JPH0754373B2 - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents
内視鏡用対物レンズInfo
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- JPH0754373B2 JPH0754373B2 JP1007828A JP782889A JPH0754373B2 JP H0754373 B2 JPH0754373 B2 JP H0754373B2 JP 1007828 A JP1007828 A JP 1007828A JP 782889 A JP782889 A JP 782889A JP H0754373 B2 JPH0754373 B2 JP H0754373B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外径の細い細径内視鏡に使用される内視鏡用
対物レンズにして、特に撮像素子としてのC.C.D.(Char
ge Coupled Device)を用いた内視鏡用対物レンズに関
するものである。
対物レンズにして、特に撮像素子としてのC.C.D.(Char
ge Coupled Device)を用いた内視鏡用対物レンズに関
するものである。
近年、管腔の狭い気管支等に挿入して観察、治療等を行
う気管支鏡等の細径内視鏡の細径化の要望が高まるに伴
い、これに使用する外径の小さな内視鏡用対物レンズが
種々開発されている。この種の内視鏡用対物レンズにお
いて、本発明に係る内視鏡用対物レンズに近いレンズ系
としては、第7図に示したように、物体側より順に、物
体側が平面で凹面を像側に向けた平凹の負の第1レンズ
L1′、曲率半径の大きい面を物体側へ向けた両凸の正の
第2レンズL2′と、全体で正の屈折率を有する第3接合
レンズL3′+L4′と凸面を像側に向けた第4メニスカス
レンズL5′とからなり、その第2レンズL2′と第3接合
レンズL3′+L4′との間に絞りAが配装された内視鏡用
対物レンズで、今 m:物体側より順次数えた面番号 r1,r2,・・r8,r9:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,・・・d8:各レンズの厚みまたは空気間隔 n1,n2,n3,n4,n5:各レンズのd線に対する屈折率 ν1,ν2,ν3,ν4,ν5:各レンズのアツベ数 としたとき、 m r d n ν 1 ∞ 2 0.502 0.281 1.88300 41.0 3 1.406 0.176 4 −0.879 0.949 1.72916 54.8 5 7.032 0.211 6 −0.586 1.020 1.72916 54.8 7 −1.082 0.281 1.80518 25.5 8 −0.582 0.295 9 −1.803 0.281 1.80518 25.5 にして、 第8図に示したような収差曲線図を備えた内視鏡用対物
レンズがある。
う気管支鏡等の細径内視鏡の細径化の要望が高まるに伴
い、これに使用する外径の小さな内視鏡用対物レンズが
種々開発されている。この種の内視鏡用対物レンズにお
いて、本発明に係る内視鏡用対物レンズに近いレンズ系
としては、第7図に示したように、物体側より順に、物
体側が平面で凹面を像側に向けた平凹の負の第1レンズ
L1′、曲率半径の大きい面を物体側へ向けた両凸の正の
第2レンズL2′と、全体で正の屈折率を有する第3接合
レンズL3′+L4′と凸面を像側に向けた第4メニスカス
レンズL5′とからなり、その第2レンズL2′と第3接合
レンズL3′+L4′との間に絞りAが配装された内視鏡用
対物レンズで、今 m:物体側より順次数えた面番号 r1,r2,・・r8,r9:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,・・・d8:各レンズの厚みまたは空気間隔 n1,n2,n3,n4,n5:各レンズのd線に対する屈折率 ν1,ν2,ν3,ν4,ν5:各レンズのアツベ数 としたとき、 m r d n ν 1 ∞ 2 0.502 0.281 1.88300 41.0 3 1.406 0.176 4 −0.879 0.949 1.72916 54.8 5 7.032 0.211 6 −0.586 1.020 1.72916 54.8 7 −1.082 0.281 1.80518 25.5 8 −0.582 0.295 9 −1.803 0.281 1.80518 25.5 にして、 第8図に示したような収差曲線図を備えた内視鏡用対物
レンズがある。
しかし、上記のような接合レンズを利用したレンズ系に
おいては、接合レンズの接合面の曲率半径を小さくする
ことにより、色収差の補正を図っているが、この曲率半
径を小さくしても色収差の補正には限界があるほか、曲
率半径を小さくする場合にはレンズの研磨や加工が極め
て困難となり、加工面での限界もあった。
おいては、接合レンズの接合面の曲率半径を小さくする
ことにより、色収差の補正を図っているが、この曲率半
径を小さくしても色収差の補正には限界があるほか、曲
率半径を小さくする場合にはレンズの研磨や加工が極め
て困難となり、加工面での限界もあった。
そして、この色収差が充分良好に補正されていない場合
は、内視鏡を用いて管腔内を観察、診断をする際に、精
確な観察や正確な診断を妨げるものであった。
は、内視鏡を用いて管腔内を観察、診断をする際に、精
確な観察や正確な診断を妨げるものであった。
本発明は、かかる現状に鑑み、絞りの前に分散の大きい
硝材で作った凸レンズを配置することによって、軸上色
収差と倍率色収差とをバランスよく良好に補正した内視
鏡用対物レンズを提供することを目的とするものであ
る。
硝材で作った凸レンズを配置することによって、軸上色
収差と倍率色収差とをバランスよく良好に補正した内視
鏡用対物レンズを提供することを目的とするものであ
る。
本発明は、かかる目的を達成するため、物体側から順に
凹面を像側へ向けた負の第1レンズL1と、曲率半径の大
きい面を像側へ向けた正の第2レンズL2と曲率半径の大
きい面を物体側に向けた正の第3レンズL3と全体で正の
屈折率を有する第4接合レンズL4+L5とから構成され、
第2レンズL2と第3レンズL3の間に明るさ絞りを配置し
た内視鏡用対物レンズにおいて、 (1) 0.60<|f1/f|<0.70 (2) n2>1.60 ν2<45.0 (3) n3>1.60 ν3>50.0 (4) n4>1.60 ν4>50.0 (5) ν5<40.0 ただし、 f1:第1レンズの焦点距離 f:全系の合成焦点距離 n2,n3,n4,:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合レンズ
L4+L5の凸レンズL4に使用されている硝材のd線に対す
る屈折率 ν2,ν3,ν4,ν5:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合
レンズL4+L5の凸レンズL4,第4接合レンズL4+L5の凹
レンズL5に使用されている硝材のアツベ数 なる条件を満足することを特徴とする内視鏡用対物レン
ズ、 および同様のレンズにおいて(4)式および(5)式の
みを次のように変更した内視鏡用対物レンズである。
凹面を像側へ向けた負の第1レンズL1と、曲率半径の大
きい面を像側へ向けた正の第2レンズL2と曲率半径の大
きい面を物体側に向けた正の第3レンズL3と全体で正の
屈折率を有する第4接合レンズL4+L5とから構成され、
第2レンズL2と第3レンズL3の間に明るさ絞りを配置し
た内視鏡用対物レンズにおいて、 (1) 0.60<|f1/f|<0.70 (2) n2>1.60 ν2<45.0 (3) n3>1.60 ν3>50.0 (4) n4>1.60 ν4>50.0 (5) ν5<40.0 ただし、 f1:第1レンズの焦点距離 f:全系の合成焦点距離 n2,n3,n4,:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合レンズ
L4+L5の凸レンズL4に使用されている硝材のd線に対す
る屈折率 ν2,ν3,ν4,ν5:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合
レンズL4+L5の凸レンズL4,第4接合レンズL4+L5の凹
レンズL5に使用されている硝材のアツベ数 なる条件を満足することを特徴とする内視鏡用対物レン
ズ、 および同様のレンズにおいて(4)式および(5)式の
みを次のように変更した内視鏡用対物レンズである。
(4) ν4<40.0 (5) n5>1.60 ν5>50.0 ただし、 n5,:第4接合レンズL4+L5の凸レンズL5に使用されてい
る硝材のd線に対する屈折率 ν4,ν5:第4接合レンズL4+L5の凹レンズL4,第4接合
レンズL4+L5の凸レンズL5に使用されている硝材のアツ
ベ数 以下、上記条件の持つ意義について説明する。
る硝材のd線に対する屈折率 ν4,ν5:第4接合レンズL4+L5の凹レンズL4,第4接合
レンズL4+L5の凸レンズL5に使用されている硝材のアツ
ベ数 以下、上記条件の持つ意義について説明する。
先ず、条件(1)は第1レンズL1のパワーを規定するも
ので、上限を越えると、第1レンズL1の焦点距離が長く
なるので、内視鏡用対物レンズに必要な90゜ないし100
゜程度の広画角が得られなくなる。一方、下限を満足し
ないと、第1レンズL1の凹面の曲率半径が小さくなるた
め、レンズの研磨、加工が困難となる。
ので、上限を越えると、第1レンズL1の焦点距離が長く
なるので、内視鏡用対物レンズに必要な90゜ないし100
゜程度の広画角が得られなくなる。一方、下限を満足し
ないと、第1レンズL1の凹面の曲率半径が小さくなるた
め、レンズの研磨、加工が困難となる。
条件(2)ないし(5)は、それぞれ第1レンズL1,第
2レンズL2,第3レンズL3および第4接合レンズL4+L5
の凸レンズと凹レンズに使用すべき硝材を限定するもの
で、凸レンズの屈折率がこれ以下になると、ペッツバー
ル和が悪化して、像面湾曲の補正が不十分になり、また
さらに、この条件を満たさないで同一のレンズ、パワー
を得るには、曲率半径を小さくせねばならず、レンズの
研磨や加工が困難となる。また、各々の硝材のアッベ数
がこの範囲を外れると、この発明の本来の目的であると
ころの軸上色収差と倍率色収差のバランスのとれた補正
が困難となる。
2レンズL2,第3レンズL3および第4接合レンズL4+L5
の凸レンズと凹レンズに使用すべき硝材を限定するもの
で、凸レンズの屈折率がこれ以下になると、ペッツバー
ル和が悪化して、像面湾曲の補正が不十分になり、また
さらに、この条件を満たさないで同一のレンズ、パワー
を得るには、曲率半径を小さくせねばならず、レンズの
研磨や加工が困難となる。また、各々の硝材のアッベ数
がこの範囲を外れると、この発明の本来の目的であると
ころの軸上色収差と倍率色収差のバランスのとれた補正
が困難となる。
なお、内視鏡用対物レンズを本発明のレンズ構成とする
ことにより第1レンズL1と第4接合レンズのうちのレン
ズL4またはL5の外径比を1.0に近似せしめることが可能
となるので、内視鏡用対物レンズ全体の外径を小さくす
ることが可能となる。
ことにより第1レンズL1と第4接合レンズのうちのレン
ズL4またはL5の外径比を1.0に近似せしめることが可能
となるので、内視鏡用対物レンズ全体の外径を小さくす
ることが可能となる。
そのうえ、本発明のレンズ構成の結像位置Pには、撮像
素子として、例えばC.C.D.などを用いるので、対物レン
ズをテレセントリック系に構成する必要はない。
素子として、例えばC.C.D.などを用いるので、対物レン
ズをテレセントリック系に構成する必要はない。
以下、図面に基づいて本発明の各実施例を詳述すること
とする。
とする。
ただし、以下の説明において、 L1ないしL5:第1レンズないし第5レンズ X:光軸 A:絞り m:物体側より順次数えた面番号 r1,r2,・・・r9:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,・・・d8:各レンズの厚みまたは空気間隔 n1,n2,n3,n4,n5:各レンズのd線に対する屈折率 ν1,ν2,ν3,ν4,ν5:各レンズのアツベ数 とする。なお、各レンズ構成の図における光路は同一条
件の物体高60mmの主光線を表し、各収差曲線図は被写体
距離5mm、有効Fナンバー5.60のときの物体高20mm,40m
m,60mmの収差量を示す。
件の物体高60mmの主光線を表し、各収差曲線図は被写体
距離5mm、有効Fナンバー5.60のときの物体高20mm,40m
m,60mmの収差量を示す。
第1実施例は第1図に示した第1レンズ構成基本形に基
づいたもので、下表のとおりである。
づいたもので、下表のとおりである。
m r d n ν 1 ∞ 2 0.51 0.328 1.81550 44.4 3 1.125 0.131 4 ∞ 0.787 1.70154 41.1 5 ∞ 0.020 6 −0.846 0.656 1.62280 56.9 7 1.928 0.066 8 −0.794 0.852 1.62280 56.9 9 −11.705 0.328 1.80518 25.5 f=1 f1=−0.625 |f1/f|=0.625 そして hF:第1レンズL1の初面の最大画角の主光線の高さ hR:第4接合レンズL4+L5の最終面の最大画角の主光線
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.434 hR=0.424 となり、 |hF/hR|=1.024 となった。
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.434 hR=0.424 となり、 |hF/hR|=1.024 となった。
この具体的構成による収差曲線は第3図の如くなる。
また、第2実施例は第1図に示した第1レンズ構成基本
形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとおり
である。
形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとおり
である。
m r d n ν 1 ∞ 2 0.545 0.280 1.81550 44.4 3 1.275 0.140 4 ∞ 0.771 1.70154 41.1 5 ∞ 0.042 6 −0.904 0.631 1.72000 50.3 7 3.523 0.070 8 −0.701 0.841 1.72000 50.3 9 −12.541 0.280 1.80518 25.5 f=1 f1=−0.669 |f1/f|=0.669 そして hF:第1レンズL1の初面の最大画角の主光線の高さ hR:第4接合レンズL4+L5の最終面の最大画角の主光線
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.421 hR=0.408 となり、 |hF/hR|=1.032 となった。
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.421 hR=0.408 となり、 |hF/hR|=1.032 となった。
この具体的構成による収差曲線は第4図の如くなる。
さらに、第3実施例は第1図に示した第1レンズ構成基
本形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとお
りである。
本形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとお
りである。
m r d n ν 1 ∞ 2 0.545 0.280 1.81550 44.4 3 1.251 0.140 4 31.630 0.771 1.72342 38.0 5 −24.696 0.042 6 −0.875 0.631 1.72000 50.3 7 3.527 0.070 8 −0.701 0.841 1.72000 50.3 9 −12.533 0.280 1.80518 25.5 f=1 f1=−0.668 |f1/f|=0.668 そして hF:第1レンズL1の初面の最大画角の主光線の高さ hR:第4接合レンズL4+L5の最終面の最大画角の主光線
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.421 hR=0.410 となり、 |hF/hR|=1.027 となった。
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.421 hR=0.410 となり、 |hF/hR|=1.027 となった。
この具体的構成による収差曲線は第5図の如くなる。
さらに、第4実施例は第2図に示した第2レンズ構成基
本形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとお
りである。
本形に基づいたもので、その具体的構成は、下表のとお
りである。
m r d n ν 1 8.000 2 0.500 0.280 1.81550 44.4 3 0.951 0.140 4 2.000 0.771 1.72825 28.3 5 1.429 0.042 6 −0.916 0.631 1.69680 55.6 7 −56.693 0.070 8 1.272 0.280 1.80518 25.5 9 −2.745 0.841 1.69680 55.6 f=1 f1=−0.665 |f1/f|=0.665 そして hF:第1レンズL1の初面の最大画角の主光線の高さ hR:第4接合レンズL4+L5の最終面の最大画角の主光線
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.451 hR=0.483 となり、 |hF/hR|=0.934 となった。
の高さ としたときに、この実施例においては、 hF=0.451 hR=0.483 となり、 |hF/hR|=0.934 となった。
この具体的構成による収差曲線は第6図の如くなる。
上記第1ないし第4の各実施例の収差曲線図である第3,
4,5,6図における倍率色収差は、従来例の収差曲線図で
ある第8図における倍率色収差の約半分以下に補正され
ている。
4,5,6図における倍率色収差は、従来例の収差曲線図で
ある第8図における倍率色収差の約半分以下に補正され
ている。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レン
ズ構成と条件(1)〜(5)の各条件を満足させるよう
にしたので、内視鏡用対物レンズとして広画角の特性を
備えるほか、単色光に基づく諸収差および倍率の色収差
を良好に補正して、解像力を改善することができ、前記
観察、診断機能を向上させた内視鏡用対物レンズの提供
が可能となった。
ズ構成と条件(1)〜(5)の各条件を満足させるよう
にしたので、内視鏡用対物レンズとして広画角の特性を
備えるほか、単色光に基づく諸収差および倍率の色収差
を良好に補正して、解像力を改善することができ、前記
観察、診断機能を向上させた内視鏡用対物レンズの提供
が可能となった。
さらには、レンズの研磨、加工の容易な内視鏡用対物レ
ンズを提供も可能となった。
ンズを提供も可能となった。
第1図は本発明の第1レンズ構成基本形のレンズ構成
図、第2図は第2レンズ構成基本形のレンズ構成図、第
3図は第1実施例の収差曲線図、第4図は第2実施例の
収差曲線図、第5図は第3実施例の収差曲線図、第6図
は第4実施例の収差曲線図、第7図は従来のレンズ構成
図、第8図は第7図に対応する収差曲線図である。 L1ないしL5:第1レンズないし第5レンズ X:光軸 A:絞り r1,r2,…r9:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,…d8:各レンズの厚みまたは空気間隔 P:結像位置
図、第2図は第2レンズ構成基本形のレンズ構成図、第
3図は第1実施例の収差曲線図、第4図は第2実施例の
収差曲線図、第5図は第3実施例の収差曲線図、第6図
は第4実施例の収差曲線図、第7図は従来のレンズ構成
図、第8図は第7図に対応する収差曲線図である。 L1ないしL5:第1レンズないし第5レンズ X:光軸 A:絞り r1,r2,…r9:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,…d8:各レンズの厚みまたは空気間隔 P:結像位置
Claims (2)
- 【請求項1】物体側から順に凹面を像側へ向けた負の第
1レンズL1と、曲率半径の大きい面を像側へ向けた正の
第2レンズL2と、曲率半径の大きい面を物体側に向けた
正の第3レンズL3と、全体で正の屈折力を有する第4接
合レンズL4+L5とから構成され、第2レンズL2と第3レ
ンズL3の間に明るさ絞りを配置した内視鏡用対物レンズ
において、 (1) 0.60<|f1/f|<0.70 (2) n2>1.60 ν2<45.0 (3) n3>1.60 ν3>50.0 (4) n4>1.60 ν4>50.0 (5) ν5<40.0 ただし、 f1:第1レンズの焦点距離 f:全系の合成焦点距離 n2,n3,n4:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合レンズL
4+L5の凸レンズL4に使用されている硝材のd線に対す
る屈折率 ν2,ν3,ν4,ν5:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合
レンズL4+L5の凸レンズL4,第4接合レンズL4+L5の凹
レンズL5に使用されている硝材のアツベ数 なる条件を満足することを特徴とする内視鏡用対物レン
ズ。 - 【請求項2】物体側から順に凹面を像側へ向けた負の第
1レンズL1と、曲率半径の大きい面を像側へ向けた正の
第2レンズL2と、曲率半径の大きい面を物体側に向けた
正の第3レンズL3と、全体で正の屈折力を有する第4接
合レンズL4+L5とから構成され、第2レンズL2と第3レ
ンズL3の間に明るさ絞りを配置した内視鏡用対物レンズ
において、 (1) 0.60<|f1/f|<0.70 (2) n2>1.60 ν2<45.0 (3) n3>1.60 ν3>50.0 (4) ν4<40.0 (5) n5>1.60 ν5>50.0 ただし、 f1:第1レンズの焦点距離 f:全系の合成焦点距離 n2,n3,n5:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合レンズL
4+L5の凸レンズL5に使用されている硝材のd線に対す
る屈折率 ν2,ν3,ν4,ν5:第2レンズL2,第3レンズL3,第4接合
レンズL4+L5の凹レンズL4,第4接合レンズL4+L5の凸
レンズL5に使用されている硝材のアツベ数 なる条件を満足することを特徴とする内視鏡用対物レン
ズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007828A JPH0754373B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 内視鏡用対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007828A JPH0754373B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 内視鏡用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188709A JPH02188709A (ja) | 1990-07-24 |
| JPH0754373B2 true JPH0754373B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=11676458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1007828A Expired - Fee Related JPH0754373B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 内視鏡用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754373B2 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05150172A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-18 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用対物レンズ |
| JPH0854561A (ja) * | 1994-08-09 | 1996-02-27 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 視野角可変内視鏡用対物レンズ |
| JP3051035B2 (ja) * | 1994-10-18 | 2000-06-12 | 富士写真光機株式会社 | 内視鏡用対物レンズ |
| JP4014186B2 (ja) | 1998-11-30 | 2007-11-28 | フジノン株式会社 | 内視鏡用対物レンズ |
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