, 는 광축에 수직한 방향으로의 거리이고, 는 코닉 상수(conic constant)이다. 그리고, , , , , 등은 비구면 계수이다. From here, Is the distance in the direction of the optical axis from the vertex of the lens, Is the curvature at the apex of the lens (the reciprocal of the radius of curvature), Is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, Is the conic constant. And, , , , , Etc. are aspheric coefficients.
도 2는 본 발명의 제1 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 도 2의 제1 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 도 2의 제1 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.2 is a view showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass through an optical axis according to a first numerical example of the present invention. In addition, FIG. 3 is a diagram showing MTF characteristics according to the first numerical example of FIG. 2. And, FIG. 4 is a diagram showing Optical Distortion according to the first numerical embodiment of FIG. 2.
도 2를 참조하면, 제1 및 제 5 렌즈(L1, L5)는 평 볼록 렌즈이다. 또한, 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)가 접합한 접한 렌즈는 물체측면(3)이 약간 볼록한 볼록 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈(L4)는 양면이 비구면인 비구면 렌즈이다. Referring to FIG. 2, the first and fifth lenses L1 and L5 are plano-convex lenses. Further, the abutting lens to which the second and third lenses L2 and L3 are joined is a convex lens in which the
다음의 표 2는 제1 수치 실시예에 따른 광 경로 상에 있는 각 렌즈면의 구체적인 데이터를 나타낸다.Table 2 below shows specific data of each lens surface on the optical path according to the first numerical example.
다음의 표 3은 제1 수치 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계의 비구면에 대한 계수를 나타낸 것이다.Table 3 below shows the coefficients for the aspherical surface of the lens system for an endoscope probe according to the first numerical example.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 수치 실시예에 따른 MTF 특성 및 Optical Distortion은 모두 만족할 만한 범위 내에 있다. 도 3에서, 실선은 Tangential 방향이며, 점선은 Radial 방향이다.도 5는 본 발명의 제2 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 도 5의 제2 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 7은 도 5의 제2 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.3 and 4, MTF characteristics and Optical Distortion according to the first numerical embodiment are all within a satisfactory range. In FIG. 3, a solid line is a tangential direction, and a dotted line is a radial direction. FIG. 5 is a view showing a lens system for an endoscope probe through which light rays pass through an optical axis according to a second numerical example of the present invention. 6 is a diagram showing MTF characteristics according to the second numerical example of FIG. 5. And, FIG. 7 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the second numerical embodiment of FIG. 5.
도 5를 참조하면, 제1 및 제 5 렌즈(L1, L5)는 평 볼록 렌즈이다. 또한, 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)가 접합한 접한 렌즈는 물체측면(3)이 약간 볼록한 볼록 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈(L4)는 양면이 비구면인 비구면 렌즈이다. Referring to FIG. 5, the first and fifth lenses L1 and L5 are plano-convex lenses. Further, the abutting lens to which the second and third lenses L2 and L3 are joined is a convex lens in which the
다음의 표 4는 제2 수치 실시예에 따른 광 경로 상에 있는 각 렌즈면의 구체적인 데이터를 나타낸다.Table 4 below shows specific data of each lens surface on the optical path according to the second numerical example.
다음의 표 5는 제2 수치 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계의 비구면에 대한 계수를 나타낸 것이다.Table 5 below shows the coefficients for the aspherical surface of the lens system for an endoscope probe according to the second numerical example.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 수치 실시예에 따른 MTF 특성 및 Optical Distortion은 모두 만족할 만한 범위 내에 있다.도 8은 본 발명의 제3 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다. 또한, 도 9는 도 8의 제3 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 10은 도 8의 제3 수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 도면이다.6 and 7, MTF characteristics and Optical Distortion according to the second numerical example are all within a satisfactory range. FIG. 8 is a diagram showing a light ray passing through the optical axis according to the third numerical example of the present invention. It is a diagram showing a lens system for an endoscope probe. In addition, FIG. 9 is a diagram showing MTF characteristics according to the third numerical example of FIG. 8. And, FIG. 10 is a diagram showing distortion aberration according to the third numerical example of FIG. 8.
도 8을 참조하면, 제1 및 제 5 렌즈(L1, L5)는 평 볼록 렌즈이다. 또한, 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)가 접합한 접한 렌즈는 물체측면(3)이 약간 오목하고, 상측면(5)이 볼록한 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈(L4)는 물체측면(6)인 일면만 비구면인 렌즈이다.Referring to FIG. 8, the first and fifth lenses L1 and L5 are plano-convex lenses. Further, a contact lens joined by the second and third lenses L2 and L3 is a lens in which the
다음의 표 6은 제3 수치 실시예에 따른 광 경로 상에 있는 각 렌즈면의 구체적인 데이터를 나타낸다.Table 6 below shows specific data of each lens surface on the optical path according to the third numerical example.
다음의 표 7은 제3 수치 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계의 비구면에 대한 계수를 나타낸 것이다.Table 7 below shows the coefficients for the aspherical surface of the lens system for an endoscope probe according to the third numerical example.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제3 수치 실시예에 따른 MTF 특성 및 Optical Distortion은 모두 만족할 만한 범위 내에 있다.도 11은 본 발명의 제4 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다. 또한, 도 12는 도 11의 제4 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 13은 도 11의 제4 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.9 and 10, both MTF characteristics and Optical Distortion according to the third numerical example are within a satisfactory range. FIG. 11 shows a light beam passing through the optical axis according to the fourth numerical example of the present invention. It is a diagram showing a lens system for an endoscope probe. In addition, FIG. 12 is a diagram showing MTF characteristics according to the fourth numerical example of FIG. 11. And, FIG. 13 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the fourth numerical embodiment of FIG. 11.
도 11을 참조하면, 제1 및 제 5 렌즈(L1, L5)는 평 볼록 렌즈이다. 또한, 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)가 접합한 접한 렌즈는 물체측면(3)이 약간 오목하고, 상측면(5)이 볼록한 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈(L4)는 물체측면(6)인 일면만 비구면인 렌즈이다.Referring to FIG. 11, the first and fifth lenses L1 and L5 are plano-convex lenses. Further, a contact lens joined by the second and third lenses L2 and L3 is a lens in which the
다음의 표 8은 제4 수치 실시예에 따른 광 경로 상에 있는 각 렌즈면의 구체적인 데이터를 나타낸다. Table 8 below shows specific data of each lens surface on the optical path according to the fourth numerical example.
다음의 표 9는 제4 수치 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계의 비구면에 대한 계수를 나타낸 것이다.Table 9 below shows the coefficients for the aspherical surface of the lens system for an endoscope probe according to the fourth numerical example.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제4 수치 실시예에 따른 MTF 특성 및 Optical Distortion은 모두 만족할 만한 범위 내에 있다.도 14는 본 발명의 제5 수치 실시예에 따른 광축을 기준으로 광선이 통과하는 내시현미경 프로브용 렌즈계를 도시한 도면이다. 또한, 도 15는 도 14의 제5 수치 실시예에 따른 MTF 특성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 16은 도 14의 제5 수치 실시예에 따른 Optical Distortion을 도시한 도면이다.12 and 13, MTF characteristics and Optical Distortion according to the fourth numerical example are all within a satisfactory range. FIG. 14 is a diagram illustrating that a light beam passes through an optical axis according to the fifth numerical example of the present invention. It is a diagram showing a lens system for an endoscope probe. Further, FIG. 15 is a diagram showing MTF characteristics according to the fifth numerical example of FIG. 14. And, FIG. 16 is a diagram illustrating Optical Distortion according to the fifth numerical embodiment of FIG. 14.
도 14를 참조하면, 제1 및 제 5 렌즈(L1, L5)는 평 볼록 렌즈이다. 또한, 제2 및 제3 렌즈(L2, L3)가 접합한 접한 렌즈는 물체측면(3)이 평평하고, 상측면(5)이 볼록한 렌즈이다. 그리고, 제4 렌즈(L4)는 물체측면(6)인 일면만 비구면인 렌즈이다.Referring to FIG. 14, the first and fifth lenses L1 and L5 are plano-convex lenses. In addition, a contact lens joined by the second and third lenses L2 and L3 is a lens having a flat object-
다음의 표 10은 제5 수치 실시예에 따른 광 경로 상에 있는 각 렌즈면의 구체적인 데이터를 나타낸다.Table 10 below shows specific data of each lens surface on the optical path according to the fifth numerical example.
다음의 표 11은 제5 수치 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계의 비구면에 대한 계수를 나타낸 것이다.Table 11 below shows the coefficients for the aspherical surface of the lens system for an endoscope probe according to the fifth numerical example.
도 15 및 도 16을 참조하면, MTF 특성 및 Optical Distortion은 모두 만족할 만한 범위 내에 있다.15 and 16, both MTF characteristics and Optical Distortion are within a satisfactory range.
다음의 표 12 내지 표 14는, 상기 제1 내지 제5 실시예가 각각 상기 조건식 1 내지 식 3의 조건을 만족시킴을 보여준 것이다.Tables 12 to 14 below show that the first to fifth embodiments satisfy the conditions of
본 발명의 실시예에 따른 내시현미경 프로브용 렌즈계를 내시현미경의 프로브에 적용함으로써, 하나의 비구면 렌즈로 고해상도 성능을 유지하면서 초소형화한 내시현미경 구현할 수 있고, 비용 감소, 생산성 증대 등을 달성할 수 있다.이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.By applying the lens system for the endoscope probe according to the embodiment of the present invention to the probe of the endoscope, it is possible to implement a microscopic endoscope with one aspherical lens while maintaining high resolution performance, and to achieve a reduction in cost and increase in productivity. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that you can. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
L1: 제1 렌즈
L2: 제2 렌즈
L3: 제3 렌즈
L4: 제4 렌즈
L5: 제5 렌즈L1: first lens
L2: second lens
L3: third lens
L4: fourth lens
L5: fifth lens
Claims (7)
평평한 물체측면을 가지며, 볼록한 상측면을 가지는 제1 렌즈;
접합되는 상측면을 가지는 제2 렌즈;
상기 제2 렌즈와 접합되는 물체측면을 가지는 제3 렌즈;
적어도 하나의 비구면을 가지는 제4 렌즈; 및
볼록한 물체측면을 가지며, 평평한 상측면을 가지는 제5 렌즈를 포함하며,
상기 제1 렌즈의 곡률반경의 절대값 대비하여 상기 제5 렌즈의 곡률반경의 절대값의 비가 0.9~1.6인, 내시현미경 프로브용 렌즈계.A lens system for an endoscope probe comprising a plurality of lenses arranged from an object side to an image side,
A first lens having a flat object side and a convex image side;
A second lens having an image side to be bonded;
A third lens having an object side surface bonded to the second lens;
A fourth lens having at least one aspherical surface; And
It includes a fifth lens having a convex object side and a flat image side,
A lens system for an endoscope probe, wherein a ratio of the absolute value of the radius of curvature of the fifth lens to the absolute value of the radius of curvature of the first lens is 0.9 to 1.6.
상기 제2 렌즈의 아베수 대비하여 상기 제3 렌즈의 아베수의 비가 1.9~2.5인, 내시현미경 프로브용 렌즈계.The method of claim 1,
A lens system for an endoscope probe, wherein a ratio of the Abbe number of the third lens to the Abbe number of the second lens is 1.9 to 2.5.
물체면 및 상기 제1 렌즈의 물체측면 사이의 거리 대비하여 상면 및 상기 제5 렌즈의 상측면 사이의 거리의 비가 8.5~40.0인, 내시현미경 프로브용 렌즈계.The method of claim 1,
A lens system for an endoscope probe, wherein a ratio of a distance between an image surface and an image side surface of the fifth lens compared to a distance between an object surface and an object side surface of the first lens is 8.5-40.0.
상면에 입사되는 주광선의 각도가 광축 기준으로 0도 이상 2도 미만인, 내시현미경 프로브용 렌즈계.The method of claim 1,
A lens system for endoscope probes in which the angle of the chief ray incident on the image surface is 0 degrees or more and less than 2 degrees based on the optical axis.
상기 제2 및 제3 렌즈는,
상기 제2 렌즈의 상측면이 오목한 경우에 상기 제3 렌즈의 물체측면이 볼록하고, 상기 제2 렌즈의 상측면이 볼록한 경우에 상기 제3 렌즈의 물체측면이 오목한, 내시현미경 프로브용 렌즈계.The method of claim 1,
The second and third lenses,
A lens system for an endoscope probe, wherein the object side surface of the third lens is convex when the image side surface of the second lens is concave, and the object side surface of the third lens is concave when the image side surface of the second lens is convex.
상기 제4 렌즈는,
상기 물체측으로 상기 비구면을 가지는, 내시현미경 프로브용 렌즈계.
The method of claim 1,
The fourth lens,
A lens system for an endoscope probe having the aspherical surface toward the object side.
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