JPH0968647A - 内視鏡対物レンズ - Google Patents

内視鏡対物レンズ

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JPH0968647A
JPH0968647A JP7223723A JP22372395A JPH0968647A JP H0968647 A JPH0968647 A JP H0968647A JP 7223723 A JP7223723 A JP 7223723A JP 22372395 A JP22372395 A JP 22372395A JP H0968647 A JPH0968647 A JP H0968647A
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勝 江口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 像側のレンズの最終面をファイバーバンドル
端面に一致させるタイプの対物レンズにおいて、細径で
全長が短く、かつ光学性能の高い内視鏡対物レンズを得
ること。 【構成】 物体側から順に、屈折力が零又は負の第1レ
ンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力
を有する第3レンズの単レンズ3枚で構成され、以下の
条件式を満足する内視鏡対物レンズ。 (1)0≦|f/f1 |<0.5(f1 <0) (2)0≦|f2 /f1 |<0.5 (3)1.8<f3 /f2 <8 (4)0.15<d/f<0.55 但し、 f:対物レンズ全系の焦点距離、 f1 :第1レンズの焦点距離、 f2 :第2レンズの焦点距離、 f3 :第3レンズの焦点距離、 d:第2レンズと第3レンズの間隔。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、医用及び工業用の内視鏡対物レ
ンズに関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】内視鏡の鉗子チャンネル内
を通過させ、胆道、膵管等の狭い体腔内に挿入して観
察、治療を行う細径内視鏡が実用化されているが、より
細い内腔を観察する必要性や、患者の苦痛を軽減する目
的から、より外径の小さい体内挿入部が求められ、その
結果、その先端部に設ける対物レンズも小径化が求めら
れている。
【0003】内視鏡対物レンズは、組立、製造が容易な
ように、レンズ支持筒内に構成レンズ群とスぺーサを順
番に落とし込んでいく構造がよく用いられる。この構造
では通常、最終レンズ(最もファイバーバンドル側のレ
ンズ)を挿入後、支持筒の周縁を最終レンズの周縁上に
かしめて構成レンズ群を固定するが、かしめ部分による
周辺光束のけられを考慮して、レンズ外径を大きくする
必要があり、その結果レンズ径が増大する。
【0004】この問題を解決するため、例えば特開平2
−69710号は、最終レンズをファイバーバンドル端
面に接合するタイプ、つまりバックフォーカスをゼロに
するタイプを提案しているが、この例では、最終レンズ
とその前のレンズの間隔(ピント調整間隔)が長いた
め、レンズ全長が長くなってしまう。対物レンズの全長
が長くなると、内視鏡先端部も長くなってしまうため、
湾曲操作性の悪化につながり好ましくない。また、全長
が長くなると焦点距離も長くなり、焦点距離が長くなる
と被写体深度が浅くなって好ましくない。また、レトロ
フォーカス型のレンズは、全長が長くなると第1面及び
最終面での有効径が大きくなる傾向があり、細径にする
ためには全長を短くする必要がある。
【0005】ピント調整間隔が短いものとしては、特開
平2−176612号がある。しかし、この対物レンズ
は、第3レンズの正のパワーが比較的大きいため、コマ
収差、非点収差等が大きいという問題があった。
【0006】
【発明の目的】本発明は、レンズ最終面を像面に一致さ
せるタイプの対物レンズにおいて、細径でかつレンズ全
長が短く、光学性能の高い内視鏡対物レンズを得ること
を目的とする。
【0007】
【発明の概要】本発明の内視鏡対物レンズは、物体側か
ら順に、屈折力が零または負の第1レンズと、正の屈折
力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レン
ズの単レンズ3枚で構成され、第3レンズの像側の面
は、像面に一致する平面からなり、さらに次の条件式
(1)ないし(4)を満足することを特徴としている。 (1)0≦|f/f1 |<0.5(f1 <0) (2)0≦|f2 /f1 |<0.5 (3)1.8<f3 /f2 <8 (4)0.15<d/f<0.55 但し、 f:対物レンズ全系の焦点距離、 f1 :第1レンズの焦点距離、 f2 :第2レンズの焦点距離、 f3 :第3レンズの焦点距離、 d:第2レンズと第3レンズの間隔、 である。本発明の内視鏡対物レンズは、さらに次の条件
式(5)を満足することが好ましい。 (5)n2 >1.65、n3 >1.65かつν2 >45
またはν3 >45 但し、 n2 :第2レンズの屈折率、 n3 :第3レンズの屈折率、 ν2 :第2レンズのアッベ数、 ν3 :第3レンズのアッベ数、 である。明るさ絞りは、第1レンズと第2レンズの間に
配置するのがよい。
【0008】
【発明の実施の態様】内視鏡対物レンズの特徴である広
い視野角を保ちつつ、諸収差を小さく抑えるためには、
適切なパワー配置にすることが不可欠であり、また、色
収差を小さくするためには、硝材のアッベ数の範囲を適
切に定めることが不可欠である。本発明は、単レンズ3
枚という簡単な構成で、これらを適切に定めることによ
り、細径でかつレンズ全長が短く光学性能の高い内視鏡
対物レンズを得たものである。
【0009】条件式(1)は、第1レンズのパワーの範
囲についての条件である。屈折力が零とは第1レンズが
平行平面板からなることを意味する。視野角が90°程
度では第1レンズはパワーがない平行平面板でも十分で
あるが、視野角が100°を超える場合には、第1レン
ズは負のパワーを持つことが必要である。上限を超えて
負のパワーが強くなると、像面湾曲が補正過剰になる。
【0010】条件式(2)は、第1レンズと第2レンズ
の焦点距離の比についての条件である。下限を超えて第
2レンズのパワーが強くなり過ぎると、コマ収差を補正
できなくなる。上限を超えて第2レンズのパワーが弱く
なると、像面湾曲が補正過剰となる。
【0011】条件式(3)は、第2レンズと第3レンズ
の焦点距離の比についての条件である。下限を超えて第
3レンズのパワーが強くなり過ぎると、像面湾曲と非点
収差が補正不足となる。上限を超える、つまり、第3レ
ンズのパワーが第2レンズに比べて弱くなりすぎると、
コマ収差が大きくなってしまう。
【0012】条件式(4)は、第2レンズと第3レンズ
の間隔に関する条件である。ピント調整にはある一定値
以上の間隔が必要である。条件式の下限を超えて間隔が
狭くなると、ピントの調整が困難となる。上限を超え
て、間隔が広くなると、第2、第3の両正レンズ群のパ
ワーが大きくなり、球面収差や像面湾曲等の諸収差が大
きくなってしまう。また、レンズ全長が長くなってしま
う問題も生じる。よって、この第2、第3レンズの間隔
に関する条件は、ピント調整間隔を確保しつつ、光学性
能が高く、細径でレンズ全長が短い内視鏡対物レンズを
得るための必要条件である。
【0013】条件式(5)は、第2レンズと第3レンズ
の硝材についての条件である。n2>1.65、n3
1.65とすることにより、像面湾曲を小さくすること
ができる。ν2 >45またはν3 >45とすることによ
り、色収差、特に倍率色収差を小さくすることができ
る。
【0014】次に具体的な実施例について本発明を説明
する。いずれの実施例も、物体側から順に、第1レンズ
10、絞りS、第2レンズ20、第3レンズ30からな
り、第3レンズ30の像側の面は、像面と一致する平面
となっている(バックフォーカスFB=0) 。実施例1で
は、第1レンズ10がパワーを持たない平行平面板から
なり、残りの実施例では、第1レンズ10が負の屈折力
のレンズからなっている。[実施例1]図1は、本発明
の内視鏡対物レンズの第1の実施例のレンズ構成図であ
る。表1は、このレンズ系の数値データ、図2は、この
レンズ系による諸収差図である。以下の各表及び各図面
において、FEは基準物体距離5mm での実効F値、fは対
物レンズ全系の焦点距離、mは近軸横倍率、ωは基準物
体距離での半画角、fBはバックフォーカス、rはレンズ
各面の曲率半径、dはレンズ厚もしくはレンズ間隔、n
はd線に対する屈折率、νはd線のアッベ数を示す。S
Aは球面収差、SCは正弦条件、d線、g線、C線は、
それぞれの波長における、球面収差によって示される色
収差、Sはサジタル、Mはメリディオナルを示してい
る。
【0015】
【表1】FE=1:1.75 f=0.32 m=-0.062 ω=45.3 ゜ fB=0.00
【0016】[実施例2]図3は、本発明の内視鏡対物
レンズの第2の実施例のレンズ構成図である。表2は、
このレンズ系の数値データ、図4は、このレンズ系によ
る諸収差図である。
【0017】
【表2】FE=1:1.62 f=0.28 m=-0.055 ω=55.7 ゜ fB=0.00
【0018】[実施例3]図5は、本発明の内視鏡対物
レンズの第3の実施例のレンズ構成図である。表3は、
このレンズ系の数値データ、図6は、このレンズ系によ
る諸収差図である。
【0019】
【表3】FE=1:1.80 f=0.26 m=-0.050 ω=63.1 ゜ fB=0.00
【0020】[実施例4]図7は、本発明の内視鏡対物
レンズの第4の実施例のレンズ構成図である。表4は、
このレンズ系の数値データ、図8は、このレンズ系によ
る諸収差図である。
【0021】
【表4】FE=1:1.80 f=0.26 m=-0.049 ω=69.1 ゜ fB=0.00
【0022】[実施例5]図9は、本発明の内視鏡対物
レンズの第5の実施例のレンズ構成図である。表5は、
このレンズ系の数値データ、図10は、このレンズ系に
よる諸収差図である。
【0023】
【表5】FE=1:1.80 f=0.29 m=-0.057 ω=52.6 ゜ fB=0.00
【0024】[実施例6]図11は、本発明の内視鏡対
物レンズの第6の実施例のレンズ構成図である。表6
は、このレンズ系の数値データ、図12は、このレンズ
系による諸収差図である。
【0025】
【表6】FE=1:1.80 f=0.26 m=-0.052 ω=62.1 ゜ fB=0.00
【0026】各実施例の各条件式の値を表7に示す。
【表7】 条件式(1) 条件式(2) 条件式(3) 実施例1 0 0 2.54 実施例2 0.190 0.251 2.26 実施例3 0.123 0.160 2.65 実施例4 0.339 0.429 2.62 実施例5 0.108 0.214 6.58 実施例6 0.191 0.411 2.44 条件式(4) n23 ν2 ν3 実施例1 0.476 1.883 1.729 40.8 54.7 実施例2 0.534 1.883 1.729 40.8 54.7 実施例3 0.195 1.773 1.729 49.6 54.7 実施例4 0.536 1.883 1.729 40.8 54.7 実施例5 0.308 1.883 1.729 40.8 54.7 実施例6 0.415 1.773 1.835 49.6 42.7
【0027】表7から明らかなように、各実施例は条件
式(1)ないし(5)を満たしている。各収差も良く補
正されている。
【0028】
【発明の効果】本発明の内視鏡対物レンズによれば、細
径でかつレンズ全長が短く、光学性能の高いレンズが得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内視鏡対物レンズの第1の実施例のレ
ンズ構成図である。
【図2】図1のレンズ系の諸収差図である。
【図3】本発明の内視鏡対物レンズの第2の実施例のレ
ンズ構成図である。
【図4】図1のレンズ系の諸収差図である。
【図5】本発明の内視鏡対物レンズの第3の実施例のレ
ンズ構成図である。
【図6】図5のレンズ系の諸収差図である。
【図7】本発明の内視鏡対物レンズの第4の実施例のレ
ンズ構成図である。
【図8】図7のレンズ系の諸収差図である。
【図9】本発明の内視鏡対物レンズの第5の実施例のレ
ンズ構成図である。
【図10】図9のレンズ系の諸収差図である。
【図11】本発明の内視鏡対物レンズの第6の実施例の
レンズ構成図である。
【図12】図11のレンズ系の諸収差図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、屈折力が零または負の
    第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、正の
    屈折力を有する第3レンズの単レンズ3枚で構成され、 上記第3レンズの像側の面は、像面に一致する平面から
    なり、 さらに、下記条件式(1)ないし(4)を満足する内視
    鏡対物レンズ。 (1)0≦|f/f1 |<0.5(f1 <0) (2)0≦|f2 /f1 |<0.5 (3)1.8<f3 /f2 <8 (4)0.15<d/f<0.55 但し、 f:対物レンズ全系の焦点距離、 f1 :第1レンズの焦点距離、 f2 :第2レンズの焦点距離、 f3 :第3レンズの焦点距離、 d:第2レンズと第3レンズの間隔。
  2. 【請求項2】 請求項1において、さらに下記条件式
    (5)を満足する内視鏡対物レンズ。 (5)n2 >1.65、n3 >1.65かつν2 >45
    またはν3 >45 但し、 n2 :第2レンズの屈折率、 n3 :第3レンズの屈折率、 ν2 :第2レンズのアッベ数、 ν3 :第3レンズのアッベ数。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、第1レンズ
    と第2レンズの間に、明るさ絞りが配置されている内視
    鏡対物レンズ。
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