JPS604963B2 - 内視鏡対物レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内視鏡対物レンズに関するものである。

内視鏡はその外径が極めて細く、しかもその中に観察光
学系、照明光学系をはじめとする各種の機能を組込まな
ければならない。

このため、内視鏡対物レンズは各レンズの直径が非常に
小さいことが要求される。また、像伝送光学系にイメー
ジファイバーハンドルを用いた内視鏡では、イメージフ
ァイバー端面への入射角の大きい光線は伝送されない。
このため、イメージファイバー端面への入射光は、出来
る限りその光軸に平行に近いことが望まれる。本発明は
、これらの諸要求を満足する極めてコンパクトで広角な
内視鏡対物レンズを提供するものである。

以下、本発競の詳細な内容につき説明する。

本発明は物体側から順に、負の屈折力を有するレンズか
ら成る前群発散レンズ系と、物体側の面の曲率半径の絶
対値が後側の面の曲率半径の絶対値より大きい正〆ニス
カスレンズと接合面が負の屈折力を有する接合正しンズ
とから成る後群収鰍レンズ系とで構成されるレトロフオ
ーカス型レンズ系で、上記前群発散レンズ系と後群奴敏
レンズ系との間隔を小さくすることによりレンズ系全長
を短くすると共に、上記前群発散レンズ系の外径を極め
て小さく抑えることを可能としたコンパクトで広角な内
視鏡対物レンズである。そして、上記前群発散レンズ系
を構成するレンズはカバーガラスを兼用させるため、物
体側の面を平面または凸面としている。更に、後群収放
レンズ系の第１レンズの前方または第１レンズの物体側
の面に明るさ絞りを配置するようにして、イメージファ
イバー端面へ入射する光線の入射角をできるだけ垂直に
近くし、これによってイメージファイバーの透過率の角
度特性が良好になるようにしている。また一般にレトロ
フオーカス型対物レンズにおいては、広い像面にわたっ
て嫁面轡曲は補正し得るが、球面収差、倍率の色収差は
劣化する。そこで、本発明では後群収鍬レンズ系のうち
物体側の正しンズを、その物体側の面の曲率半径の絶対
値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きくなるよう
にし、これと後群収数レンズ系のうちの正の接合レンズ
の接合面に負の屈折力を持たせたことと相俊つて、球面
収差および倍率の色収差を補正するようにしてある。こ
のようなしンズ構成と合わせて、次の各条件を満足する
ようにした点が本発明対物レンズの特徴点である。‘１
） １．０ＳｍＳＩ．３８ ｛２｝ｏ‐７ミｌｆ｛テ十（ルー１）貴｝１≦１‐２肌
・５≦ｆ点・≦・．５ただし「 ｍは全系の合成．焦点
距離に対する後群収数系の合成焦点距離の比、ｆは全系
の合成焦点距離、Ｌ‘ま前群の焦点距離「比は後群の第
１レンズの屈折率、ｒｏは後群の第１面の曲率半径、ｒ
ａは後群中の接合正しンズの接合面の曲率半径である。

以上説明した本発明の対物レンズにおける各条件につい
て述べると、条件‘１においてｍが上限を越えた場合に
は後群収数レンズ系の共役距離が焦点距離に比例して増
大するために、対物レンズの全長が長くなりこれを内視
鏡に用いた場合先端硬性部が長くなって、患者に苦痛を
与える結果になり好ましくない。

又下限を越えると後群収数レンズ系への入射高が一定で
あって、後群収鰍レンズ系の合成．焦点距離が小になる
と、後群収数レンズ系への画角が増大し、このために像
面轡曲が劣化し、内視鏡対物レンズとして使用し得なく
なる。次に条件■および条件｛３｝‘まメリディオナル
方向の非点収差を良好に補正しながら更にコマ収差の対
称性をも同時に補正するための条件である。これらの条
件のうち条件‘２｝は下側光線に対する軸外の球面収差
の補正作用が最も大であって、下側光線、主光線、上側
光線の順に補正作用の程度が異なるものである。又条件
湖は逆に上側光線、主光線、下側光線の順に補正作用の
程度が異なるもので上側光線に対する軸外球面収差の補
正作用が最も大である。これら条件■および条件｛３１
の上限を越える場合には、非点収差は補正できるがコマ
収差の対称が良好に補正できなくなる。即ち条件‘２１
が上限を越えると鯛外の球面収差の下側光線が補正過剰
に、又上側光線が補正不足になる。一方条件‘３’が上
限を越えるとこの逆に鞠外の球面収差の下側光線が補正
不足に又上側光線が補正過剰となる。又条件｛２ーおよ
びｔ３｝の下限を越えるとメリデイオナル方向の非点収
差が補正不足になる。これら条件■、条件｛３｝のうち
の一方が下限を越えてた場合、残りの一方を上限近くま
で大きな値にすることによってメリディオナル方向の非
点収差を補正することが出来るが、この方法では前述の
理由かりコマの対称性が劣化するために内視鏡対物レン
ズとして使用できなくなる。次に、以上説明した本発明
に係る内視鏡対物レンズの実施例を示す。

実施例 １ ｒｌ＝の ｄ，：０．３７ｎ，ニ１．５１６３３ 〃，ニ私．１５
ｒ２＝１．１３Ｑ＝０．３６ ｒ３＝−２．２９４ らコ０．６０ｎ２＝１．７５７ レ２ ＝４７．８７ｒ
４＝−０．８１６ｑ＝０．２０ ｒ５ｉの も＝０．３５ｎ３＝１．８４６６６ レ３ こ２３．総
ｒ６＝１．１３ち＝０．６１ｎ４＝１．７離 し４：４
７．４９ｒ７＝−１．５６４ｆ＝・、肌瓜庁。

．搬入ｆず（〜−・）三｝＝−。

‐７８９Ｒ＝３‐６実施例 ２ ｒ・ェ１３．９０８ ｄ，＝０．３２ｎ，ニ１．５１６殺 し，＝６４．１５
ｒ２＝２．１１１ら＝０．９２ ｒ３＝−１．３６６ ら＝０．６９ｎ２＝１．７５７ レ２ ＝４７．８７ｒ
４＝−１．０４２Ｑ＝０．０９ ｒ５＝３．６８８ 宅＝０．３２ｎ３＝１．８４６６６ ｙ３ ＝２３．８
８ｒ６＝０．皮ねＱ＝０．７８ｎ４＝１．７磯 〃４
＝４７．４９ｒ？＝−１．８３１ｆ＝１・ｍ＝１・１１
０市ｉ＝肌、ｆ｛号＋（〜−・）さ｝＝−。

７６以Ｒ＝４３ 上記実施例において、ｒ，、ｒ２、・・・・・・は各レ
ンズ面の曲率半径、ｄ，、も、…・・・は各レンズ面の
間隙、ｎ，、ｎ２、……は各レンズの屈折率〃，、リ２
、・・・・・・は各レンズのアッべ数、ｆは全系の合成
焦点距離、ｍは全系の合成焦点距離に対する後群収数レ
ンズ系の合成焦点距離の比、ｆ，は前方発散レンズ系の
篤熟眠機、〜は後群収数レンズ系の第１レンズの屈折率
、ｒｏは後群収鍬レンズ系の第１面の曲率半径、ｒａは
後群収数レンズ系の接合レンズの接合面の曲率半径、Ｒ
はしンズ系の第１面の頂点から後側焦点までの距離であ
る。

また、各実施例において、比はｎ２、らはｒ３、ｒａは
ｒ６である。各実施例の収菱状況は夫々第３図および第
４図に示されている。尚、本発明においてはフオーカシ
ングに際して対物レンズ全体を繰り出す方法によらず、
後群を移動させて前群と後群とのレンズ間隔を変化させ
る方法を採用できる。

従って、カバーガラスを特別に用いず前群にて兼用させ
ることができ、これが対物レンズ付近の内視鏡の先端硬
性部を小型にするために役立っている。以上説明したよ
うに、本発明によれば極めてコンパクトな内視鏡対物レ
ンズを提供することができ、より細く、先端硬性部が短
い内視鏡に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明内視鏡対物レンズの各実施例の
断面図、第３図、第４図は夫々各実施例の収差曲線図で
ある。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負の屈折力を有するレンズから成る前群発散レンズ
   系と、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率
   半径の絶対値より大きい正メニスカスレンズと接合面が
   負の屈折力を有する接合正レンズとから成る後群収斂レ
   ンズ系とで構成されるレトロフオーカス型レンズ系で、
   次の各条件を満足することを特徴とする内視鏡対物レン
   ズ。 （１）１．０≦ｍ≦１．３８（２）０．７≦｜ｆ（１／
   （ｆ＿１）＋（ｎ＿０−１）１／（ｒ＿０））｜≦１．
   ２（３）０．５≦ｆ１／（｜ｒ＿ａ｜）≦１．５ただし
   、ｍは全系の合成焦点距離に対する後群収斂レンズ系の
   合成焦点距離の比、ｆ＿１は前群発散レンズ系の焦点距
   離、ｆは全系の合成焦点距離、ｎ＿０は後群収斂レンズ
   系の第１レンズの屈折率、ｒ＿０は後群収斂レンズ系の
   第１面の曲率半径、ｒ＿ａは後群収斂レンズ系の接合レ
   ンズの接合面の曲率半径である。