WO2020089967A1 - 内視鏡 - Google Patents

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WO2020089967A1
WO2020089967A1 PCT/JP2018/040112 JP2018040112W WO2020089967A1 WO 2020089967 A1 WO2020089967 A1 WO 2020089967A1 JP 2018040112 W JP2018040112 W JP 2018040112W WO 2020089967 A1 WO2020089967 A1 WO 2020089967A1
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optical path
optical
illumination
lens
depth
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PCT/JP2018/040112
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片倉正弘
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オリンパス株式会社
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    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope.
  • Endoscopes with multiple illumination optical systems are known.
  • the field of view can be illuminated with uniform brightness by using a plurality of illumination optical systems.
  • Patent Document 1 discloses an endoscope including a first illumination optical system and a second illumination optical system.
  • the light irradiation angle and the emitted light amount are different between the first illumination optical system and the second illumination optical system.
  • the illumination optical system of this endoscope can adjust the illumination angle and limit the amount of light. Therefore, this endoscope is excellent in reducing uneven illumination.
  • Patent Document 2 discloses an endoscope including three illumination optical systems.
  • each of the lens surfaces at the leading edge is located closer to the base end side than the lens surface at the leading edge of the observation optical system. Since the illumination optical system is three-dimensionally arranged, it is easy to reduce uneven illumination.
  • Patent Document 3 discloses an endoscope system including an objective optical system and an optical path splitting means.
  • the optical path splitting means forms two optical images with different focus. An image with a deep depth of field is obtained from the two optical images.
  • Patent Document 1 the most advanced lens surface of the illumination optical system is not arranged closer to the base end side than the most advanced lens surface of the objective optical system. That is, it cannot be said that the layout of the illumination optical system is optimized. Therefore, uneven illumination cannot be reduced sufficiently.
  • Patent Document 2 when the depth of field is narrow, uneven illumination can be sufficiently reduced. However, if the depth of field becomes wider, uneven illumination cannot be reduced sufficiently.
  • Patent Document 3 two illumination optical systems are used. However, the relationship between the position of the most advanced lens surface of the illumination optical system and the position of the most advanced lens surface of the objective optical system is not disclosed.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an endoscope capable of illuminating with little unevenness and capable of acquiring an image with a wide depth of field.
  • an endoscope In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an endoscope according to at least some embodiments of the present invention, Multiple illumination optics, Objective optics, An optical path splitting member, The optical path splitting member has an optical element that forms a first optical path and a second optical path, The optical path length of the first optical path is different from the optical path length of the second optical path, Illumination light is emitted to the object from multiple illumination optical systems,
  • the objective optical system has an object side incident surface located closest to the object side, Each of the plurality of illumination optical systems has an object side exit surface located closest to the object side, Each of the object-side exit surfaces is located on the image side of the object-side entrance surface, It is characterized in that the following conditional expression (1) is satisfied.
  • Dmin is the minimum depth amount in the depth amount
  • the depth amount is the distance in the optical axis direction from the object-side incident surface to the object-side emission surface
  • OPLdiff is the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path, Is.
  • an endoscope capable of illuminating with little unevenness and capable of acquiring an image with a wide depth of field.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of the objective optical system of Example 1.
  • 6 is a cross-sectional view of the objective optical system according to Example 2.
  • FIG. 9 is an aberration diagram of an objective optical system of Example 2.
  • FIG. 6 is a sectional view of an objective optical system of Example 3.
  • FIG. 9 is an aberration diagram of an objective optical system of Example 3.
  • the endoscope of this embodiment includes a plurality of illumination optical systems, an objective optical system, and an optical path splitting member, and the optical path splitting member has an optical element that forms a first optical path and a second optical path.
  • the optical path length of the first optical path is different from the optical path length of the second optical path
  • the illumination light is irradiated to the object from the plurality of illumination optical systems
  • the objective optical system is incident on the object side located closest to the object side.
  • Each of the plurality of illumination optical systems has an object-side exit surface located closest to the object side, and each of the object-side exit surfaces is located closer to the image side than the object-side entrance surface. It is characterized in that the conditional expression (1) is satisfied.
  • Dmin is the minimum depth amount in the depth amount
  • the depth amount is the distance in the optical axis direction from the object-side incident surface to the object-side emission surface
  • OPLdiff is the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path, Is.
  • FIG. 1 is a front view of a distal end portion of an endoscope.
  • FIG. 2 is a sectional view of the distal end portion of the endoscope.
  • the sectional view is a sectional view taken along line XX shown in FIG.
  • the endoscope 1 includes an objective optical system 2A, an optical path dividing member 2B, and a plurality of illumination optical systems 3.
  • the objective unit 2 is formed by the objective optical system 2A and the optical path splitting member 2B.
  • the objective unit 2 and the plurality of illumination optical systems 3 are arranged at the tip 4 of the insertion section.
  • a forceps port 5 is formed on the tip portion 4.
  • the objective optical system 2A includes, for example, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, an aperture stop, and a third lens having a positive refractive power in order from the object side. And a lens group.
  • An optical filter is arranged in the first lens group.
  • the location where the optical filter is arranged is not limited to the first lens group. Further, the optical filter may not be arranged.
  • the optical path splitting member 2B is arranged on the image side of the objective optical system 2A.
  • the optical path splitting member 2B has an optical element.
  • the optical element has an optical surface. On the optical surface, incident light is divided into reflected light and transmitted light. As a result, for example, the first optical path is formed in the traveling direction of the reflected light, and the second optical path is formed in the traveling direction of the transmitted light. In this way, the optical path splitting member 2B forms the first optical path and the second optical path.
  • a first optical image is formed on the first optical path.
  • a second optical image is formed on the second optical path.
  • the first optical image and the second optical image are formed on the same plane.
  • the optical path length of the first optical path is different from the optical path length of the second optical path. Therefore, the object position that is conjugate with the plane on which the two optical images are formed differs between the first optical path and the second optical path.
  • two optical images with different object positions are formed.
  • the first image and the second image can be obtained.
  • Each of the first image and the second image includes an in-focus area and an out-of-focus area. Therefore, the image is composed using only the in-focus area. By doing so, it is possible to acquire an image with a wide depth of field.
  • the plurality of illumination optical systems 3 have an illumination optical system 3A, an illumination optical system 3B, and an illumination optical system 3C.
  • the illumination optical system 3A, the illumination optical system 3B, and the illumination optical system 3C are provided around the objective unit 2.
  • the illumination optical system 3A and the illumination optical system 3C each include an optical fiber bundle 6 and a lens group 7. Although not shown, the illumination optical system 3B also has an optical fiber bundle 6 and a lens group 7.
  • the optical fiber bundle 6 guides the illumination light L from a light source (not shown) to the lens group 7.
  • the lens group 7 is arranged at the emission end of the optical fiber bundle 6. Illumination light is emitted as divergent light from the tip portion 4 by the lens group 7. The illumination light is applied to the object OB.
  • the number of illumination optical systems is not limited to three.
  • the number of illumination optical systems may be two, or four or more.
  • the objective optical system 2A has an object-side incident surface S ob .
  • the object-side incident surface S ob is located closest to the object in the objective optical system 2A.
  • the illumination optical system 3A has an object side exit surface SAill .
  • the object-side exit surface SA ill is located closest to the object in the illumination optical system 3A.
  • the illumination optical system 3B has an object side exit surface SBill .
  • the object-side exit surface SB ill is located closest to the object in the illumination optical system 3B.
  • the illumination optical system 3C has an object side exit surface SCill .
  • the object-side exit surface SC ill is located closest to the object in the illumination optical system 3C.
  • the optical axis of the illumination optical system 3A, the optical axis of the illumination optical system 3B, and the optical axis of the illumination optical system 3C are substantially parallel to the optical axis of the objective optical system 2A.
  • the object-side entrance surface S ob , the object-side exit surface SA ill , the object-side exit surface SB ill , and the object-side exit surface SC ill are flat surfaces, and the normals of the surfaces are substantially parallel. Therefore, the emission direction of the illumination light L and the observation direction in the objective optical system 2A are substantially parallel.
  • Illuminating light LA is emitted from the illumination optical system 3A.
  • Illumination light LC is emitted from the illumination optical system 3C.
  • the field of view F of the observation optical system 3 is illuminated by part of the illumination light LA and part of the illumination light LC.
  • the illumination light is also emitted from the illumination optical system 3B. Part of the illumination light emitted from the illumination optical system 3B also illuminates the field of view F.
  • the field of view F is illuminated from three directions.
  • the illuminance distribution in the field of view F is the sum of the illumination light LA from the illumination optical system 3A, the illumination light from the illumination optical system 3B, and the illumination light LC from the illumination optical system 3C.
  • the object side exit surface SA ill and the object side exit surface SC ill are located on the image side of the object side entrance surface S ob .
  • the illumination optical system 3B is not shown in FIG. 2, the position indicated by the arrow P is the position of the object-side exit surface SB ill . Therefore, the object-side exit surface SB ill is also located on the image side of the object-side entrance surface S ob .
  • the object-side exit surface SA ill is located on the image side of the object-side exit surface SC ill .
  • the object-side exit surface SB ill is located on the image side of the object-side exit surface SA ill .
  • depth amount the distance from the object-side entrance surface to the object-side exit surface
  • Da is the distance from the object side entrance surface S ob to the object side exit surface SA ill
  • Db is the distance from the object side entrance surface S ob to the object side exit surface SB ill
  • Dc is the distance from the object-side entrance surface S ob to the object-side exit surface SC ill
  • the endoscope of this embodiment can acquire an image with a wide depth of field. This is because the objective unit 2 has a first optical path and a second optical path, and has a difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path. ..
  • optical path length difference The larger the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path (hereinafter referred to as "optical path length difference"), the wider the depth of field.
  • optical path length difference the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path.
  • FIG. 3 shows a near-point position P OB1 before the depth of field is widened and a near-point position P OB2 after the depth of field is widened. Further, as a reference, the position P OB3 of the near point is shown. The near point position P OB3 is located closer to the objective unit 2 than the near point position P OB2 .
  • the illumination range of the illumination light LA emitted from the illumination optical system 3A changes according to the distance from the illumination optical system to the object. The same applies to the illumination optical system 3B and the illumination optical system 3C.
  • the object position is the position P OB1
  • a part of the illumination light LA and a part of the illumination light LC overlap at the position P OB1 .
  • the range in which the two illumination lights overlap is indicated by a thick line.
  • the range in which the two illumination lights overlap is substantially coincident with the field of view F. In this case, the illumination unevenness in the field of view F is small.
  • part of the illumination light LA and part of the illumination light LC also overlap at the position P OB2 .
  • the range in which the two illumination lights overlap is indicated by a thick line.
  • the area where the two illumination lights overlap is limited to a part of the field of view F.
  • the brightness of the illumination light differs between the area where the two illumination lights overlap and the area where the two illumination lights do not overlap. Therefore, the illumination unevenness is more noticeable in the illumination in the position P OB2 than in the illumination in the position P OB1 .
  • the object position is the position P OB3
  • the position P OB3 the near point, no longer overlap with the illumination light LA and illumination light LB.
  • the area not illuminated by the two illumination lights is indicated by a thick line. In this case, since the part of the visual field F is not illuminated, the observation is hindered.
  • the object side incident surface S ob is located closest to the object side. Therefore, for example, a step is formed between the object-side entrance surface S ob and the object-side exit surface SA ill .
  • the larger the step the longer the side surface 4a of the step. Therefore, when the object side exit surface SA ill moves away from the object side entrance surface S ob toward the image side, part of the illumination light is blocked by the side surface 4 a.
  • Conditional expression (1) is a conditional expression regarding the minimum depth (hereinafter referred to as “minimum depth”) and the optical path length difference.
  • conditional expression (1) the relationship between the optical path length difference and the minimum depth can be made appropriate. Therefore, it is possible to sufficiently reduce the illumination unevenness even when acquiring an image with a wide depth of field.
  • the position of the object-side exit surface SA ill coincides with the position of the object-side entrance surface S ob .
  • the object side exit surface SA ill may be moved to the object side.
  • the range in which the two illumination lights overlap at the position P OB1 and the position P OB2 decreases.
  • the range where two illumination lights are not irradiated increases.
  • the minimum depth will be too large. In this case, part of the illumination light is blocked by the side surface 4a. Therefore, part of the illumination light is not emitted from the tip. As a result, illuminance unevenness will occur remarkably.
  • conditional expression (1 ′) is satisfied instead of conditional expression (1).
  • conditional expression (1 ′) is satisfied instead of conditional expression (1).
  • conditional expression (1 ′′) is satisfied instead of conditional expression (1).
  • An image sensor is used to acquire an image with a wide depth of field. It is preferable that the two optical images are picked up by one image pickup device. By doing so, only one image sensor is required, and the cost can be reduced.
  • the objective optical system has a lens that moves in the optical axis direction, and by moving the lens, it is possible to switch between magnified observation and normal observation.
  • Dmin is the minimum depth amount in the depth amount
  • the depth amount is the distance in the optical axis direction from the object-side incident surface to the object-side emission surface
  • OPLdiff is the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path
  • Dfocus is the amount of lens movement
  • ⁇ (wide) is the angle of view of the objective optical system in the normal observation state
  • ⁇ (tele) is the angle of view of the objective optical system in the magnified observation state
  • Figure 4 shows the outline of the depth of field.
  • (A) is the depth of field in the first optical system
  • (b) is the depth of field in the second optical system
  • (c) is the depth of field in the third optical system
  • (d) is the fourth optical system. Shows the depth of field in.
  • the position F mag is a focus position in magnified observation.
  • the position of the object in magnified observation is closer to the optical system than the position of the object in normal observation. In the magnified observation, an object can be observed at a high magnification like a microscope observation.
  • the first optical system does not include an optical path splitting member. Therefore, an image with a wide depth of field cannot be acquired.
  • the depth of field in the first optical system is in the range from the position DFN fa to the position DFN ne .
  • the second optical system includes an optical path splitting member. Therefore, an image with a wide depth of field can be acquired.
  • the depth of field in the first optical path is in the range from the position DFN1 fa to the position DFN1 ne .
  • the depth of field in the second optical path is in the range from the position DFN2 fa to the position DFN2 ne . Therefore, the depth of field in the second optical system is in the range from the position DFN1 fa to the position DFN2 ne .
  • the third optical system does not include an optical path splitting member. Therefore, an image with a wide depth of field cannot be acquired in both normal observation and magnified observation.
  • the depth of field in normal observation is in the range from the position DFN fa to the position DFN ne .
  • the depth of field in the magnified observation is from the position DFM fa to the position DFM ne .
  • the fourth optical system includes an optical path splitting member. Therefore, an image with a wide depth of field can be acquired in both normal observation and magnified observation.
  • the depth of field in the first optical path is in the range from the position DFN1 fa to the position DFN1 ne .
  • the depth of field in the second optical path is in the range from the position DFN2 fa to the position DFN2 ne . Therefore, the depth of field in normal observation is in the range from the position DFN1 fa to the position DFN2 ne .
  • the depth of field in the first optical path is in the range from the position DFM1 fa to the position DFM1 ne .
  • the depth of field in the second optical path is in the range from the position DFM2 fa to the position DFM2 ne . Therefore, the depth of field in the magnified observation is in the range from the position DFM1 fa to the position DFM2 ne .
  • the position DFM ne in the third optical system and the position DFM2 ne in the fourth optical system are positions of near points in the depth of field. As can be seen by comparing (c) and (d), the position DFM2 ne is located closer to the optical system than the position DFM ne .
  • the uneven lighting becomes more noticeable as the near point position approaches the tip. Therefore, in an optical system capable of normal observation and magnified observation, it is important that the lens movement amount is appropriately set in addition to the optical path length difference and the depth amount being set appropriately. ..
  • Conditional expression (2) is a conditional expression regarding the minimum depth amount, the optical path length difference, and the lens movement amount.
  • the near point is closer to the tip.
  • the conditional expression (2) it is possible to perform illumination with little unevenness even at a near point position in magnified observation.
  • conditional expression (2) If the value is below the lower limit of conditional expression (2), the minimum depth will be too small. As a result, uneven illumination occurs remarkably. When the value exceeds the upper limit of conditional expression (2), the minimum depth amount becomes too large. As a result, uneven illumination occurs remarkably.
  • the cause of the uneven illumination is as described in the technical meaning of conditional expression (1).
  • Conditional expression (3) is a conditional expression that regulates the change in the angle of view between magnified observation and normal observation. By satisfying the conditional expression (3), an appropriate change in angle of view occurs. It is possible to reduce the illumination unevenness at the time of magnifying observation while making the width of the field of view in magnifying observation different from the width of the field of view in normal observation.
  • the characteristic of magnified observation is that it enables more detailed observation than normal observation.
  • the value goes below the lower limit of the conditional expression (3), the angle of view hardly changes even if the lens moves. Therefore, the characteristics of magnified observation cannot be utilized.
  • the value exceeds the upper limit of conditional expression (3) the change in the angle of view due to the movement of the lens will be too large. In this case, the angle of view in magnified observation is significantly reduced. In order to perform magnified observation, the position to be observed is aligned with the center of the visual field in normal observation. If the angle of view in the magnified observation is extremely small, it takes time to perform the alignment in the normal observation. Therefore, smooth observation becomes difficult.
  • conditional expression (2) 0.5 ⁇ Dmin 2 / (OPLdiff ⁇ Dfocus) ⁇ 10 (2 ′)
  • conditional expression (2 ′′) is satisfied instead of conditional expression (2).
  • conditional expression (3) is satisfied instead of conditional expression (3). 1.02 ⁇ (wide) / ⁇ (tele) ⁇ 2.0 (3 ') It is preferable that the following conditional expression (3 ′′) is satisfied instead of conditional expression (3). 1.03 ⁇ (wide) / ⁇ (tele) ⁇ 1.1 (3 '')
  • the endoscope of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (4).
  • Dave is the average of the depths of the recesses
  • the depths of the recesses are the distances from the object-side entrance surface to the object-side exit surface in the optical axis direction.
  • OPLdiff is the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path
  • Dfocus is the amount of lens movement, Is.
  • Conditional expression (4) is a conditional expression regarding the average depth, the optical path length difference, and the lens movement amount.
  • conditional expression (1) If the value is below the lower limit of conditional expression (4), the average depth is too small. As a result, uneven illumination occurs remarkably. When the value exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the average depth amount becomes too large. As a result, uneven illumination occurs remarkably.
  • the cause of the uneven illumination is as described in the technical meaning of conditional expression (1).
  • conditional expression (4 ′) is satisfied instead of conditional expression (4).
  • conditional expression (4 ′′) is satisfied instead of conditional expression (4).
  • the endoscope of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (5).
  • Dmax is the maximum depth amount in the depth amount
  • the depth amount is the distance in the optical axis direction from the object-side incident surface to the object-side emission surface
  • OPLdiff is the difference between the optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path
  • Dfocus is the amount of lens movement, Is.
  • Conditional expression (5) is a conditional expression regarding the maximum depth (hereinafter referred to as “maximum depth”), the optical path length difference, and the lens movement amount.
  • conditional expression (1) If the value is below the lower limit of conditional expression (5), the maximum depth will be too small. As a result, uneven illumination occurs remarkably. When the value exceeds the upper limit of conditional expression (5), the maximum depth amount becomes too large. As a result, uneven illumination occurs remarkably.
  • the cause of the uneven illumination is as described in the technical meaning of conditional expression (1).
  • conditional expression (5 ′) is satisfied instead of conditional expression (5).
  • conditional expression (5 ′′) is satisfied instead of conditional expression (5).
  • the light amount and the emission angle of the illumination light are substantially the same in all of the plurality of illumination optical systems.
  • the endoscope of this embodiment has a plurality of illumination optical systems.
  • the amount of light emitted from each illumination optical system and the emission angle are substantially the same. By doing so, the manufacturing cost can be suppressed.
  • the endoscope of this embodiment preferably has three illumination optical systems.
  • the number of illumination optical systems is set to 3, it is possible to reduce uneven illumination while suppressing the diameter of the tip from increasing.
  • a lens cross-sectional view of each example will be described.
  • (A) is a sectional view in a normal observation state
  • (b) is a sectional view in a magnified observation state.
  • the first lens group is G1
  • the second lens group is G2
  • the third lens group is G3
  • the aperture stop is S
  • the image plane is I.
  • the parallel plate is indicated by F1.
  • the parallel plate F1 is a filter for cutting a specific wavelength, for example, laser light of YAG laser (light of wavelength 1060 nm), laser light of semiconductor laser (light of wavelength 810 nm), or light of wavelength in the near infrared region. is there.
  • (A), (b), (c), and (d) are aberration diagrams in a normal observation state, respectively.
  • SA spherical aberration
  • AS astigmatism
  • DT distortion
  • CC chromatic aberration of magnification
  • (E), (f), (g), and (h) are aberration diagrams in the magnified observation state, respectively.
  • (E) shows spherical aberration (SA)
  • (f) shows astigmatism (AS)
  • (g) shows distortion (DT)
  • (h) shows lateral chromatic aberration (CC).
  • the horizontal axis represents the amount of aberration.
  • the unit of the amount of aberration is mm.
  • the unit of the amount of aberration is%.
  • FNO is an F number
  • ⁇ is a half angle of view
  • the unit is ° (degrees).
  • the unit of the wavelength of the aberration curve is nm.
  • Example 1 The objective optical system of Example 1 has, in order from the object side, a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a third lens group G3 having positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes a plano-concave negative lens L1, a biconcave negative lens L2, and a convex plano positive lens L3.
  • the biconcave negative lens L2 and the convex plano positive lens L3 are cemented.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L4 having a convex surface directed toward the object side.
  • the third lens group G3 includes a biconvex positive lens L5, a negative meniscus lens L6 having a convex surface on the image side, a positive meniscus lens L7 having a convex surface on the image side, a biconvex positive lens L8, and an image side. And a negative meniscus lens L9 having a convex surface.
  • the biconvex positive lens L5 and the negative meniscus lens L6 are cemented.
  • the biconvex positive lens L8 and the negative meniscus lens L9 are cemented together.
  • the second lens group G2 moves to the image side.
  • a parallel plate F1 (optical filter) is arranged between the plano-concave negative lens L1 and the biconcave negative lens L2.
  • An aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
  • Example 2 The objective optical system of Example 2 has, in order from the object side, a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a third lens group G3 having positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes a plano-concave negative lens L1, a biconcave negative lens L2, and a convex plano positive lens L3.
  • the biconcave negative lens L2 and the convex plano positive lens L3 are cemented.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L4 having a convex surface directed toward the object side.
  • the third lens group G3 includes a biconvex positive lens L5, a negative meniscus lens L6 having a convex surface on the image side, a positive meniscus lens L7 having a convex surface on the image side, a biconvex positive lens L8, and an image side. And a negative meniscus lens L9 having a convex surface.
  • the biconvex positive lens L5 and the negative meniscus lens L6 are cemented.
  • the biconvex positive lens L8 and the negative meniscus lens L9 are cemented together.
  • the second lens group G2 moves to the image side.
  • a parallel plate F1 (optical filter) is arranged between the plano-concave negative lens L1 and the biconcave negative lens L2.
  • An aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
  • Example 3 The objective optical system of Example 3 has, in order from the object side, a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a third lens group G3 having positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes a plano-concave negative lens L1, a biconcave negative lens L2, and a convex plano positive lens L3.
  • the biconcave negative lens L2 and the convex plano positive lens L3 are cemented.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L4 having a convex surface directed toward the object side.
  • the third lens group G3 includes a biconvex positive lens L5, a negative meniscus lens L6 having a convex surface directed toward the image side, a biconvex positive lens L7, a biconvex positive lens L8, and a negative meniscus surface having a convex surface directed toward the image side. And a lens L9.
  • the biconvex positive lens L5 and the negative meniscus lens L6 are cemented.
  • the biconvex positive lens L8 and the negative meniscus lens L9 are cemented together.
  • the second lens group G2 moves to the image side.
  • a parallel plate F1 (optical filter) is arranged between the plano-concave negative lens L1 and the biconcave negative lens L2.
  • An aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
  • r is the radius of curvature of each lens surface
  • d is the distance between the lens surfaces
  • nd is the refractive index of the d line of each lens
  • vd is the Abbe number of each lens.
  • the diaphragm is an aperture diaphragm.
  • f is the focal length on the d line
  • Fno is the F number
  • ⁇ is the half angle of view
  • fb is the back focus
  • LTL is the total length.
  • the total length is the distance from the lens frontmost surface to the lens final surface plus the back focus.
  • the back focus is a distance from the final lens surface to the paraxial image plane, which is expressed in air.
  • Numerical Example 1 Unit mm Surface data Surface number r d nd ⁇ d 1 ⁇ 0.52 1.88300 40.76 2 1.756 1.61 3 ⁇ 0.59 1.52100 65.12 4 ⁇ 1.12 5 -7.847 0.44 1.88300 40.76 6 2.604 2.21 1.84666 23.78 7 ⁇ d7 8 2.132 0.78 1.48749 70.23 9 2.217 d9 10 (aperture) ⁇ 0.07 11 4.230 1.15 1.67270 32.10 12 -1.724 0.44 2.00330 28.27 13 -7.952 0.04 14 -70.606 0.81 1.69895 30.13 15 -3.332 0.04 16 7.886 0.99 1.48749 70.23 17 -3.344 0.44 1.95906 17.47 18 -11.310 fb Imaging plane ⁇ Various data Normal observation state Magnification observation state f 1.00 1.00 FNO.
  • Numerical Example 2 Unit mm Surface data Surface number r d nd ⁇ d 1 ⁇ 0.52 1.88300 40.76 2 1.790 1.74 3 ⁇ 0.59 1.52100 65.12 4 ⁇ 1.12 5 -7.773 0.44 1.88300 40.76 6 2.611 2.22 1.84666 23.78 7 ⁇ d7 8 2.141 0.74 1.48749 70.23 9 2.227 d9 10 (aperture) ⁇ 0.07 11 4.313 1.16 1.67270 32.10 12 -1.731 0.44 2.00330 28.27 13 -7.595 0.04 14 -55.368 0.82 1.69895 30.13 15 -3.350 0.04 16 7.811 0.99 1.48749 70.23 17 -3.406 0.44 1.95906 17.47 18 -12.287 fb Imaging plane ⁇ Various data Normal observation state Magnification observation state f 1.00 1.00 FNO.
  • Numerical Example 3 Unit mm Surface data Surface number r d nd ⁇ d 1 ⁇ 0.52 1.88300 40.76 2 1.770 1.85 3 ⁇ 0.59 1.52100 65.12 4 ⁇ 1.12 5 -8.674 0.52 1.88300 40.76 6 2.018 1.71 1.84666 23.78 7 ⁇ d7 8 2.127 0.88 1.48749 70.23 9 2.212 d9 10 (aperture) ⁇ 0.07 11 4.378 1.15 1.63854 55.38 12 -1.665 0.44 1.88300 40.76 13 -9.226 0.04 14 197.416 0.81 1.69895 30.13 15 -3.827 0.04 16 8.514 0.99 1.48749 70.23 17 -4.078 0.44 1.95906 17.47 18 -10.722 fb Imaging plane ⁇ Various data Normal observation state Magnification observation state f 1.00 1.00 FNO.
  • Example 2 Example 3 (1) 2.800 10.000 3.333 (2) 1.021 6.486 4.352 (3) 1.048 1.064 1.079 (4) 3.255 12.712 5.266 (5) 6.750 37.359 7.355
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Dmin 0.28 0.5 1 OPLdiff 0.1 0.05 0.3 Dfocus 0.768 0.7709 0.766 Dave 0.5 0.7 1.1 Dmax 0.72 1.2 1.3 ⁇ (wide) 79.278 80.582 80.634 ⁇ (tele) 75.642 75.766 74.762
  • the present invention is useful for an endoscope capable of illuminating with little unevenness and capable of acquiring an image with a wide depth of field.

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Abstract

ムラの少ない照明が可能で、被写界深度の広い画像が取得できる内視鏡を提供する。内視鏡（１）は、複数の照明光学系（３）と、対物光学系（２Ａ）と、光路分割部材（２Ｂ）と、を備え、光路分割部材（２Ｂ）は、第１の光路と第２の光路を形成する光学素子を有し、第１の光路の光路長は、第２の光路の光路長と異なり、複数の照明光学系（３）から、物体に照明光が照射され、対物光学系（２Ａ）は、最も物体側に位置する物体側入射面を有し、複数の照明光学系（３）の各々は、最も物体側に位置する物体側出射面を有し、物体側出射面の各々は、物体側入射面よりも像側に位置し、以下の条件式（１）を満足する。２．０＜Ｄmin／ＯＰＬdiff＜５０　（１）

Description

内視鏡
　本発明は内視鏡に関する。
　複数の照明光学系を備えた内視鏡が知られている。照明光学系を複数用いることで、視野を均一な明るさで照明できる。
　特許文献１には、第１の照明光学系と第２の照明光学系とを備えた内視鏡が開示されている。光照射角と出射光量は、第１の照明光学系と第２の照明光学系とで異なる。この内視鏡の照明光学系では、照明角度の調整と光量の制限とができる。そのため、この内視鏡は、照明ムラを少なくするという点で優れている。
　特許文献２には、３つの照明光学系を備えた内視鏡が開示されている。３つの照明光学系では、最先端部のレンズ面の各々は、観察光学系の最先端のレンズ面よりも基端側に位置している。照明光学系が３次元的に配置されているため、照明ムラを低減することが容易である。
　特許文献３には、対物光学系と光路分割手段とを備えた内視鏡システムが開示されている。光路分割手段によって、ピントの異なる２つの光学像が形成される。２つの光学像から、被写界深度の深い画像が得られる。
５０７５６５８号公報 ５９８９２９０号公報 ５５９３００４号公報
　特許文献１では、照明光学系の最先端のレンズ面が、対物光学系の最先端のレンズ面よりも基端側に配置されていない。すなわち、照明光学系のレイアウトが最適化されているとは言えない。そのため、照明ムラを十分に低減できていない。
　特許文献２では、被写界深度が狭い場合は、照明ムラを十分低減できる。しかしながら、被写界深度が広くなると、照明ムラを十分に低減できない。
　特許文献３では、２つの照明光学系が用いられている。しかしながら、照明光学系の最先端のレンズ面の位置と、対物光学系の最先端のレンズ面の位置との関係については、開示されていない。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ムラの少ない照明が可能で、被写界深度の広い画像が取得できる内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡は、
　複数の照明光学系と、
　対物光学系と、
　光路分割部材と、を備え、
　光路分割部材は、第１の光路と第２の光路を形成する光学素子を有し、
　第１の光路の光路長は、第２の光路の光路長と異なり、
　複数の照明光学系から、物体に照明光が照射され、
　対物光学系は、最も物体側に位置する物体側入射面を有し、
　複数の照明光学系の各々は、最も物体側に位置する物体側出射面を有し、
　物体側出射面の各々は、物体側入射面よりも像側に位置し、
　以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
　２．０＜Ｄmin／ＯＰＬdiff＜５０　　　（１）
　ここで、
　Ｄminは、奥まり量のうち、最小となる奥まり量であり、奥まり量は、物体側入射面から物体側出射面までの光軸方向の距離、
　ＯＰＬdiffは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との差、
である。
　本発明によれば、ムラの少ない照明が可能で、被写界深度の広い画像が取得できる内視鏡を提供することができる。
本実施形態の内視鏡を示す図である。 本実施形態の内視鏡を示す図である。 照明ムラの様子を示す図である。 被写界深度の概要を示す図である。 実施例１の対物光学系の断面図である。 実施例１の対物光学系の収差図である。 実施例２の用対物光学系の断面図である。 実施例２の対物光学系の収差図である。 実施例３の対物光学系の断面図である。 実施例３の対物光学系の収差図である。
　以下に、本発明にかかる内視鏡実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。
　本実施形態の内視鏡は、複数の照明光学系と、対物光学系と、光路分割部材と、を備え、光路分割部材は、第１の光路と第２の光路を形成する光学素子を有し、第１の光路の光路長は、第２の光路の光路長と異なり、複数の照明光学系から、物体に照明光が照射され、対物光学系は、最も物体側に位置する物体側入射面を有し、複数の照明光学系の各々は、最も物体側に位置する物体側出射面を有し、物体側出射面の各々は、物体側入射面よりも像側に位置し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
　２．０＜Ｄmin／ＯＰＬdiff＜５０　　　（１）
　ここで、
　Ｄminは、奥まり量のうち、最小となる奥まり量であり、奥まり量は、物体側入射面から物体側出射面までの光軸方向の距離、
　ＯＰＬdiffは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との差、
である。
　本実施形態の内視鏡を図１と図２に示す。図１は、内視鏡の先端部の正面図である。図２は、内視鏡の先端部の断面図である。断面図は、図１に示す線Ｘ－Ｘにおける断面図である。
　内視鏡１は、対物光学系２Ａと、光路分割部材２Ｂと、複数の照明光学系３と、を備える。対物光学系２Ａと光路分割部材２Ｂとで、対物ユニット２が形成されている。対物ユニット２と複数の照明光学系３は、挿入部の先端部４に配置されている。先端部４には、鉗子口５が形成されている。
　対物光学系２Ａは、例えば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、明るさ絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有する。
　第１レンズ群には、光学フィルタが配置されている。ただし、光学フィルタを配置する場所は、第１レンズ群に限られない。また、光学フィルタは配置されていなくても良い。
　光路分割部材２Ｂは、対物光学系２Ａの像側に配置されている。光路分割部材２Ｂは、光学素子を有する。光学素子は、光学面を有する。光学面では、入射光が、反射光と透過光に分かれる。その結果、例えば、反射光の進行方向に第１の光路が形成され、透過光の進行方向に第２の光路が形成される。このように、光路分割部材２Ｂで、第１の光路と第２の光路が形成される。
　第１の光路には、第１の光学像が形成される。第２の光路には、第２の光学像が形成される。第１の光学像と第２の光学像は、同一平面上に形成される。ただし、対物ユニット２では、第１の光路の光路長は、第２の光路の光路長と異なる。そのため、２つの光学像が形成される平面と共役な物体位置は、第１の光路と第２の光路とで異なる。このように、対物ユニット２では、物体位置が異なる２つの光学像が形成される。
　第１の光学像と第２の光学像を撮像することで、第１の画像と第２の画像が得られる。第１の画像と第２の画像の各々には、ピントの合った領域と、ピントの合っていない領域が含まれている。そこで、ピントの合った領域だけを使って画像を合成する。このようにすることで、被写界深度が広がった画像を取得することができる。
　複数の照明光学系３は、照明光学系３Ａと、照明光学系３Ｂと、照明光学系３Ｃと、を有する。照明光学系３Ａ、照明光学系３Ｂ、及び照明光学系３Ｃは、対物ユニット２の周囲に設けられている。
　照明光学系３Ａと照明光学系３Ｃは、各々、光ファイババンドル６と、レンズ群７と、を有する。図示されていないが、照明光学系３Ｂも、光ファイババンドル６と、レンズ群７と、を有する。
　光ファイババンドル６は、光源（不図示）からの照明光Ｌを、レンズ群７まで導光する。レンズ群７は、光ファイババンドル６の出射端に配置されている。レンズ群７によって、照明光が発散光として先端部４から射出される。照明光は、物体ＯＢに照射される。
　照明光学系の数は、３つに限定されない。照明光学系の数は、２つ、または４つ以上であってもよい。
　対物光学系２Ａは、物体側入射面Ｓobを有する。物体側入射面Ｓobは、対物光学系２Ａにおいて最も物体側に位置している。
　照明光学系３Ａは、物体側出射面ＳＡillを有する。物体側出射面ＳＡillは、照明光学系３Ａおいて最も物体側に位置している。照明光学系３Ｂは、物体側出射面ＳＢillを有する。物体側出射面ＳＢillは、照明光学系３Ｂおいて最も物体側に位置している。照明光学系３Ｃは、物体側出射面ＳＣillを有する。物体側出射面ＳＣillは、照明光学系３Ｃおいて最も物体側に位置している。
　照明光学系３Ａの光軸、照明光学系３Ｂの光軸、及び照明光学系３Ｃの光軸は、対物光学系２Ａの光軸と略平行である。また、物体側入射面Ｓob、物体側出射面ＳＡill、物体側出射面ＳＢill、及び物体側出射面ＳＣillは平面で、各面の法線は略平行である。よって、照明光Ｌの出射方向と対物光学系２Ａにおける観察方向とが、略平行になる。
　照明光学系３Ａからは、照明光ＬＡが射出される。照明光学系３Ｃからは、照明光ＬＣが射出される。照明光ＬＡの一部と照明光ＬＣの一部とによって、観察光学系３の視野Ｆが照明される。図示はしないが、照明光学系３Ｂからも、照明光が射出される。照明光学系３Ｂから射出された照明光の一部も、視野Ｆを照明する
　視野Ｆは、３方向から照明される。視野Ｆにおける照度分布は、照明光学系３Ａからの照明光ＬＡ、照明光学系３Ｂからの照明光、及び照明光学系３Ｃからの照明光ＬＣの足し合わせたものとなる。
　図２に示すように、内視鏡１では、物体側出射面ＳＡillと物体側出射面ＳＣillは、物体側入射面Ｓobよりも像側に位置している。また、図２では、照明光学系３Ｂは図示されていないが、矢印Ｐで示す位置が物体側出射面ＳＢillの位置である。よって、物体側出射面ＳＢillも、物体側入射面Ｓobよりも像側に位置している。
　物体側出射面ＳＡillは、物体側出射面ＳＣillよりも像側に位置している。また、物体側出射面ＳＢillは、物体側出射面ＳＡillよりも像側に位置している。この様に、物体側入射面から物体側出射面までの距離（以下、「奥まり量」という）は、各照明光学系で異なる。内視鏡１では、奥まり量の関係は、以下のようになっている。
　Ｄｂ＜Ｄａ＜Ｄｃ
　ここで、
　Ｄａは、物体側入射面Ｓobから物体側出射面ＳＡillまでの距離、
　Ｄｂは、物体側入射面Ｓobから物体側出射面ＳＢillまでの距離、
　Ｄｃは、物体側入射面Ｓobから物体側出射面ＳＣillまでの距離、
である。
　上述のように、本実施形態の内視鏡では、被写界深度が広がった画像を取得することができる。これは、対物ユニット２が、第１の光路と第２の光路とを有すると共に、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との間に差を有しているからである。
　第１の光路の光路長と第２の光路の光路長の差（以下、「光路長差」という）を大きくすればするほど、被写界深度が広がる。被写界深度が広がると、被写界深度における遠点の位置は、対物ユニット２から遠ざかる。また、被写界深度における近点の位置は、対物ユニット２に近づく。
　照明ムラの様子を図３に示す。図３には、被写界深度が広がる前の近点の位置ＰOB1と、被写界深度が広がった後の近点の位置ＰOB2が示されている。また、参考として、近点の位置ＰOB3が示されている。近点の位置ＰOB3は、近点の位置ＰOB2よりも対物ユニット２の近くに位置している。
　照明光学系３Ａから射出された照明光ＬＡの照明範囲は、照明光学系から物体までの距離に応じて変化する。照明光学系３Ｂと照明光学系３Ｃについても、同様である。
　物体位置が位置ＰOB1の場合、位置ＰOB1では、照明光ＬＡの一部と照明光ＬＣの一部とが重なっている。２つの照明光が重なっている範囲が、太線で示されている。２つの照明光が重なっている範囲は、視野Ｆと略一致している。この場合、視野Ｆでの照明ムラは少ない。
　物体位置が位置ＰOB2の場合、位置ＰOB2でも、照明光ＬＡの一部と照明光ＬＣの一部とが重なっている。２つの照明光が重なっている範囲が、太線で示されている。２つの照明光が重なっている範囲は、視野Ｆの一部に限られている。
　この場合、２つの照明光が重なっている範囲と、２つの照明光が重なっていない範囲とで、照明光の明るさに違いが生じる。そのため、位置ＰOB1における照明と比べると、位置ＰOB2における照明の方が、照明ムラが大きく目立つ。
　物体位置が位置ＰOB3の場合、近点の位置ＰOB3では、照明光ＬＡと照明光ＬＢとが重ならなくなってしまう。２つの照明光が照射されない範囲が、太線で示されている。この場合、視野Ｆの一部で照明されないため、観察に支障が生じる。
　このように、被写界深度が広がると、特に近点の位置で、照明ムラが目立つようになる。
　物体側入射面Ｓobは、最も物体側に位置している。そのため、例えば、物体側入射面Ｓobと物体側出射面ＳＡillとの間には、段差が生じる。段差が大きいほど、段差の側面４ａの長さも長くなる。そのため、像側に向かって、物体側出射面ＳＡillが物体側入射面Ｓobから遠ざかると、照明光の一部が側面４ａで遮られてしまうようになる。
　この場合、近点の位置だけでなく、遠点の位置でも照明ムラが目立つようになる。よって、被写界深度が広がった画像が取得できる装置では、光路長差と奥まり量とが、適切に設定されていることが重要になる。
　このようなことから、本実施形態の内視鏡は、条件式（１）を満足する。条件式（１）は、奥まり量の最小（以下「最小奥まり量」という）と光路長差に関する条件式である。
　条件式（１）を満足することで、光路長差と最小奥まり量との関係を適切にすることができる。そのため、被写界深度が広がった画像を取得する場合であっても、照明ムラを十分に低減することが可能になる。
　値が条件式（１）の下限値を下回る場合、最小奥まり量が小さくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。
　最小奥まり量がゼロの場合では、物体側出射面ＳＡillの位置が、物体側入射面Ｓobの位置と一致している。そのためには、例えば、物体側出射面ＳＡillが物体側に移動させれば良い。ただし、物体側出射面ＳＡillが物体側に移動すると、位置ＰOB1と位置ＰOB2では、２つの照明光が重なっている範囲が減少する。また、位置ＰOB3では、２つの照明光が照射されない範囲が増大する。
　値が条件式（１）の上限値を上回る場合、最小奥まり量が大きくなりすぎる。この場合、照明光の一部が側面４ａで遮られる。そのため、照明光の一部は先端部から射出されなくなる。その結果、照度ムラが顕著に発生してしまう。
　条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足することが好ましい。
　２．５≦Ｄmin／ＯＰＬdiff≦３０　　　（１’）
　条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’’）を満足することが好ましい。
　２．８≦Ｄmin／ＯＰＬdiff≦１０　　　（１’’）
　被写界深度が広がった画像の取得では、撮像素子が用いられる。２つの光学像は、一つの撮像素子で撮像することが好ましい。このようにすると、撮像素子が一つですむため、コストを低減できる。
　本実施形態の内視鏡では、対物光学系は、光軸方向に移動するレンズを有し、レンズを移動させることによって、拡大観察と通常観察とが切り替え可能であり、以下の条件式（２）、（３）を満足することが好ましい。
　０．１＜Ｄmin２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜３０　　　（２）
　１．０１＜ω（ｗｉｄｅ）／ω（ｔｅｌｅ）＜５．０　　　（３）
　ここで、
　Ｄminは、奥まり量のうち、最小となる奥まり量であり、奥まり量は、物体側入射面から物体側出射面までの光軸方向の距離、
　ＯＰＬdiffは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との差、
　Ｄfocusは、レンズの移動量、
　ω(wide)は、通常観察状態における対物光学系の画角、
　ω(tele)は、拡大観察状態における対物光学系の画角、
である。
　被写界深度の概要を図４に示す。（ａ）は第１光学系における被写界深度、（ｂ）は第２光学系における被写界深度、（ｃ）は第３光学系における被写界深度、（ｄ）は第４光学系における被写界深度を示している。
　位置Ｆnorは、通常観察における合焦位置である。位置Ｆmagは、拡大観察における合焦位置である。拡大観察における物体の位置は、通常観察における物体位置よりも光学系に近い。拡大観察では、顕微鏡観察のように、高い倍率で物体を観察することができる。
　各光学系の違いは、以下の通りである。
　　　　　　　　　レンズの移動　　　　光路分割部材
　第１光学系　　　　なし　　　　　　　　なし
　第２光学系　　　　なし　　　　　　　　あり
　第３光学系　　　　あり　　　　　　　　なし
　第４光学系　　　　あり　　　　　　　　あり
　第１光学系では、通常観察ができる。第１光学系は、光路分割部材を備えていない。そのため、被写界深度が広がった画像は取得できない。第１光学系における被写界深度は、位置ＤＦＮfaから位置ＤＦＮneまでの範囲である。
　第２光学系では、通常観察ができる。第２光学系は、光路分割部材を備えている。そのため、被写界深度が広がった画像を取得できる。
　第１の光路における被写界深度は、位置ＤＦＮ１faから位置ＤＦＮ１neまでの範囲である。第２の光路における被写界深度は、位置ＤＦＮ２faから位置ＤＦＮ２neまでの範囲である。よって、第２光学系における被写界深度は、位置ＤＦＮ１faから位置ＤＦＮ２neまでの範囲である。
　第３光学系では、通常観察と拡大観察とができる。第３光学系は、光路分割部材を備えていない。そのため、通常観察と拡大観察のどちらにおいても、被写界深度が広がった画像は取得できない。
　通常観察における被写界深度は、位置ＤＦＮfaから位置ＤＦＮneまでの範囲である。拡大観察における被写界深度は、位置ＤＦＭfaから位置ＤＦＭneまでの範囲である。
　第４光学系では、通常観察と拡大観察とができる。第４光学系は、光路分割部材を備えている。そのため、通常観察と拡大観察のどちらにおいても、被写界深度が広がった画像が取得できる。
　通常観察では、第１の光路における被写界深度は、位置ＤＦＮ１faから位置ＤＦＮ１neまでの範囲である。第２の光路における被写界深度は、位置ＤＦＮ２faから位置ＤＦＮ２neまでの範囲である。よって、通常観察における被写界深度は、位置ＤＦＮ１faから位置ＤＦＮ２neまでの範囲である。
　拡大観察では、第１の光路における被写界深度は、位置ＤＦＭ１faから位置ＤＦＭ１neまでの範囲である。第２の光路における被写界深度は、位置ＤＦＭ２faから位置ＤＦＭ２neまでの範囲である。よって、拡大観察における被写界深度は、位置ＤＦＭ１faから位置ＤＦＭ２neまでの範囲である。
　第３光学系における位置ＤＦＭneと、第４光学系における位置ＤＦＭ２neは、被写界深度における近点の位置である。（ｃ）と（ｄ）を比較して分かるように、位置ＤＦＭ２neは、位置ＤＦＭneよりも、光学系の近くに位置している。
　上述のように、近点の位置が先端部に近づくにつれて、照明ムラが目立つようになる。そのため、通常観察と拡大観察とができる光学系では、光路長差と奥まり量とが適切に設定されていることに加えて、レンズの移動量が適切に設定されていることが重要になる。
　条件式（２）は、最小奥まり量、光路長差、及びレンズの移動量に関する条件式である。条件式（２）を満足することで、最小奥まり量、光路長差、及びレンズの移動量の関係を適切にすることができる。そのため、拡大観察において被写界深度が広がった画像を取得する場合であっても、照明ムラを十分に低減することが可能になる。
　拡大観察では、近点の位置が、先端部に近くなる。条件式（２）を満足することで、拡大観察における近点の位置でも、ムラの少ない照明ができる。
　値が条件式（２）の下限値を下回る場合、最小奥まり量が小さくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。値が条件式（２）の上限値を上回る場合、最小奥まり量が大きくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。照明ムラの発生原因については、条件式（１）に関する技術的意義で説明したとおりである。
　条件式（３）は、拡大観察と通常観察での画角の変化を規定する条件式である。条件式を（３）を満足することで、適切な画角変化が生じる。拡大観察における視野の広さを、通常観察における視野の広さと異ならせつつ、拡大観察時の照明ムラを低減できる。
　拡大観察の特徴は、通常観察に比べて詳細な観察ができることである。条件式（３）の下限値を下回る場合、レンズが移動しても、画角変化がほとんど生じない。そのため、拡大観察の特徴を生かすことができない。
　値が条件式（３）の上限値を上回る場合、レンズの移動による画角の変化が大きくなりすぎる。この場合、拡大観察における画角が著しく小さくなる。拡大観察をするためには、通常観察で、観察したい部位と視野の中心との位置合わせを行う。拡大観察における画角が著しく小さいと、通常観察での位置合わせに時間がかかる。そのため、スムーズな観察が困難になる。
　条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足することが好ましい。
　０．５＜Ｄmin２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜１０　　　（２’）
　条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’’）を満足することが好ましい。
　１．０＜Ｄmin２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜６．５　　　（２’’）
　条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足することが好ましい。
　１．０２＜ω（ｗｉｄｅ）／ω（ｔｅｌｅ）＜２．０　　　（３’）
　条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’’）を満足することが好ましい。
　１．０３＜ω（ｗｉｄｅ）／ω（ｔｅｌｅ）＜１．１　　　（３’’）
　本実施形態の内視鏡は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
　０．２＜Ｄave２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜５０　　　（４）
　ここで、
　Ｄaveは、奥まり量の平均であり、奥まり量は、物体側入射面から物体側出射面までの光軸方向の距離、
　ＯＰＬdiffは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との差、
　Ｄfocusは、レンズの移動量、
である。
　条件式（４）は、奥まり量の平均、光路長差、及びレンズの移動量に関する条件式である。条件式（４）を満足することで、奥まり量の平均、光路長差、及びレンズの移動量の関係を適切にすることができる。そのため、拡大観察において被写界深度が広がった画像を取得する場合であっても、照明ムラを十分に低減することが可能になる。
　値が条件式（４）の下限値を下回る場合、奥まり量の平均が小さくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。値が条件式（４）の上限値を上回る場合、奥まり量の平均が大きくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。照明ムラの発生原因については、条件式（１）に関する技術的意義で説明したとおりである。
　条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足することが好ましい。
　０．６＜Ｄave２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜２０　　　　（４’）
　条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’’）を満足することが好ましい。
　１．５＜Ｄave２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜７．０　　　　（４’’）
　本実施形態の内視鏡は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
　０．３＜Ｄmax２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜８０　　　（５）
　ここで、
　Dmaxは、奥まり量のうち、最大となる奥まり量であり、奥まり量は、物体側入射面から物体側出射面までの光軸方向の距離、
　ＯＰＬdiffは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長との差、
　Ｄfocusは、レンズの移動量、
である。
　条件式（５）は、奥まり量の最大（以下、「最大奥まり量」という）、光路長差、及びレンズの移動量に関する条件式である。条件式（５）を満足することで、最大の奥まり量、光路長差、及びレンズの移動量の関係を適切にすることができる。そのため、拡大観察において被写界深度が広がった画像を取得する場合であっても、照明ムラを十分に低減することが可能になる。
　値が条件式（５）の下限値を下回る場合、最大奥まり量が小さくなりすぎる。そのため照明ムラが顕著に発生してしまう。値が条件式（５）の上限値を上回る場合、最大奥まり量が大きくなりすぎる。そのため、照明ムラが顕著に発生してしまう。照明ムラの発生原因については、条件式（１）に関する技術的意義で説明したとおりである。
　条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足することが好ましい。
　１．０＜Ｄmax２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜６０　　　　（５’）
　条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’’）を満足することが好ましい。
　４．０＜Ｄmax２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜４０　　　　（５’’）
　本実施形態の内視鏡では、照明光の光量と射出角度は、複数の照明光学系の全てで、略同一であることが好ましい。
　本実施形態の内視鏡は、複数の照明光学系を有する。本実施形態の内視鏡では、各照明光学系から射出される光量と射出角を、略同一にしている。このようにすることで、製造コストを抑制することができる。
　本実施形態の内視鏡は、３つの照明光学系を有することが好ましい。
　照明光学系の数を３つにすると、先端部の径が大きくなることを抑制しつつ、照明ムラを低減することができる。
　以下に、本実施形態の内視鏡に用いられる対物光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
　各実施例のレンズ断面図について説明する。（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は拡大観察状態における断面図である。
　第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、開口絞りはＳ、像面（撮像面）はＩで示してある。平行平板はＦ１で示してある。
　平行平板Ｆ１は特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザのレーザ光（波長１０６０ｎｍの光）、半導体レーザのレーザ光（波長８１０ｎｍの光）、あるいは近赤外領域の波長の光をカットするためのフィルタである。
　各実施例の収差図について説明する。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、それぞれ、通常観察状態における収差図である。（ａ）は球面収差（ＳＡ）、（ｂ）は非点収差（ＡＳ）、（ｃ）は歪曲収差（ＤＴ）、（ｄ）倍率色収差（ＣＣ）を示している。
　（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、及び（ｈ）は、それぞれ、拡大観察状態における収差図である。（ｅ）は球面収差（ＳＡ）、（ｆ）は非点収差（ＡＳ）、（ｇ）は歪曲収差（ＤＴ）、（ｈ）は倍率色収差（ＣＣ）を示している。
　各収差図において、横軸は収差量を表している。球面収差、非点収差、及び倍率収差については、収差量の単位はｍｍである。また、歪曲収差については、収差量の単位は％である。また、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角で、単位は°（度）である。また、収差曲線の波長の単位はｎｍである。
（実施例１）
　実施例１の対物光学系は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、を有する。
　第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、凸平正レンズＬ３と、を有する。ここで、両凹負レンズＬ２と凸平正レンズＬ３とが接合されている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４を有する。
　第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、を有する。ここで、両凸正レンズＬ５と負メニスカスレンズＬ６とが接合されている。両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。
　通常観察から拡大観察への切り替え時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。
　平凹負レンズＬ１と両凹負レンズＬ２との間に、平行平板Ｆ１（光学フィルタ）が配置されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、開口絞りＳが配置されている。
（実施例２）
　実施例２の対物光学系は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、を有する。
　第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、凸平正レンズＬ３と、を有する。ここで、両凹負レンズＬ２と凸平正レンズＬ３とが接合されている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４を有する。
　第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、を有する。ここで、両凸正レンズＬ５と負メニスカスレンズＬ６とが接合されている。両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。
　通常観察から拡大観察への切り替え時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。
　平凹負レンズＬ１と両凹負レンズＬ２との間に、平行平板Ｆ１（光学フィルタ）が配置されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、開口絞りＳが配置されている。
（実施例３）
　実施例３の対物光学系は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、を有する。
　第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、凸平正レンズＬ３と、を有する。ここで、両凹負レンズＬ２と凸平正レンズＬ３とが接合されている。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４を有する。
　第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、を有する。ここで、両凸正レンズＬ５と負メニスカスレンズＬ６とが接合されている。両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。
　通常観察から拡大観察への切り替え時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。
　平凹負レンズＬ１と両凹負レンズＬ２との間に、平行平板Ｆ１（光学フィルタ）が配置されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、開口絞りＳが配置されている。
　以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。絞りは開口絞りである。
　各種データにおいて、ｆはｄ線における焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角、ｆｂはバックフォーカス、ＬＴＬは全長である。全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
数値実施例１
単位  ｍｍ
 
面データ
  面番号     r          d         nd        νd
   1         ∞        0.52     1.88300    40.76
   2        1.756      1.61
   3         ∞        0.59     1.52100    65.12
   4         ∞        1.12
   5       -7.847      0.44     1.88300    40.76
   6        2.604      2.21     1.84666    23.78
   7         ∞        d7
   8        2.132      0.78     1.48749    70.23
   9        2.217      d9
  10(絞り)   ∞        0.07
  11        4.230      1.15     1.67270    32.10
  12       -1.724      0.44     2.00330    28.27
  13       -7.952      0.04
  14      -70.606      0.81     1.69895    30.13
  15       -3.332      0.04
  16        7.886      0.99     1.48749    70.23
  17       -3.344      0.44     1.95906    17.47
  18      -11.310      fb
 撮像面      ∞
 
各種データ
               通常観察状態    拡大観察状態
ｆ                1.00            1.00
ＦＮＯ．          3.57            3.53
２ω            158.56          151.28
ｆｂ(in air)      4.78            4.70
ＬＴＬ(in air)   18.30           18.22
  d7              0.48            1.25
  d9              1.75            0.99
 
各群焦点距離
  f1=-1.20     f2=28.29      f3=3.55
数値実施例２
単位  ｍｍ
 
面データ
  面番号     r          d         nd        νd
   1         ∞        0.52     1.88300    40.76
   2        1.790      1.74
   3         ∞        0.59     1.52100    65.12
   4         ∞        1.12
   5       -7.773      0.44     1.88300    40.76
   6        2.611      2.22     1.84666    23.78
   7         ∞        d7
   8        2.141      0.74     1.48749    70.23
   9        2.227      d9
  10(絞り)   ∞        0.07
  11        4.313      1.16     1.67270    32.10
  12       -1.731      0.44     2.00330    28.27
  13       -7.595      0.04
  14      -55.368      0.82     1.69895    30.13
  15       -3.350      0.04
  16        7.811      0.99     1.48749    70.23
  17       -3.406      0.44     1.95906    17.47
  18      -12.287      fb
 撮像面      ∞
 
各種データ
               通常観察状態    拡大観察状態
ｆ                1.00            1.00
ＦＮＯ．          3.57            3.53
２ω            161.16          151.53
ｆｂ(in air)      4.80            4.72
ＬＴＬ(in air)   18.46           18.39
  d7              0.48            1.26
  d9              1.76            0.99
 
各群焦点距離
  f1=-1.20     f2=29.53      f3=3.57
数値実施例３
単位  ｍｍ
 
面データ
  面番号     r          d         nd        νd
   1         ∞        0.52     1.88300    40.76
   2        1.770      1.85
   3         ∞        0.59     1.52100    65.12
   4         ∞        1.12
   5       -8.674      0.52     1.88300    40.76
   6        2.018      1.71     1.84666    23.78
   7         ∞        d7
   8        2.127      0.88     1.48749    70.23
   9        2.212      d9
  10(絞り)   ∞        0.07
  11        4.378      1.15     1.63854    55.38
  12       -1.665      0.44     1.88300    40.76
  13       -9.226      0.04
  14      197.416      0.81     1.69895    30.13
  15       -3.827      0.04
  16        8.514      0.99     1.48749    70.23
  17       -4.078      0.44     1.95906    17.47
  18      -10.722      fb
 撮像面      ∞
 
各種データ
               通常観察状態    拡大観察状態
ｆ                1.00            1.00
ＦＮＯ．          3.57            3.53
２ω            161.27          149.52
ｆｂ(in air)      4.77            4.69
ＬＴＬ(in air)   18.18           18.10
  d7              0.48            1.25
  d9              1.75            0.99
 
各群焦点距離
  f1=-1.21     f2=25.60      f3=3.53
　以下、各実施例における条件式の数値を示す。
条件式     実施例１     実施例２     実施例３     
(1)         2.800       10.000        3.333 
(2)         1.021        6.486        4.352 
(3)         1.048        1.064        1.079 
(4)         3.255       12.712        5.266 
(5)         6.750       37.359        7.355 
　以下に、要素値を示す。
           実施例１     実施例２     実施例３  
Dmin        0.28         0.5          1
OPLdiff     0.1          0.05         0.3
Dfocus      0.768        0.7709       0.766
Dave        0.5          0.7          1.1
Dmax        0.72         1.2          1.3
ω(wide)   79.278       80.582       80.634
ω(tele)   75.642       75.766       74.762
　以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
　本発明は、ムラの少ない照明が可能で、被写界深度の広い画像が取得できる内視鏡に有用である。
　１　内視鏡
　２　対物ユニット
　２Ａ　対物光学系
　２Ｂ　光路分割部材
　３　複数の照明光学系
　３Ａ、３Ｂ、３Ｃ　照明光学系
　４　先端部
　４ａ　側面
　５　鉗子口
　６　光ファイババンドル
　７　レンズ群
　ＯＢ　物体
　Ｓob　物体側入射面
　ＳＡill、ＳＢill、ＳＣill　物体側出射面
　Ｆ　視野
　Ｌ、ＬＡ、ＬＣ　照明光
　Ｐ　物体側出射面ＳＢillの位置
　ＰOB1、ＰOB2、ＰOB3　近点の位置
　４ａ　側面
　Ｆnor　位置通常観察における合焦位置
　Ｆmag　位置拡大観察における合焦位置
　ＤＦＮfa、ＤＦＮne、ＤＦＮ１fa、ＤＦＮ１ne、ＤＦＮ２fa、ＤＦＮ２ne、ＤＦＭfa、ＤＦＭne、ＤＦＭ１fa、ＤＦＭ１ne、ＤＦＭ２fa、ＤＦＭ２ne　被写界深度の範囲を示す位置
　Ｇ１　第１レンズ群
　Ｇ２　第２レンズ群
　Ｇ３　第３レンズ群
　Ｌ１～Ｌ９　レンズ
　Ｓ　開口絞り
　Ｆ１　平行平板（光学フィルタ）
　Ｉ　像面

Claims (6)

  1. 　複数の照明光学系と、
    　対物光学系と、
    　光路分割部材と、を備え、
    　前記光路分割部材は、第１の光路と第２の光路を形成する光学素子を有し、
    　前記第１の光路の光路長は、前記第２の光路の光路長と異なり、
    　前記複数の照明光学系から、物体に照明光が照射され、
    　前記対物光学系は、最も物体側に位置する物体側入射面を有し、
    　前記複数の照明光学系の各々は、最も物体側に位置する物体側出射面を有し、
    　前記物体側出射面の各々は、前記物体側入射面よりも像側に位置し、
    　以下の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡。
    　２．０＜Ｄmin／ＯＰＬdiff＜５０　　　（１）
    　ここで、
    　Ｄminは、奥まり量のうち、最小となる奥まり量であり、前記奥まり量は、前記物体側入射面から前記物体側出射面までの光軸方向の距離、
    　ＯＰＬdiffは、前記第１の光路の光路長と前記第２の光路の光路長との差、
    である。
  2. 　前記対物光学系は、光軸方向に移動するレンズを有し、
    　前記レンズを移動させることによって、拡大観察と通常観察とが切り替え可能であり、
    　以下の条件式（２）、（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
    　０．１＜Ｄmin２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜３０　　　（２）
    　１．０１＜ω（ｗｉｄｅ）／ω（ｔｅｌｅ）＜５．０　　　（３）
    　ここで、
    　Ｄminは、奥まり量のうち、最小となる奥まり量であり、前記奥まり量は、前記物体側入射面から前記物体側出射面までの光軸方向の距離、
    　ＯＰＬdiffは、前記第１の光路の光路長と前記第２の光路の光路長との差、
    　Ｄfocusは、前記レンズの移動量、
    　ω(wide)は、通常観察状態における前記対物光学系の画角、
    　ω(tele)は、拡大観察状態における前記対物光学系の画角、
    である。
  3. 　以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
    　０．２＜Ｄave２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜５０　　　（４）
    　ここで、
    　D_Ｄaveは、奥まり量の平均であり、前記奥まり量は、前記物体側入射面から前記物体側出射面までの光軸方向の距離、
    　ＯＰＬdiffは、前記第１の光路の光路長と前記第２の光路の光路長との差、
    　Ｄfocusは、前記レンズの移動量、
    である。
  4. 　以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
    　０．３＜Ｄmax２／（ＯＰＬdiff×Ｄfocus）＜８０　　　（５）
    　ここで、
    　Dmaxは、奥まり量のうち、最大となる奥まり量であり、前記奥まり量は、前記物体側入射面から前記物体側出射面までの光軸方向の距離、
    　ＯＰＬdiffは、前記第１の光路の光路長と前記第２の光路の光路長との差、
    　Ｄfocusは、前記レンズの移動量、
    である。
  5. 　前記照明光の光量と射出角度は、前記複数の照明光学系の全てで、略同一であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内視鏡。
  6. 　３つの前記照明光学系を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内視鏡。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774212A (en) * 1997-03-19 1998-06-30 General Electric Co. Method and apparatus for detecting and analyzing directionally reflective surface flaws
JP2004313523A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Pentax Corp 固体撮像素子、電子内視鏡
JP5593004B2 (ja) * 2012-06-28 2014-09-17 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡システム
JP5989290B1 (ja) * 2014-10-06 2016-09-07 オリンパス株式会社 内視鏡

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774214A (en) 1996-12-12 1998-06-30 Photometrics, Ltd. Multi-mode imaging apparatus for radiation-emitting or absorbing samples
JP5075658B2 (ja) 2008-02-08 2012-11-21 富士フイルム株式会社 内視鏡
US8764633B2 (en) * 2011-08-12 2014-07-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Feature differentiation image capture unit and method in a surgical instrument
WO2015156337A1 (ja) 2014-04-10 2015-10-15 オリンパス株式会社 内視鏡
WO2017199531A1 (ja) * 2016-05-16 2017-11-23 ソニー株式会社 撮像装置及び内視鏡

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774212A (en) * 1997-03-19 1998-06-30 General Electric Co. Method and apparatus for detecting and analyzing directionally reflective surface flaws
JP2004313523A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Pentax Corp 固体撮像素子、電子内視鏡
JP5593004B2 (ja) * 2012-06-28 2014-09-17 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡システム
JP5989290B1 (ja) * 2014-10-06 2016-09-07 オリンパス株式会社 内視鏡

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