WO2012081349A1 - 内視鏡用光学系 - Google Patents

内視鏡用光学系 Download PDF

Info

Publication number
WO2012081349A1
WO2012081349A1 PCT/JP2011/076380 JP2011076380W WO2012081349A1 WO 2012081349 A1 WO2012081349 A1 WO 2012081349A1 JP 2011076380 W JP2011076380 W JP 2011076380W WO 2012081349 A1 WO2012081349 A1 WO 2012081349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
prism
optical axis
endoscope
axis
optical system
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/076380
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正弘 片倉
Original Assignee
オリンパスメディカルシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパスメディカルシステムズ株式会社 filed Critical オリンパスメディカルシステムズ株式会社
Priority to EP11849744.5A priority Critical patent/EP2624039A4/en
Priority to JP2012538892A priority patent/JP5372261B2/ja
Priority to CN201180056076.0A priority patent/CN103229087B/zh
Publication of WO2012081349A1 publication Critical patent/WO2012081349A1/ja
Priority to US13/591,794 priority patent/US8684915B2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00174Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • A61B1/00183Optical arrangements characterised by the viewing angles for variable viewing angles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096Optical elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407Optical details
    • G02B23/2446Optical details of the image relay
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope optical system.
  • the mirror is disposed at a position shifted in the radial direction from the optical axis of the other optical system in the endoscope, and further moves in the radial direction in the endoscope. Therefore, there exists a problem that the dimension of the front-end
  • rigid endoscopes that are particularly advantageous for good image quality In the mirror, there is a problem that the image quality of the endoscopic image deteriorates.
  • the prism is disposed so as to protrude in the radial direction from the distal end portion of the endoscope, and the optical axis of the optical system from the prism to the image sensor is orthogonal to the optical axis of the endoscope body. ing. Therefore, there is a problem that the overall diameter of the distal end portion of the endoscope becomes large.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and is an endoscope image with good image quality while keeping the diameter dimension of the distal end portion of the endoscope small while changing the direction of the field of view of the endoscope. It is an object of the present invention to provide an endoscope optical system capable of obtaining the above.
  • a negative lens that condenses light incident along an incident optical axis in order from the object side, and a first light that is substantially orthogonal to the incident optical axis.
  • a first prism that deflects and emits light in a direction along the axis, and a first reflecting surface that deflects light emitted from the first prism in a second axis direction substantially orthogonal to the first axis,
  • a second prism disposed opposite to the first prism, and a positive lens that condenses the light emitted from the second prism, wherein the negative lens and the first prism are arranged around the first axis.
  • An endoscope optical system that is rotatably provided with respect to two prisms and in which refractive indexes of the first prism and the second prism satisfy the following conditional expression. 1.7 ⁇ (Np1 + Np2) / 2 ⁇ 2.4 (1)
  • Np1 is the refractive index of the d-line of the first prism
  • Np2 is the refractive index of the d-line of the second prism.
  • conditional expression (1) the air-converted length of the optical path from the negative lens to the positive lens can be set sufficiently short, and even if a condensing lens is not separately prepared,
  • the entire optical system can be configured compactly while suppressing an increase in image height.
  • an increase in aberration can be suppressed by shortening the optical path length from the negative lens to the positive lens.
  • the angle of the incident optical axis can be changed with respect to the second axis by integrally rotating the negative lens and the first prism around the first axis.
  • the diameter of the distal end portion of the endoscope can be kept small while changing the direction of the visual field of the endoscope.
  • the image sensor can be arranged on the extension of the second axis substantially parallel to the incident optical axis, and a large image sensor corresponding to the diameter of the endoscope can be adopted as the image sensor. . As a result, an endoscopic image with good image quality can be obtained.
  • an aperture stop arranged between the negative lens and the positive lens may be provided. By doing so, the F number of the optical system is determined by the aperture stop.
  • the length along the optical axis in the first prism and the length along the optical axis in the second prism may satisfy the following conditional expression. 0.8 ⁇ DP1 / DP2 ⁇ 1.2 (2)
  • DP1 is a length along the optical axis in the first prism
  • DP2 is a length along the optical axis in the second prism.
  • the second prism emits the light deflected by the first reflecting surface in the second axis direction in a direction returning substantially parallel to the first axis.
  • a third prism for deflecting light emitted from the second prism in a direction along the optical axis of the positive lens substantially parallel to the incident optical axis, and from the first prism to the third prism.
  • the refractive index may satisfy the following conditional expression. 1.7 ⁇ (Np1 + Np2 + Np3) / 3 ⁇ 2.4 (3)
  • Np2 is the refractive index of the d-line of the second prism
  • Np3 is the refractive index of the d-line of the third prism.
  • the light incident on the first prism along the incident optical axis is deflected by the first reflecting surface of the second prism in the direction away from the incident optical axis, and then the second prism 2nd.
  • the light is deflected again by the reflecting surface in a direction approaching the incident optical axis, and is emitted by the third prism in a plane substantially parallel to the incident optical axis close to the incident optical axis.
  • conditional expression (3) the air conversion length of the optical path from the negative lens through the three prisms to the positive lens can be set sufficiently short, and the optical system can be made more compact. Can do.
  • the object image can be propagated without being inverted.
  • the acquired image does not need to be inverted and can be observed as it is.
  • the said incident optical axis and the optical axis of the said positive lens are arrange
  • the length along the optical axis in the first prism and the length along the optical axis in the third prism may satisfy the following conditional expression. 0.8 ⁇ DP1 / DP3 ⁇ 1.2 (4)
  • DP1 is a length along the optical axis in the first prism
  • DP3 is a length along the optical axis in the third prism.
  • the length along the optical axis in the second prism and the length along the optical axis in the third prism may satisfy the following conditional expression.
  • DP2 is a length along the optical axis in the second prism
  • DP3 is a length along the optical axis in the third prism.
  • positioned facing the imaging surface of the 1st optical member arrange
  • the following conditional expression may be satisfied.
  • enp is the distance from the object side to the entrance pupil position, which is the image position of the stop
  • fl is the focal length of the entire optical system from the first optical member to the second optical member. The focal length of the entire optical system from the first optical member to the second optical member.
  • the present invention it is possible to obtain an endoscopic image with good image quality while keeping the diameter dimension of the distal end portion of the endoscope small while changing the direction of the field of view of the endoscope.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an endoscope optical system according to a first embodiment of the present invention. It is a whole block diagram which shows the optical system for endoscopes which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a lens arrangement
  • FIG. 4 is an aberration diagram of a lens in the example of FIG. 3. It is a lens arrangement
  • FIG. 6 is an aberration diagram of the lens in the example of FIG. 5.
  • the endoscope optical system 1 is provided at the distal end of the insertion portion of the rigid endoscope, and includes a front group G1 and a rear group G2.
  • the front group G1 includes, in order from the object side, a cover glass (first optical member) 2, a negative lens 3, a flare stop 4, a first prism 5, a second prism 6, a brightness stop 7, and a positive stop. And a lens 8.
  • the rear group G2 includes a plurality of lenses 9 to 15 including at least one positive lens and a negative lens that collect the light emitted from the front group G1, and a flat plate disposed to face the imaging surface 17 of the imaging device. Glass (second optical member) 16.
  • the negative lens 3 collects light from an object incident along the incident optical axis C1.
  • the aperture stop 4 stops the light collected by the negative lens 3 and determines the F number of the entire endoscope optical system 1.
  • the first prism 5 is a triangular prism, and the light from the object side collected by the negative lens 3 is approximately 90 in the direction along the first axis C2 substantially orthogonal to the incident optical axis C1 by the reflecting surface 5a. ° Deflection and ejection.
  • the second prism 6 is also a triangular prism, and the light emitted from the first prism 5 in the direction along the first axis C2 is substantially parallel to the incident optical axis C1 by the reflecting surface (first reflecting surface) 6a. In the direction along the second axis C3, the light beam is deflected by approximately 90 ° and ejected.
  • the positive lens 8 condenses the light emitted from the second prism 6 in the direction along the second axis C3 and emits it toward the rear group G2.
  • the refractive indexes of the first prism 5 and the second prism 6 satisfy the following conditional expression (1). 1.7 ⁇ (Np1 + Np2A) / 2 ⁇ 2.4 (1)
  • Np1 is the refractive index of the d-line of the first prism 5
  • Np2A is the refractive index of the d-line of the second prism 6.
  • 1.8 ⁇ (Np1 + Np2A) / 2 ⁇ 2.3 is preferable, and 2.0 ⁇ (Np1 + Np2A) / 2 ⁇ 2.2 is more preferable.
  • the length along the optical axes C1 and C2 in the first prism 5 and the length along the optical axes C2 and C3 in the second prism 6 satisfy the following conditional expression (2). ing. 0.8 ⁇ DP1 / DP2A ⁇ 1.2 (2)
  • DP1 is a length along the optical axes C1 and C2 in the first prism 5
  • DP2A is a length along the optical axes C2 and C3 in the second prism 6.
  • the negative lens 3, the flare stop 4 and the first prism 5 are integrated by a housing 18, and rotate around the first axis C2 with respect to the cover glass 2, the second prism 6, the positive lens 8 and the rear group G2. It is provided as possible.
  • emp is the distance from the object side to the entrance pupil position, which is the image position of the diaphragm
  • fl is the focal length of the entire endoscope optical system 1 from the cover glass 2 to the flat glass 16
  • the following conditional expression (6) is satisfied. 0.1 ⁇ emp / fl ⁇ 5 (6) Note that 0.3 ⁇ emp / fl ⁇ 2 is preferable, and 0.6 ⁇ emp / fl ⁇ 1 is more preferable.
  • the operation of the endoscope optical system 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
  • the endoscope optical system 1 according to the present embodiment rotates the negative lens 3, the flare stop 4, and the first prism 5 around the first axis C2, thereby the second axis C3 that is the optical axis of the rear group G2.
  • the incident optical axis C1 can be swung to change the viewing direction of the endoscope.
  • the light collected by the negative lens 3 is deflected by 90 ° twice by the two triangular prisms 5 and 6, thereby the second axis substantially parallel to the plane including the incident optical axis C1.
  • the optical axis of the positive lens 8 can be arranged in the direction along C3, and a plurality of lenses 9 to 16 constituting the rear group G2 can be arranged along the longitudinal direction of the insertion portion of the endoscope.
  • the size of the image pickup element arranged to face the flat glass 16 arranged at the last stage of the rear group G2 can be determined according to the diameter dimension of the insertion portion, and the diameter dimension can be secured sufficiently large. In this case, a large image sensor can be adopted, and the image quality can be improved.
  • the endoscope optical system 1 according to the present embodiment, the refraction of the two prisms 5 and 6 disposed between the negative lens 3 and the positive lens 8 by satisfying the conditional expression (1).
  • the rate high By setting the rate high, the air conversion length of the optical path in the prisms 5 and 6 is shortened.
  • the apparent distance between the negative lens 3 and the positive lens 8 is made close to suppress an increase in image height and to generate aberrations.
  • conditional expression (2) the gap formed between the prisms 5 and 6 can be minimized and the air equivalent length can be shortened. Furthermore, since the light incident on the negative lens 3 along the incident optical axis C1 is deflected twice by the two prisms 5 and 6, the image of the object incident on the image sensor need not be inverted and acquired. There is an advantage that a correct image can be observed with an acquired image without performing a process of inverting the image information.
  • the distance from the surface top of the negative lens 3 to the entrance pupil position is set to the total endoscope optical system 1.
  • the endoscope optical system 1 since the incident optical axis C1 and the second axis C3 are separated from each other with a substantially parallel interval, the negative lens 3 to be rotated, the flare stop.
  • an endoscope optical system 20 according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the same reference numerals are assigned to portions having the same configuration as the endoscope optical system 1 according to the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the second prism 21 constituting the front group G1 is constituted by a trapezoidal prism, and the third prism 22 comprising a triangular prism is provided. It is different from the endoscope optical system 1 according to the first embodiment in that it is provided.
  • the second prism 21 formed of a trapezoidal prism deflects light deflected in the first axis C2 direction by the first prism 5 by approximately 90 ° in the second axis C3 direction by the first reflecting surface 21a. Thereafter, the light is emitted by being deflected by approximately 90 ° by the second reflecting surface 21b in the direction close to the incident axis C1 along the third axis C4 substantially parallel to the first axis C2. Further, the brightness stop 7 is disposed between the second prism 21 and the third prism 22.
  • the third prism 22 deflects the light emitted from the second prism 21 by approximately 90 ° and emits the light in the direction along the optical axis C5 of the positive lens 8 disposed in substantially the same plane as the incident optical axis C1. It has become.
  • the refractive indexes of the first prism 5, the second prism 21, and the third prism 22 satisfy the following conditional expression (3).
  • Np1 is the refractive index of the d-line of the first prism 5
  • Np2B is the refractive index of the d-line of the second prism 21
  • Np3 is the refractive index of the d-line of the third prism 22.
  • 1.8 ⁇ (Np1 + Np2B + Np3) / 3 ⁇ 2.3 is preferable, and 2.0 ⁇ (Np1 + Np2B + Np3) / 3 ⁇ 2.2 is more preferable.
  • the length along the optical axes C1 and C2 in the first prism 5 and the length along the optical axes C4 and C5 in the third prism 22 satisfy the following conditional expression (4). ing. 0.8 ⁇ DP1 / DP3 ⁇ 1.2 (4)
  • DP1 is a length along the optical axes C1 and C2 in the first prism 5
  • DP3 is a length along the optical axes C4 and C5 in the third prism 22.
  • the length along the optical axes C2, C3, C4 in the second prism 21 and the length along the optical axes C4, C5 in the third prism 22 are the following conditional expressions (5): Meet. 0.5 ⁇ DP2B / DP3 ⁇ 7 (5)
  • DP2B (DP2) is a length along the optical axes C2, C3, and C4 in the second prism 21. Note that 1 ⁇ DP2B / DP3 ⁇ 5 is preferable, and 2 ⁇ DP2B / DP3 ⁇ 3 is more preferable.
  • the operation of the endoscope optical system 20 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
  • the incident optical axis C1 is set with respect to the optical axis C5 of the rear group G2.
  • the viewing direction of the endoscope can be changed by swinging.
  • the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b of the second prism 21 made of a trapezoidal prism are used.
  • the optical axis C5 of the positive lens 8 can be arranged in a plane including the incident optical axis C1 by deflecting 90 ° twice by the third prism 22 and further deflecting 90 ° by the third prism 22 formed of a triangular prism.
  • the incident optical axis C1 of the front group G1 and the optical axis C5 of the rear group G2 can be arranged coaxially, and can be arranged most efficiently in the insertion portion.
  • a plurality of lenses 9 to 16 constituting the rear group G2 can be arranged along the longitudinal direction of the insertion portion of the endoscope, and arranged at the last stage of the rear group G2.
  • the size of the image pickup device arranged to face the flat glass 16 can be determined according to the diameter size of the insertion portion, and when the diameter size can be secured sufficiently large, the image pickup device is also large. The image quality can be improved.
  • the three prisms 5, 21, and 22 arranged between the negative lens 3 and the positive lens 8 are satisfied by satisfying the conditional expression (3). Is set high, the air equivalent length of the optical path in the prisms 5, 21, 22 is shortened. Thereby, regardless of the presence of the prisms 5, 21, 22 for changing the viewing direction, the apparent distance between the negative lens 3 and the positive lens 8 is made close to suppress an increase in image height and to reduce aberrations. There is an advantage that generation can be prevented. That is, it is not necessary to separately provide a positive lens for preventing an increase in image height, the endoscope optical system 1 can be configured compactly, and a clear image can be obtained while suppressing aberrations. There are advantages.
  • the gap formed between the prisms 5 and 22 is minimized, and the air conversion length is maximized. It can be shortened.
  • the conditional expression (5) when DP2B / DP3 is 0.5 or less, the second prism 21 becomes too small with respect to the third prism 22, and the first prism 5 interferes with the third prism 22. Therefore, if it is 7 or more, the negative lens 3 rotated with respect to the second prism 21 becomes enlarged.
  • the endoscope optical system 1 according to the present embodiment includes a front group G1 and a rear group G2, as shown in FIG.
  • the front group G1 includes a negative lens 3 made of a meniscus lens, a flare stop 4, two triangular prisms 5 and 6, a brightness stop 7, and a positive lens 8 made of a plano-convex lens.
  • the rear group G2 includes a planoconvex lens 9, a cemented lens of a biconvex lens 10 and a meniscus lens 11, a flat glass 12, a cemented lens of a biconcave lens 13 and a biconvex lens 14, and a flat glass 16.
  • the lens data for these lenses is as follows.
  • FIG. 4A shows spherical aberration (SAZ), FIG. 4B shows astigmatism (FC), FIG. 4C shows distortion aberration (DTL), and FIG. 4D shows chromatic aberration of magnification (CC).
  • SAZ spherical aberration
  • FC astigmatism
  • DTL distortion aberration
  • CC chromatic aberration of magnification
  • the endoscope optical system 20 according to the present embodiment includes a front group G1 and a rear group G2, as shown in FIG.
  • the front group G1 includes a negative lens 3 composed of a meniscus lens, a triangular prism 5, a trapezoidal prism 21, an aperture stop 7, a triangular prism 22, and a positive lens 8 composed of a plano-convex lens.
  • the rear group G2 includes a biconvex lens 9, a flat glass 10, a cemented lens of a biconvex lens 11, a meniscus lens 12, and a biconvex lens 13, a plano-convex lens 14, and a flat glass 16.
  • the lens data for these lenses is as follows.
  • FIG. 6A shows an aberration diagram of spherical aberration (SAZ), FIG. 6B shows astigmatism (FC), FIG. 6C shows distortion aberration (DTL), and FIG. 6D shows lateral chromatic aberration (CC).
  • SAZ spherical aberration
  • FC astigmatism
  • DTL distortion aberration
  • CC lateral chromatic aberration

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

内視鏡の視野の方向を可変にしながら、内視鏡の先端部の径寸法を小さく抑えつつ画質の良好な内視鏡画像を得る。物体側から順に、入射光軸(C1)に沿って入射された光を集光する負レンズ(3)と、該負レンズ(3)により集光された光を入射光軸(C1)に略直交する第1軸線(C2)に沿う方向に偏向して射出する第1プリズム(5)と、該第1プリズム(5)から射出された光を第1軸線(C2)に略直交する第2軸線(C3)方向に偏向する反射面を有し、該第1プリズム(5)と対向配置した第2プリズム(6)と、該第2プリズム(6)から射出された光を集光する正レンズ(8)とを備え、負レンズ(3)および第1プリズム(5)が、第1軸線(C2)回りに、第2プリズム(6)に対して回転可能に設けられている内視鏡用光学系(1)を提供する。

Description

内視鏡用光学系
 本発明は、内視鏡用光学系に関するものである。
 従来、内視鏡の先端部に配置されたミラーまたはプリズムを揺動または回転させてその先端面の向きを変更することにより、内視鏡の視野の方向を可変にする内視鏡が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
米国特許第6638216号明細書 特開2006-201796号公報 特許第4503535号公報
 しかしながら、特許文献1の場合には、ミラーが、内視鏡内の他の光学系の光軸から径方向にずれた位置に配置され、さらに、内視鏡内において径方向に移動する。そのため、内視鏡の先端部の寸法が径方向に大きくなるという問題がある。また、ミラーの後方に配置されたレンズ群や撮像素子などの他の光学系の寸法が、内視鏡の径寸法に対して小さく制限されるため、特に画質の良さが利点である硬性内視鏡において、内視鏡画像の画質が劣化するという問題がある。
 特許文献2の場合には、プリズムが内視鏡の先端部から径方向に突出して配置され、さらに、プリズムから画像センサまでの光学系の光軸が、内視鏡本体の光軸に直交している。したがって、内視鏡の先端部の全体の径寸法が大きくなるという問題がある。
 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、内視鏡の視野の方向を可変にしながら、内視鏡の先端部の径寸法を小さく抑えつつ画質の良好な内視鏡画像を得ることができる内視鏡用光学系を提供することを目的としている。
 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
 本発明の一態様は、物体側から順に、入射光軸に沿って入射された光を集光する負レンズと、該負レンズにより集光された光を前記入射光軸に略直交する第1軸線に沿う方向に偏向して射出する第1プリズムと、該第1プリズムから射出された光を前記第1軸線に略直交する第2軸線方向に偏向する第1反射面を有し、該第1プリズムと対向配置された第2プリズムと、該第2プリズムから射出された光を集光する正レンズとを備え、前記負レンズおよび前記第1プリズムが、前記第1軸線回りに、前記第2プリズムに対して回転可能に設けられ、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムの屈折率が、以下の条件式を満たす内視鏡用光学系である。
  1.7<(Np1+Np2)/2<2.4         (1)
  ここで、Np1は第1プリズムのd線の屈折率、Np2は第2プリズムのd線の屈折率である。
 このようにすることで、条件式(1)を満たすことにより、負レンズから正レンズに至る光路の空気換算長を十分に短く設定することができ、集光レンズを別途用意しなくても、像高の増大を抑えて光学系全体をコンパクトに構成することができる。また、負レンズから正レンズに至る光路長を短くすることで、収差の増大を抑えることができる。
 そして、第1軸線回りに負レンズおよび第1プリズムを一体的に回転させることにより、第2軸線に対して入射光軸の角度を変化させることができる。その結果、内視鏡の視野の方向を可変にしながら、内視鏡の先端部の径寸法を小さく抑えることができる。また、2つのプリズムによって光路を折り曲げることにより、入射光軸に略平行な第2軸線の延長上に撮像素子を配置でき、撮像素子として内視鏡の径寸法に応じた大きな撮像素子を採用できる。その結果、良好な画質の内視鏡画像を得ることができる。
 上記態様においては、前記負レンズから前記正レンズまでの間に配置された明るさ絞りを備えていてもよい。
 このようにすることで、明るさ絞りにより光学系のFナンバーが決定される。
 また、上記態様においては、前記第1プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第2プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たしていてもよい。
  0.8<DP1/DP2<1.2             (2)
  ここで、DP1は第1プリズム内の光軸に沿う長さ、DP2は第2プリズム内の光軸に沿う長さである。
 このようにすることで、プリズム間に形成される隙間を最小限に抑えて、空気換算長を短縮することができる。
 また、上記態様においては、前記第2プリズムが、前記第2軸線方向に前記第1反射面で偏向された光を前記第1軸線に略平行に戻る方向に偏向して射出する第2反射面を有し、前記第2プリズムから射出された光を前記入射光軸に略平行な前記正レンズの光軸に沿う方向に偏向する第3プリズムを備え、前記第1プリズムから前記第3プリズムの屈折率が、以下の条件式を満たしていてもよい。
  1.7<(Np1+Np2+Np3)/3<2.4     (3)
  ここで、Np2は第2プリズムのd線の屈折率であり、Np3は第3プリズムのd線の屈折率である。
 このようにすることで、入射光軸に沿って第1プリズムに入射された光は、入射光軸から離れる方向へ第2プリズムの第1反射面で偏向された後、第2プリズムの第2反射面によって再び入射光軸へ近づく方向へ偏向され、第3プリズムによって入射光軸に近接した入射光軸と略平行な平面内において射出される。この場合に、条件式(3)を満たすことにより、負レンズから3つのプリズムを経て正レンズに至る光路の空気換算長を十分に短く設定することができ、光学系をさらにコンパクトに構成することができる。
 また、第1プリズムから第3プリズムに至る光路上で、光が偶数回屈折させられるので、物体の像を反転させることなく伝播することができる。その結果、取得された画像を反転処理する必要がなく、そのまま観察することが可能となる。
 また、上記態様においては、前記入射光軸と前記正レンズの光軸とが略同一平面内に配置されていることが好ましい。
 このようにすることで、第1プリズムから第3プリズムに至るスペースを効率よく使用して、光学系を最もコンパクトに構成することができる。そして、内視鏡先端部のスペースを効率的に活用し、内視鏡を径方向に小型化できる。
 また、上記態様においては、前記第1プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第3プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たしていてもよい。
  0.8<DP1/DP3<1.2             (4)
  ここで、DP1は第1プリズム内の光軸に沿う長さ、DP3は第3プリズム内の光軸に沿う長さである。
 このようにすることで、プリズム間に形成される隙間を最小限に抑えて、空気換算長を短縮することができる。
 また、上記態様においては、前記第2プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第3プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たしていてもよい。
  0.5<DP2/DP3<7               (5)
  ここで、DP2は第2プリズム内の光軸に沿う長さ、DP3は第3プリズム内の光軸に沿う長さである。
 このようにすることで、DP2/DP3が0.5以下となると、第3プリズムに対して第2プリズムが小さくなり過ぎて、第1プリズムが第3プリズムに干渉して回転困難となり、7以上であると、第2プリズムに対して回転させられる負レンズの肥大化してしまう。条件式(5)を満たすことで、上記不都合のない光学系を構成することができる。
 また、上記態様においては、前記物体と前記負レンズとの間に配置された第1光学部材と、前記物体からの光を光電変換する撮像素子の撮像面に対向して配置される第2光学部材とを備え、以下の条件式を満たしていてもよい。
  0.1<enp/fl<5                (6)
  ここで、enpは物体側からみた絞りの像位置である入射瞳位置までの距離、flは、前記第1光学部材から前記第2光学部材までの全光学系の焦点距離である。前記第1光学部材から前記第2光学部材までの全光学系の焦点距離である。
 このようにすることで、入射瞳位置を負レンズに近接させて、第2プリズムに対して回転させられる負レンズの肥大化を防止して、光学系をコンパクトに構成することができる。そして、入射瞳位置を物体側に移動することによって、負レンズと第1プリズムとの肥大化を防止し、光学系をコンパクトにできる。
 本発明によれば、内視鏡の視野の方向を可変にしながら、内視鏡の先端部の径寸法を小さく抑えつつ画質の良好な内視鏡画像を得ることができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る内視鏡用光学系を示す全体構成図である。 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡用光学系を示す全体構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡用光学系の実施例を示すレンズの配列図である。 図3の実施例におけるレンズの収差図である。 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡用光学系の実施例を示すレンズの配列図である。 図5の実施例におけるレンズの収差図である。
 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡用光学系1について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施形態に係る内視鏡用光学系1は、図1に示されるように、硬性内視鏡の挿入部の先端に備えられ、前群G1と後群G2とを備えている。
 前群G1は、物体側から順に、カバーガラス(第1光学部材)2と、負レンズ3と、フレア絞り4と、第1プリズム5と、第2プリズム6と、明るさ絞り7と、正レンズ8とを備えている。後群G2は、前群G1から射出された光を集光する少なくとも1枚の正レンズおよび負レンズを含む複数のレンズ9~15と、撮像素子の撮像面17に対向して配置される平板ガラス(第2光学部材)16とを備えている。
 負レンズ3は、入射光軸C1に沿って入射された物体からの光を集光するようになっている。
 明るさ絞り4は、負レンズ3により集光された光を絞って、内視鏡用光学系1全体のFナンバーを決定するようになっている。
 第1プリズム5は、三角プリズムであって、負レンズ3により集光された物体側からの光を反射面5aによって、入射光軸C1に略直交する第1軸線C2に沿う方向に、略90°偏向して射出するようになっている。
 また、第2プリズム6も三角プリズムであって、第1プリズム5から第1軸線C2に沿う方向に射出された光を反射面(第1反射面)6aによって、入射光軸C1に略平行する第2軸線C3に沿う方向に、略90°偏向して射出するようになっている。
 正レンズ8は、第2プリズム6から第2軸線C3に沿う方向に射出された光を集光して後群G2に向けて射出するようになっている。
 第1プリズム5および第2プリズム6の屈折率は、以下の条件式(1)を満たしている。
  1.7<(Np1+Np2A)/2<2.4         (1)
  ここで、Np1は第1プリズム5のd線の屈折率、Np2A(Np2)は第2プリズム6のd線の屈折率である。
 なお、1.8<(Np1+Np2A)/2<2.3であることが好ましく、2.0<(Np1+Np2A)/2<2.2であることがさらに好ましい。
 また、本実施形態においては、第1プリズム5内の光軸C1,C2に沿う長さと、第2プリズム6内の光軸C2,C3に沿う長さとが、以下の条件式(2)を満たしている。
  0.8<DP1/DP2A<1.2             (2)
  ここで、DP1は第1プリズム5内の光軸C1,C2に沿う長さ、DP2A(DP2)は第2プリズム6内の光軸C2,C3に沿う長さである。
 また、負レンズ3、フレア絞り4および第1プリズム5は、筐体18によって一体化され、カバーガラス2、第2プリズム6、正レンズ8および後群G2に対して第1軸線C2回りに回転可能に設けられている。
 また、本実施形態においては、enpを物体側からみた絞りの像位置である入射瞳位置までの距離、flをカバーガラス2から平板ガラス16までの全内視鏡光学系1の焦点距離として、以下の条件式(6)が満たされている。
  0.1<enp/fl<5                (6)
 なお、0.3<enp/fl<2であることが好ましく、0.6<enp/fl<1であることがさらに好ましい。
 このように構成された本実施形態に係る内視鏡用光学系1の作用について以下に説明する。
 本実施形態に係る内視鏡用光学系1は、負レンズ3、フレア絞り4および第1プリズム5を第1軸線C2回りに回転させることで、後群G2の光軸である第2軸線C3に対して入射光軸C1を揺動させ、内視鏡の視野方向を変更することができる。
 この場合に、負レンズ3により集光された光を、2つの三角プリズム5,6によって2回にわたって、90°偏向することにより、入射光軸C1を含む平面に対して略平行な第2軸線C3に沿う方向に正レンズ8の光軸を配置することができ、内視鏡の挿入部の長手方向に沿って後群G2を構成する複数のレンズ9~16を配列することができる。その結果、後群G2の最後段に配置される平板ガラス16に対向して配置される撮像素子のサイズは挿入部の径寸法に応じて決定することができ、径寸法を十分に大きく確保できる場合には、撮像素子としても大型のものを採用でき、画質の向上を図ることができる。
 また、本実施形態に係る内視鏡用光学系1によれば、条件式(1)を満たすことによって、負レンズ3と正レンズ8との間に配置される2つのプリズム5,6の屈折率を高く設定することにより、プリズム5,6内の光路の空気換算長を短くしている。これにより、視野方向を変更するためのプリズム5,6の存在に拘わらず、負レンズ3と正レンズ8との見かけ上の距離を近接させて、像高の増大を抑えると共に、収差の発生を防止することができるという利点がある。すなわち、像高の増大を防止するための正レンズを別途設ける必要がなく、光学系をコンパクトに構成することができるとともに、収差を抑えて鮮明な画像を得ることができるという利点がある。
 また、条件式(2)を満たすことにより、プリズム5,6間に形成される隙間を最小限に抑えて、空気換算長を短縮することができる。
 さらに、入射光軸C1に沿って負レンズ3に入射された光を2つのプリズム5,6で2回偏向するので、撮像素子に入射される物体の像を反転させずに済み、取得された画像情報を反転する処理を施すことなく、取得されたままの画像によって正しい像を観察することができるという利点がある。
 また、本実施形態に係る内視鏡用光学系1によれば、条件式(6)を満たすことによって、負レンズ3の面頂から入射瞳位置までの距離を全内視鏡用光学系1の焦点距離に対して比較的短く設定することにより、回転駆動される負レンズ3の大型化を防止し、可動部をコンパクトに構成することができる。
 また、本実施形態に係る内視鏡用光学系1によれば、入射光軸C1と第2軸線C3とが略平行な間隔を開けて離れているので、回転させられる負レンズ3、フレア絞り4および第1プリズム5を含む可動部と、第2プリズム6、明るさ絞り7および正レンズ8を含む固定部との間の干渉が抑えられ、回転角度範囲を大きく確保することができるという利点がある。
 次に、本発明の第2の実施形態に係る内視鏡用光学系20について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施形態の説明においては、上述した第1の実施形態に係る内視鏡用光学系1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
 本実施形態に係る内視鏡用光学系20は、図2に示されるように、前群G1を構成する第2プリズム21が台形プリズムにより構成されるとともに、三角プリズムからなる第3プリズム22を備える点で第1の実施形態に係る内視鏡用光学系1と相違している。
 本実施形態においては、台形プリズムからなる第2プリズム21が、第1プリズム5によって第1軸線C2方向に偏向された光を第2軸線C3方向に第1反射面21aによって略90°偏向させた後、第1軸線C2に略平行な第3軸線C4に沿って入射軸線C1に近接する方向に第2反射面21bによって略90°偏向させて射出させるようになっている。また、第2プリズム21と第3プリズム22との間に明るさ絞り7が配置されている。
 第3プリズム22は、第2プリズム21から射出された光を略90°偏向させて、入射光軸C1と略同一平面内に配置される正レンズ8の光軸C5に沿う方向に射出させるようになっている。
 本実施形態においては、第1プリズム5、第2プリズム21および第3プリズム22の屈折率は、以下の条件式(3)を満たしている。
  1.7<(Np1+Np2B+Np3)/3<2.4         (3)
  ここで、Np1は第1プリズム5のd線の屈折率、Np2B(Np2)は第2プリズム21のd線の屈折率、Np3は第3プリズム22のd線の屈折率である。
 なお、1.8<(Np1+Np2B+Np3)/3<2.3であることが好ましく、2.0<(Np1+Np2B+Np3)/3<2.2であることがさらに好ましい。
 また、本実施形態においては、第1プリズム5内の光軸C1,C2に沿う長さと、第3プリズム22内の光軸C4,C5に沿う長さとが、以下の条件式(4)を満たしている。
  0.8<DP1/DP3<1.2                  (4)
  ここで、DP1は第1プリズム5内の光軸C1,C2に沿う長さ、DP3は第3プリズム22内の光軸C4,C5に沿う長さである。
 さらに、本実施形態においては、第2プリズム21内の光軸C2,C3,C4に沿う長さと、第3プリズム22内の光軸C4,C5に沿う長さとが、以下の条件式(5)を満たしている。
  0.5<DP2B/DP3<7                   (5)
  ここで、DP2B(DP2)は第2プリズム21内の光軸C2,C3,C4に沿う長さである。
 なお、1<DP2B/DP3<5であることが好ましく、2<DP2B/DP3<3であることがさらに好ましい。
 このように構成された本実施形態に係る内視鏡用光学系20の作用について以下に説明する。
 本実施形態に係る内視鏡用光学系20においては、負レンズ3および第1プリズム5を第1軸線C2回りに回転させることで、後群G2の光軸C5に対して入射光軸C1を揺動させ、内視鏡の視野方向を変更することができる。
 この場合に、負レンズ3により集光された光を、三角プリズムからなる第1プリズム5によって90°偏向した後に、台形プリズムからなる第2プリズム21の第1反射面21aおよび第2反射面21bによって2回にわたって90°偏向し、さらに、三角プリズムからなる第3プリズム22によって90°偏向することにより、入射光軸C1を含む平面内に正レンズ8の光軸C5を配置することができる。これにより、前群G1の入射光軸C1と後群G2の光軸C5とを同軸に配置することができ、挿入部内に最も効率的に配置することができる。
 また、第1の実施形態と同様に、内視鏡の挿入部の長手方向に沿って後群G2を構成する複数のレンズ9~16を配列することができ、後群G2の最後段に配置される平板ガラス16に対向して配置される撮像素子のサイズは挿入部の径寸法に応じて決定することができ、径寸法を十分に大きく確保できる場合には、撮像素子としても大型のものを採用でき、画質の向上を図ることができる。
 また、本実施形態に係る内視鏡用光学系20によれば、条件式(3)を満たすことによって、負レンズ3と正レンズ8との間に配置される3つのプリズム5,21,22の屈折率を高く設定することにより、プリズム5,21,22内の光路の空気換算長を短くしている。これにより、視野方向を変更するためのプリズム5,21,22の存在に拘わらず、負レンズ3と正レンズ8との見かけ上の距離を近接させて、像高の増大を抑えると共に、収差の発生を防止することができるという利点がある。すなわち、像高の増大を防止するための正レンズを別途設ける必要がなく、内視鏡用光学系1をコンパクトに構成することができるとともに、収差を抑えて鮮明な画像を得ることができるという利点がある。
 さらに、入射光軸C1に沿って負レンズ3に入射された光を3つのプリズム5,21,22で4回偏向するので、撮像素子に入射される物体の像を反転させずに済み、取得された画像情報を反転する処理を施すことなく、取得されたままの画像によって正しい像を観察することができるという利点がある。
 また、本実施形態に係る内視鏡用光学系20によれば、条件式(4)を満たすことによって、プリズム5,22間に形成される隙間を最小限に抑えて、空気換算長を最も短縮することができる。
 また、条件式(5)においては、DP2B/DP3が0.5以下となると、第3プリズム22に対して第2プリズム21が小さくなり過ぎて、第1プリズム5が第3プリズム22に干渉して回転困難となり、7以上であると、第2プリズム21に対して回転させられる負レンズ3が肥大化してしまう。条件式(5)を満たすことで、上記不都合のない光学系を構成することができる。
 次に、本発明の第1の実施形態に係る内視鏡用光学系1の実施例について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施例に係る内視鏡用光学系1は、図3に示されるように、前群G1と後群G2とを備えている。
 前群G1は、メニスカスレンズからなる負レンズ3と、フレア絞り4と、2つの三角プリズム5,6と、明るさ絞り7と、平凸レンズからなる正レンズ8とを備えている。
 後群G2は、平凸レンズ9と、両凸レンズ10とメニスカスレンズ11との接合レンズと、平板ガラス12と、両凹レンズ13と両凸レンズ14との接合レンズと、平板ガラス16とを備えている。
 これらのレンズのレンズデータは以下の通りである。
 面番    R      D     Nd       Vd 
 1   6.675  0.40  2.00330  28.27
 2   1.392  0.65
 3 ∞(フレア絞り) 0.05
 4   ∞      1.00  2.00330  28.27
 5   ∞(反射面) 1.00  2.00330  28.27
 6   ∞      0.20
 7   ∞      1.00  2.00330  28.27
 8   ∞(反射面) 1.00  2.00330  28.27
 9   絞り     0.10
 10  ∞      1.00  1.67300  38.15
 11 -3.567  0.50
 12  ∞      1.36  1.49700  81.60
 13 -4.385  0.10
 14  6.516  1.77  1.58913  61.14
 15 -2.719  0.50  1.88300  40.76
 16 -6.888  0.30
 17  ∞      0.60  1.51800  74.60
 18  ∞      0.63
 19 -5.250  0.50  1.84666  23.78
 20  2.774  2.50  1.72916  54.68
 21 -3.992  0.53
 22  ∞      0.40  1.51633  64.14
 23  ∞      1.00  1.61350  50.20
 24  ∞ 
 また、本実施例においては、
  (Np1+Np2A)/2=2.01
  DP1/DP2A=2.00/2.00=1.00
  enp/fl=0.67
であり、条件式(1),(2)および(6)を満たしている。
 図4の(a)に球面収差(SAZ)、(b)に非点収差(FC)、(c)に歪曲収差(DTL)、(d)に倍率色収差(CC)の収差図をそれぞれ示す。実施例1の複数のレンズタイプを用いれば、内視鏡に適用できるほど十分に収差補正された光学系を提供することができる。
 次に、本発明の第2の実施形態に係る内視鏡用光学系20の実施例について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施例に係る内視鏡用光学系20は、図5に示されるように、前群G1と後群G2とを備えている。
 前群G1は、メニスカスレンズからなる負レンズ3と、三角プリズム5と、台形プリズム21と、明るさ絞り7と、三角プリズム22と、平凸レンズからなる正レンズ8とを備えている。
 後群G2は、両凸レンズ9と、平板ガラス10、両凸レンズ11とメニスカスレンズ12と両凸レンズ13との接合レンズと、平凸レンズ14と、平板ガラス16とを備えている。
 これらのレンズのレンズデータは以下の通りである。
 面番    R      D     Nd       Vd 
 1   ∞      0.40  2.00330  28.27
 2   2.500  1.00
 3   ∞      1.40  2.00330  28.27
 4   ∞(反射面) 1.40  2.00330  28.27
 5   ∞      0.10
 6   ∞      1.00  2.00330  28.27
 7   ∞(反射面) 4.50  2.00330  28.27
 8   ∞(反射面) 1.00  2.00330  28.27
 9   絞り     0.30
 10  ∞      1.20  2.00330  28.27
 11  ∞(反射面) 1.20  2.00330  28.27
 12  ∞      0.30
 13  ∞      0.80  1.84666  23.78
 14 -8.682  0.70
 15  3.654  1.10  1.49700  81.54
 16 -15.821 0.20
 17  ∞      0.60  1.51800  74.60
 18  ∞      0.20
 19  5.496  1.40  1.49700  81.54
 20 -3.254  0.70  2.00330  28.27
 21  3.254  1.25  1.58144  40.75
 22 -40.944 2.19
 23  11.201 1.00  1.49700  81.54
 24  ∞      0.70
 25  ∞      0.50  1.51633  64.14
 26  ∞            1.61350  50.20
 27  ∞
 また、本実施例においては、
  (Np1+Np2A)/2=2.01
  (Np1+Np2B+Np3)/3=2.01
  DP1/DP3=2.80/2.40=1.17
  DP2B/DP3=6.50/2.40=2.71
  enp/fl=0.83
であり、条件式(1)および(3)~(6)を満たしている。
 図6の(a)に球面収差(SAZ)、(b)に非点収差(FC)、(c)に歪曲収差(DTL)、(d)に倍率色収差(CC)の収差図をそれぞれ示す。実施例2の複数のレンズタイプを用いれば、内視鏡に適用できるほど十分に収差補正された光学系を提供することができる。
 C1 入射光軸
 C2 第1軸線
 C3 第2軸線
 C5 光軸(第4軸線)
 1,20 内視鏡用光学系
 2 カバーガラス(第1光学部材)
 3 負レンズ
 5 第1プリズム
 6,21 第2プリズム
 6a 反射面(第1反射面)
 7 明るさ絞り
 8 正レンズ
 16 平板ガラス(第2光学部材)
 17 撮像面
 21a 第1反射面
 21b 第2反射面
 22 第3プリズム

Claims (8)

  1.  物体側から順に、入射光軸に沿って入射された光を集光する負レンズと、該負レンズにより集光された光を前記入射光軸に略直交する第1軸線に沿う方向に偏向して射出する第1プリズムと、該第1プリズムから射出された光を前記第1軸線に略直交する第2軸線方向に偏向する第1反射面を有し、該第1プリズムと対向配置した第2プリズムと、該第2プリズムから射出された光を集光する正レンズとを備え、
     前記負レンズおよび前記第1プリズムが、前記第1軸線回りに、前記第2プリズムに対して回転可能に設けられ、
     前記第1プリズムおよび前記第2プリズムの屈折率が、以下の条件式を満たす内視鏡用光学系。
      1.7<(Np1+Np2)/2<2.4     (1)
      ここで、Np1は第1プリズムのd線の屈折率、Np2は第2プリズムのd線の屈折率である。
  2.  前記負レンズから前記正レンズまでの間に配置された明るさ絞りを備える請求項1に記載の内視鏡用光学系。
  3.  前記第1プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第2プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たす請求項1に記載の内視鏡用光学系。
      0.8<DP1/DP2<1.2         (2)
      ここで、DP1は第1プリズム内の光軸に沿う長さ、DP2は第2プリズム内の光軸に沿う長さである。
  4.  前記第2プリズムが、前記第2軸線方向に偏向された光を前記第1軸線に略平行に戻る方向に偏向して射出する第2反射面を有し、
     前記第2プリズムから射出された光を前記入射光軸に略平行な前記正レンズの光軸に沿う方向に偏向する第3プリズムを備え、
     前記第1プリズムから前記第3プリズムの屈折率が、以下の条件式を満たす請求項1または請求項2に記載の内視鏡用光学系。
      1.7<(Np1+Np2+Np3)/3<2.4 (3)
      ここで、Np3は第3プリズムのd線の屈折率である。
  5.  前記入射光軸と前記正レンズの光軸とが略同一平面内に配置されている請求項4に記載の内視鏡用光学系。
  6.  前記第1プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第3プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たす請求項5に記載の内視鏡用光学系。
      0.8<DP1/DP3<1.2         (4)
      ここで、DP1は第1プリズム内の光軸に沿う長さ、DP3は第3プリズム内の光軸に沿う長さである。
  7.  前記第2プリズム内の光軸に沿う長さと、前記第3プリズム内の光軸に沿う長さとが、以下の条件式を満たす請求項4から請求項6のいずれかに記載の内視鏡用光学系。
      0.5<DP2/DP3<7           (5)
      ここで、DP2は第2プリズム内の光軸に沿う長さ、DP3は第3プリズム内の光軸に沿う長さである。
  8.  前記物体と前記負レンズとの間に配置された第1光学部材と、前記物体からの光を光電変換する撮像素子の撮像面に対向して配置される第2光学部材とを備え、以下の条件式を満たす請求項2に記載の内視鏡用光学系。
      0.1<enp/fl<5            (6)
      ここで、enpは物体側からみた絞りの像位置である入射瞳位置までの距離、flは、前記第1光学部材から前記第2光学部材までの全光学系の焦点距離である。
PCT/JP2011/076380 2010-12-15 2011-11-16 内視鏡用光学系 WO2012081349A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11849744.5A EP2624039A4 (en) 2010-12-15 2011-11-16 Endoscope optical system
JP2012538892A JP5372261B2 (ja) 2010-12-15 2011-11-16 内視鏡用光学系
CN201180056076.0A CN103229087B (zh) 2010-12-15 2011-11-16 内窥镜用光学系统
US13/591,794 US8684915B2 (en) 2010-12-15 2012-08-22 Endoscope optical system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010279786 2010-12-15
JP2010-279786 2010-12-15

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/591,794 Continuation US8684915B2 (en) 2010-12-15 2012-08-22 Endoscope optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012081349A1 true WO2012081349A1 (ja) 2012-06-21

Family

ID=46244462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/076380 WO2012081349A1 (ja) 2010-12-15 2011-11-16 内視鏡用光学系

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8684915B2 (ja)
EP (1) EP2624039A4 (ja)
JP (1) JP5372261B2 (ja)
CN (1) CN103229087B (ja)
WO (1) WO2012081349A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160192831A1 (en) * 2013-09-11 2016-07-07 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoscope with adjustable viewing direction
WO2016163447A1 (ja) * 2015-04-09 2016-10-13 オリンパス株式会社 内視鏡対物光学系
WO2016194612A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 撮像ユニット
WO2017010198A1 (ja) * 2015-07-14 2017-01-19 オリンパス株式会社 内視鏡
WO2017057270A1 (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 オリンパス株式会社 内視鏡照明光学系及び内視鏡光学系ユニット
JP2020013146A (ja) * 2016-07-29 2020-01-23 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハーOlympus Winter & Ibe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung 光学系及び該光学系を有する外科用器具

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8295693B2 (en) * 2010-07-02 2012-10-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Dual optical path prism and camera in a minimally invasive surgical system
DE102012110905A1 (de) * 2012-11-13 2014-05-15 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Beobachtungsinstrument mit einem hochauflösenden Bildaufnehmer
CN105263393B (zh) * 2013-03-15 2018-10-26 德普伊新特斯产品公司 与成角度的内窥镜一起使用的带有整合式棱镜的观察套管针
DE102014013594A1 (de) 2013-11-26 2015-05-28 Viimagic Gmbh Endoskop mit mehreren Blickrichtungen
DE102014202612B4 (de) * 2014-02-13 2017-08-17 Olympus Winter & Ibe Gmbh Prismenhalteranordnung und Endoskop mit variabler Blickrichtung
DE102014202669A1 (de) * 2014-02-13 2015-08-13 Olympus Winter & Ibe Gmbh Prismensatz, Prismenhalteranordnung und Endoskop mit variabler Blickrichtung
JP2015229059A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 株式会社東芝 カメラヘッド、カメラヘッドの接続方法及び内視鏡装置
DE102014211367A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 OLYMPUS Winter & lbe GmbH Prismenvorrichtung und Endoskop
SE538858C2 (sv) * 2015-05-13 2017-01-10 Meridentoptergo Ab Lupp samt glasögon innefattande en dylik lupp
KR102548901B1 (ko) * 2015-11-13 2023-06-29 삼성전자주식회사 망원렌즈 및 촬상장치
CN105807418B (zh) * 2016-05-18 2019-07-09 苏州六阳光电科技有限公司 一种工业内窥镜光学系统
DE102016225097A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Olympus Winter & Ibe Gmbh Optisches System für ein seitwärts blickendes Endoskop sowie seitwärts blickendes Endoskop
US10429150B1 (en) * 2019-02-04 2019-10-01 Kruger Optical, Inc. Compact optical sight
CN111638570B (zh) * 2020-06-10 2021-06-22 四川长虹电器股份有限公司 一种旋转镜头及投影设备
CN114839759B (zh) * 2022-04-08 2023-11-07 长春理工大学 一种带有视向棱镜的显微内窥镜物镜系统
CN115097601A (zh) * 2022-06-22 2022-09-23 上海微觅医疗器械有限公司 内窥镜光学系统、内窥镜物镜及内窥镜
CN116909076B (zh) * 2023-09-12 2024-01-05 江西联益光学有限公司 光学成像系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144937A (ja) * 1974-10-15 1976-04-16 Olympus Optical Co
US6638216B1 (en) 2000-08-30 2003-10-28 Durell & Gitelis, Inc. Variable view arthroscope
JP2005266175A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP2006201796A (ja) 2005-01-21 2006-08-03 Karl Storz Development Corp 先端に画像センサを備えた視界器具の可変方向性
JP2006204924A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Karl Storz Development Corp 視界方向が可変とされた視界器具のための光学システム
JP2010128034A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びこのズームレンズを備えた撮像装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3380335A (en) * 1964-02-28 1968-04-30 Clave Serge Observation port
JPH10123411A (ja) * 1996-10-24 1998-05-15 Olympus Optical Co Ltd ファイバースコープ光学系
GB2354836B (en) * 1999-09-28 2003-06-04 Keymed Improvements relating to borescopes and endoscopes with variable direction of view
EP1586195B1 (de) * 2003-01-21 2006-05-17 Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG Vorrichtung zum erfassen einer objektszene
US9182577B2 (en) 2005-01-21 2015-11-10 Karl Storz Imaging, Inc. Variable direction of view instrument with distal image sensor
JP4746723B2 (ja) * 2009-07-30 2011-08-10 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用光学系および内視鏡
DE102010033427A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoskop mit einstellbarer Blickrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144937A (ja) * 1974-10-15 1976-04-16 Olympus Optical Co
US6638216B1 (en) 2000-08-30 2003-10-28 Durell & Gitelis, Inc. Variable view arthroscope
JP2005266175A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP2006201796A (ja) 2005-01-21 2006-08-03 Karl Storz Development Corp 先端に画像センサを備えた視界器具の可変方向性
JP2006204924A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Karl Storz Development Corp 視界方向が可変とされた視界器具のための光学システム
JP4503535B2 (ja) 2005-01-28 2010-07-14 カール・ストーツ・デベロップメント・コーポレーション 視界方向が可変とされた視界器具のための光学システム
JP2010128034A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びこのズームレンズを備えた撮像装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2624039A4

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10022039B2 (en) * 2013-09-11 2018-07-17 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoscope with adjustable viewing direction
JP2016530969A (ja) * 2013-09-11 2016-10-06 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハーOlympus Winter & Ibe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung 視野方向が調整可能な内視鏡
US20160192831A1 (en) * 2013-09-11 2016-07-07 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoscope with adjustable viewing direction
US10054783B2 (en) 2015-04-09 2018-08-21 Olympus Corporation Endoscope objective optical system
JP6043041B1 (ja) * 2015-04-09 2016-12-14 オリンパス株式会社 内視鏡対物光学系
WO2016163447A1 (ja) * 2015-04-09 2016-10-13 オリンパス株式会社 内視鏡対物光学系
JPWO2016194612A1 (ja) * 2015-06-01 2017-06-22 オリンパス株式会社 撮像ユニット
US9958668B2 (en) 2015-06-01 2018-05-01 Olympus Corporation Image pickup unit
WO2016194612A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 撮像ユニット
WO2017010198A1 (ja) * 2015-07-14 2017-01-19 オリンパス株式会社 内視鏡
JP6116780B1 (ja) * 2015-07-14 2017-04-19 オリンパス株式会社 内視鏡
US10244925B2 (en) 2015-07-14 2019-04-02 Olympus Corporation Endoscope
WO2017057270A1 (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 オリンパス株式会社 内視鏡照明光学系及び内視鏡光学系ユニット
JP6143995B1 (ja) * 2015-10-01 2017-06-07 オリンパス株式会社 内視鏡光学系ユニット
US10307045B2 (en) 2015-10-01 2019-06-04 Olympus Corporation Endoscope optical system unit
JP2020013146A (ja) * 2016-07-29 2020-01-23 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハーOlympus Winter & Ibe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung 光学系及び該光学系を有する外科用器具

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012081349A1 (ja) 2014-05-22
US8684915B2 (en) 2014-04-01
EP2624039A1 (en) 2013-08-07
CN103229087B (zh) 2015-06-03
CN103229087A (zh) 2013-07-31
EP2624039A4 (en) 2017-07-12
JP5372261B2 (ja) 2013-12-18
US20130044361A1 (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5372261B2 (ja) 内視鏡用光学系
US10082642B2 (en) Imaging lens and imaging apparatus
JP6126812B2 (ja) 内視鏡用対物レンズ及び内視鏡システム
US10088666B2 (en) Endoscope and variable power optical system for the same
JP5792421B1 (ja) 再結像光学系
US8767320B2 (en) Endoscope optical system and endoscope
JP5601924B2 (ja) 内視鏡用変倍光学系、及び内視鏡
CN111886531B (zh) 内窥镜物镜光学系统
US9703089B2 (en) Objective lens for endoscopes and endoscope
US7502182B2 (en) Objective lens for endoscope
WO2014208373A1 (ja) 内視鏡対物光学系
US20190187454A1 (en) Objective optical system for endoscope and endoscope
CN109073864B (zh) 内窥镜对物光学系统
JP5586369B2 (ja) 内視鏡用撮像光学系及びそれを備えた内視鏡
US20140233112A1 (en) Objective optical system and endoscope using same
WO2017217291A1 (ja) リレー光学系及びそれを用いた硬性鏡用光学系、硬性鏡
JP5525790B2 (ja) 光学系
US20200341262A1 (en) Objective optical system for endoscope and endoscope
JP2009251432A (ja) 内視鏡用対物光学系
JP6836466B2 (ja) 内視鏡対物光学系
US7843655B2 (en) Objective optical system and endoscope
JP2018138983A (ja) 撮像装置
JP6774811B2 (ja) 内視鏡用対物光学系及び内視鏡
JPWO2019163744A1 (ja) 内視鏡用変倍光学系及び内視鏡
US11933961B2 (en) Stereoscopic vision endoscope objective optical system and endoscope using the same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11849744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012538892

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011849744

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE