JP2006091714A - Endoscope objective optical system and endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高倍率での拡大観察を可能にする内視鏡対物光学系に関し、特に鉗子チャンネルを有する一般内視鏡の鉗子チャンネル内に挿通可能な小径内視鏡に好適な内視鏡対物光学系に関する。 The present invention relates to an endoscope objective optical system that enables magnified observation at a high magnification, and in particular, an endoscope objective suitable for a small-diameter endoscope that can be inserted into a forceps channel of a general endoscope having a forceps channel. The present invention relates to an optical system.
拡大観察を可能にする内視鏡の対物光学系として従来、光学素子の一部を移動させ、かつ対象物に近接して拡大観察を行う対物光学系が知られている。
しかし、このタイプの拡大内視鏡は、可動光学素子の移動構造が複雑になり小径化が困難である。さらに、レンズ枚数の少ない拡大内視鏡対物光学系では収差補正が困難なため十分な収差性能が得られない。したがって、拡大率にも限界があり、14インチモニタ上で100倍程度の拡大率までが限界であった。 However, in this type of magnifying endoscope, the moving structure of the movable optical element is complicated and it is difficult to reduce the diameter. Furthermore, in the magnifying endoscope objective optical system having a small number of lenses, it is difficult to correct aberrations, so that sufficient aberration performance cannot be obtained. Therefore, there is a limit to the enlargement ratio, and the enlargement ratio is about 100 times on a 14-inch monitor.
本発明は、一般(親)内視鏡の鉗子チャンネルなどから挿入可能な小径で、良好な収差性能によりモニタ倍率数百倍〜千倍以上の拡大倍率で細部まで超拡大観察可能な内視鏡対物光学系を得ることを目的とする。 The present invention is an endoscope that can be inserted through a forceps channel of a general (parent) endoscope, and can perform super-magnification observation in detail at a magnification of a monitor magnification of several hundred to 1000 times with good aberration performance. An object is to obtain an objective optical system.
本発明の内視鏡対物光学系は、物体側から順に、正単レンズからなる第1レンズ群、正レンズおよび負レンズからなる第2レンズ群、絞り、正または負の単レンズからなる第3レンズ群、負単レンズからなる第4レンズ群、及び正単レンズからなる第5レンズ群からなり、次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
(1)0.5<fF/f<0.8
但し、
fF;第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離、
f;全系の焦点距離、
である。
The endoscope objective optical system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group including a positive single lens, a second lens group including a positive lens and a negative lens, a diaphragm, and a third lens including a positive or negative single lens. It consists of a lens group, a fourth lens group consisting of a negative single lens, and a fifth lens group consisting of a positive single lens, and satisfies the following conditional expression (1).
(1) 0.5 <fF / f <0.8
However,
fF; composite focal length of the first lens group and the second lens group;
f: focal length of the entire system,
It is.
本発明の内視鏡対物光学系は、次の条件式(2)及び(3)を満足することが好ましい。
(2)-2.0<f4/f<-0.62
(3)0.3<|r4|/f<1.1
但し、
f4;第4レンズ群の焦点距離、
r4;第4レンズ群を構成する負単レンズの凹面のうち曲率半径が小さい方の曲率半径、または一方のみが凹面のときはその凹面の曲率半径、
である。
The endoscope objective optical system of the present invention preferably satisfies the following conditional expressions (2) and (3).
(2) -2.0 <f4 / f <-0.62
(3) 0.3 <| r4 | / f <1.1
However,
f4: focal length of the fourth lens group,
r4: the radius of curvature of the concave surface of the negative single lens constituting the fourth lens group having the smaller radius of curvature, or the curvature radius of the concave surface when only one is concave,
It is.
また、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)0.7<f5/f<2.0
但し、
f5;第5レンズ群の焦点距離、
である。
Moreover, it is preferable that the following conditional expression (4) is satisfied.
(4) 0.7 <f5 / f <2.0
However,
f5: focal length of the fifth lens group,
It is.
本発明の内視鏡対物光学系は、次の条件式(5)及び(6)を満足することが好ましい。
(5)0.3<f2p/f<0.7
(6)N2p>1.76
但し、
f2p;第2レンズ群の正レンズの焦点距離、
N2p;第2レンズ群の正レンズのd線に対する屈折率、
である。
The endoscope objective optical system of the present invention preferably satisfies the following conditional expressions (5) and (6).
(5) 0.3 <f2p / f <0.7
(6) N2p> 1.76
However,
f2p; focal length of the positive lens of the second lens group
N2p: the refractive index of the positive lens of the second lens group with respect to the d-line,
It is.
また、次の条件式(7)を満足することが好ましい。
(7)|f3|/f>1.1
但し、
f3;第3レンズ群の焦点距離、
である。
Moreover, it is preferable that the following conditional expression (7) is satisfied.
(7) | f3 | / f> 1.1
However,
f3: focal length of the third lens group,
It is.
本発明の内視鏡対物光学系は、鉗子チャンネルを有する一般内視鏡の鉗子チャンネル内に挿通可能な小径内視鏡として用いるのが好ましい一態様である。 The endoscope objective optical system according to the present invention is preferably used as a small-diameter endoscope that can be inserted into a forceps channel of a general endoscope having a forceps channel.
本発明によれば、一般(親)内視鏡の鉗子チャンネルなどから挿入可能な小径で、良好な収差性能によりモニタ倍率数百倍〜千倍以上の拡大倍率で細部まで超拡大観察可能な内視鏡対物光学系を得ることができる。 According to the present invention, it is a small diameter that can be inserted from a forceps channel of a general (parent) endoscope, and is capable of super-magnifying observation in detail at a magnification of a monitor magnification of several hundred to 1000 times with good aberration performance. An endoscope objective optical system can be obtained.
本実施形態の内視鏡対物光学系は、細径スコープに使用される、イメージエリアがφ2mm(1.6mm×1.2mm角)からφ1mm(0.8mm×0.6mm角)程度の超小型CCDに結像させる細径の超高倍率内視鏡用である。一般に用いられている14インチモニタでは、表示エリアが約27cm×20cm角程度であるので、モニタ上で数百から千数百倍の拡大率を得るために、本対物光学系の倍率は数倍(2から5倍程度)とする。 The endoscope objective optical system according to the present embodiment is an ultra-compact with an image area of about φ2 mm (1.6 mm × 1.2 mm square) to φ1 mm (0.8 mm × 0.6 mm square) used for a thin scope. It is for an ultra-high magnification endoscope with a small diameter to be imaged on a CCD. In a commonly used 14-inch monitor, since the display area is about 27 cm × 20 cm square, the magnification of the objective optical system is several times in order to obtain an enlargement ratio of several hundred to several thousand times on the monitor. (About 2 to 5 times).
本内視鏡対物光学系は、図1、図3、図5、図7及び図9の数値実施例のレンズ構成に示すように、物体側から順に、正単レンズからなる第1レンズ群10、正レンズ21および負レンズ22からなる第2レンズ群20、絞りS、正または負の単レンズからなる第3レンズ群30、負単レンズからなる第4レンズ群40、及び正単レンズからなる第5レンズ群50からなっている。第5レンズ群50の後方に、CCD(撮像素子)の前方に位置するカバーガラス(フィルタ類)Cが位置している。Iは撮像面を示す。第2レンズ群20の正レンズ21と負レンズ22は、いずれの数値実施例でも接合されているが、非接合としてもよい。第2レンズ群20は、正単レンズからなる第1レンズ群10と絞りSの間に位置するレンズ群として定義できる。
The endoscope objective optical system includes a
高倍率の対物光学系にするためには入射側のNAを出射側に対して大きくする必要がある。最も物体側に負レンズを配置すると、前群(絞りより物体側のレンズ群)の外径が大きくなり、内視鏡の細径化に適さないので、本実施形態では、最も物体側に正レンズを配置している。正の第1レンズ群の次には、第2レンズ群として、主に球面収差、倍率色収差を補正するための正負のレンズ(第2レンズと第3レンズ)を1枚ずつ配置するとよい。正負レンズの順及び接合の有無は問わない。絞りより像側には、パワーの弱い正または負の単レンズからなる第3レンズ群と負単レンズからなる第4レンズ群を配置している。この第3レンズ群(第4レンズ)と第4レンズ群(第5レンズ)は、接合すると非点収差の補正が困難となるほか、全長を短くすることが困難となるので、接合しない。最も像側には、正単レンズからなる第5レンズ群(第6レンズ)を配置して、CCDへの入射角(テレセントリック性)を適切に保つ。 In order to obtain a high-magnification objective optical system, it is necessary to increase the NA on the incident side relative to the output side. If the negative lens is arranged closest to the object side, the outer diameter of the front group (the lens group closer to the object side than the stop) increases, and is not suitable for reducing the diameter of the endoscope. A lens is placed. Next to the positive first lens group, positive and negative lenses (second lens and third lens) for correcting mainly spherical aberration and lateral chromatic aberration may be arranged one by one as the second lens group. The order of the positive and negative lenses and whether or not they are joined are not limited. A third lens group consisting of a positive or negative single lens having a weak power and a fourth lens group consisting of a negative single lens are arranged on the image side from the stop. When the third lens group (fourth lens) and the fourth lens group (fifth lens) are cemented, it becomes difficult to correct astigmatism and it is difficult to shorten the entire length, so that they are not cemented. A fifth lens group (sixth lens) consisting of a positive single lens is arranged on the most image side to keep the incident angle (telecentricity) to the CCD appropriately.
本実施形態の内視鏡対物光学系は超高倍率であるので、通常の内視鏡と同様に使用するとブレと狭い深度によって観察しづらい。そこで、対物レンズ先端を観察部位に接触させて観察することが好ましい。観察部位に接触させやすくするために、第1レンズ群(第1レンズ)の第1面(物体側の面)を平面にする、あるいは、第1レンズ群より物体側にフロントカバーガラスを設けるとよい。その際、最も物体側の面から0.1mm以下の位置にピントが合うように設定することが望ましい。観察物体表層から深い位置にピントが合うようにすると、照明光が届かなかったり、観察物体の屈折率(分布)により収差性能が劣化する可能性がある。 Since the endoscope objective optical system of the present embodiment has a very high magnification, it is difficult to observe due to blurring and a narrow depth when used in the same manner as a normal endoscope. In view of this, it is preferable to perform the observation while bringing the tip of the objective lens into contact with the observation site. In order to facilitate contact with the observation site, the first surface (object side surface) of the first lens group (first lens) is made flat or a front cover glass is provided on the object side of the first lens group. Good. At this time, it is desirable to set so that the focus is at a position of 0.1 mm or less from the most object-side surface. When focusing on a deep position from the surface of the observation object, the illumination light may not reach or the aberration performance may deteriorate due to the refractive index (distribution) of the observation object.
条件式(1)は、前群(絞りより物体側に位置する第1レンズ群と第2レンズ群)の合成パワーに関する条件である。CCDなどの撮像素子に結像させる電子内視鏡では、暗すぎるとノイズが目立って観察しづらくなるなどの不具合があるので、ある程度の出射側NAを確保しなくてはならない。そのため、入射側NAは自ずとかなり大きくなる。その際に、条件式(1)を満足することが望ましい。条件式(1)の上限を超えて、前群の焦点距離が長くなると、非点収差が増大して結像性能が劣化するとともに、全長が長く大径化するので小型化に不利となる。下限を下回ると、コマ収差、球面収差が増大して結像性能が劣化する。 Conditional expression (1) is a condition related to the combined power of the front group (the first lens group and the second lens group located on the object side of the stop). In an electronic endoscope that forms an image on an image pickup device such as a CCD, noise is conspicuous if it is too dark, and it becomes difficult to observe. Therefore, it is necessary to secure a certain emission side NA. For this reason, the incident side NA is naturally considerably large. In that case, it is desirable to satisfy conditional expression (1). If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded and the focal length of the front group becomes long, astigmatism increases and the imaging performance deteriorates, and the total length becomes long and the diameter increases, which is disadvantageous for downsizing. Below the lower limit, coma aberration and spherical aberration increase and the imaging performance deteriorates.
条件式(2)と(3)は、第4レンズ群に関する条件である。後群(絞りより後方に位置するレンズ群)では絞りを通過した光束を撮像領域に広げなければならず、条件式(2)の下限を超えて第4レンズ群の負のパワーが弱くなる、あるいは条件式(3)の上限を超えて曲率半径が大きくなると、像面湾曲が増大してしまう。また、撮像面周辺まで光線を広げるために全長が長くなるので小型内視鏡に向かない。また、負のパワーが弱いまま全長を短くするとCCDへの入射角が大きくなりCCDシェーディングにより周辺光量が低下する。全長を短くするには、負のパワーがある程度強い必要があり、負のパワーをある程度確保することで同時にペッツバール和を小さくすることができるので像面湾曲を抑えられる。しかし、条件式(2)の上限を超えて第4レンズ群のパワーが強くなり、あるいは条件式(3)の下限を超えて曲率半径が小さくなるとコマ収差が発生し、結像性能が大きく劣化する。 Conditional expressions (2) and (3) are conditions relating to the fourth lens group. In the rear group (the lens group positioned behind the stop), the light beam that has passed through the stop must be expanded to the imaging region, and the negative power of the fourth lens group becomes weaker beyond the lower limit of conditional expression (2). Alternatively, if the radius of curvature increases beyond the upper limit of conditional expression (3), field curvature increases. Further, since the entire length is increased in order to spread the light beam to the periphery of the imaging surface, it is not suitable for a small endoscope. If the total length is shortened while the negative power is weak, the incident angle to the CCD increases and the amount of peripheral light decreases due to CCD shading. In order to shorten the overall length, the negative power needs to be strong to some extent, and by securing the negative power to some extent, the Petzval sum can be reduced at the same time, so that field curvature can be suppressed. However, if the power of the fourth lens unit becomes stronger beyond the upper limit of conditional expression (2), or if the radius of curvature decreases beyond the lower limit of conditional expression (3), coma aberration occurs, and the imaging performance is greatly degraded. To do.
条件式(4)は、最終レンズ群(第5レンズ群)のパワーに関する条件である。第5レンズ群のパワーは特にテレセントリック性に影響を与える。条件式(4)の上限を超えて最終レンズ群のパワーが弱くなる(焦点距離が長くなる)と、非点収差が増大して結像性能が劣化するとともに、CCDへの入射角がきつくなりシェーディングが起こりやすく、または全長が長くなる。下限を超えてパワーが強くなると、中心付近と周辺像高での射出瞳位置にズレが生じ、CCDのレンズアレイとのマッチングが悪くなる。また、コマ収差、像面湾曲などが増大する。 Conditional expression (4) is a condition relating to the power of the final lens group (fifth lens group). The power of the fifth lens group particularly affects telecentricity. When the upper limit of conditional expression (4) is exceeded and the power of the final lens group becomes weak (focal length becomes long), astigmatism increases and the imaging performance deteriorates, and the incident angle to the CCD becomes tight. Shading tends to occur or the total length becomes long. When the power is increased beyond the lower limit, the exit pupil position near the center and the peripheral image height is shifted, and matching with the CCD lens array is deteriorated. Further, coma aberration, field curvature, etc. increase.
条件式(5)と(6)は、第2レンズ群中の正レンズのパワーに関する条件である。条件式(5)と(6)の下限を超えると、球面収差が増大する。条件式(5)の上限を超えて第2レンズ群中の正レンズの焦点距離が長くなると第1レンズ群のパワーが強くなり、コマ収差、球面収差が増大して結像性能が劣化する。 Conditional expressions (5) and (6) are conditions relating to the power of the positive lens in the second lens group. When the lower limit of conditional expressions (5) and (6) is exceeded, spherical aberration increases. When the upper limit of conditional expression (5) is exceeded and the focal length of the positive lens in the second lens group becomes longer, the power of the first lens group becomes stronger, coma aberration and spherical aberration increase, and the imaging performance deteriorates.
条件式(7)は、第3レンズ群のパワーに関する条件である。絞りの直後の第3レンズ群は、正負によらず強い屈折力を持たない配置が望ましい。条件式(7)の下限を超えて、第3レンズ群のパワーが大きく(焦点距離が短く)なると、諸収差、特に非点収差が大きくなるとともに、加工組立誤差による性能劣化が大きくなってしまう。さらに、第3レンズ群を構成する負単レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすると収差補正上好ましい。 Conditional expression (7) is a condition regarding the power of the third lens group. It is desirable that the third lens group immediately after the stop be arranged so as not to have a strong refractive power regardless of positive or negative. When the power of the third lens unit is increased (focal length is shortened) beyond the lower limit of conditional expression (7), various aberrations, particularly astigmatism, increase, and performance degradation due to processing assembly errors increases. . Furthermore, it is preferable in terms of aberration correction that the negative single lens constituting the third lens group has a meniscus shape with a convex surface facing the object side.
本実施形態の内視鏡対物光学系は、絞りを境に分けた前後群をコリメート光学系にせず、全系一体で収差補正を行うことで、前後群各3枚構成の非常にコンパクトな光学系で良い収差性能が得られる。これに対し、ピント調整のために、前後群をそれぞれコリメート光学系で構成することが考えられるが、その際には前後群各々単独で収差補正を行わなければならない。前群は特に高NAであるため収差補正は非常に困難であり、全体として拡大系であるため前群の収差は拡大されてしまうので、結果として非常に多くのレンズ枚数が必要となり、全長が長くなるため内視鏡対物としては不向きである。本内視鏡対物光学系によれば、レンズ半径は、ほぼ最大像高以下にすることができ、細径が求められる内視鏡対物光学系に向いている。 The endoscope objective optical system according to the present embodiment does not use the front and rear groups separated by the diaphragm as a collimating optical system, but corrects aberrations in the entire system, so that it is a very compact optical system with three front and rear groups. Good aberration performance can be obtained with this system. On the other hand, in order to adjust the focus, it is conceivable that the front and rear groups are each composed of a collimating optical system. In this case, however, aberration correction must be performed independently for each of the front and rear groups. Since the front group has a particularly high NA, it is very difficult to correct aberrations, and since the entire system is an enlargement system, the aberrations of the front group are magnified. As a result, a very large number of lenses are required, and the total length is increased. Since it becomes long, it is not suitable as an endoscope objective. According to the present endoscope objective optical system, the lens radius can be made substantially smaller than the maximum image height, which is suitable for an endoscope objective optical system in which a small diameter is required.
また、本内視鏡対物光学系は、物像間で反転させて用いることも可能である。反転させると縮小系になり千倍超の高倍率にはならないが通常の拡大内視鏡程度の拡大率で高NAの非常に解像力の高い光学系が得られる。 Further, the present endoscope objective optical system can be used by inverting between object images. When it is reversed, it becomes a reduction system and does not become a high magnification exceeding 1000 times, but an optical system having a high NA and a very high resolving power can be obtained with an enlargement ratio comparable to that of a normal magnifying endoscope.
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差(軸上色収差)図及び倍率色収差図中のd線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差、Yは像高、Sはサジタル、Mはメリディオナルである。また、表中のFEは実効Fナンバー、fは全系の焦点距離、Mは全系の横倍率、fB はバックフォーカス(カバーガラスCの最も像側の面から撮像素子の撮像面までの距離)、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、Nd はd線の屈折率、νdはアッベ数を示す。 Next, specific numerical examples will be shown. In the various aberration diagrams, the d-line, g-line, and C-line in the chromatic aberration (axial chromatic aberration) diagram and magnification chromatic aberration diagram represented by spherical aberration are the aberrations for each wavelength, Y is the image height, S is sagittal, and M is Meridional. In the table, FE is the effective F number, f is the focal length of the entire system, M is the lateral magnification of the entire system, and fB Is the back focus (distance from the surface closest to the image side of the cover glass C to the imaging surface of the image sensor), r is the radius of curvature, d is the lens thickness or lens spacing, N d is the refractive index of the d-line, and ν d is Abbe Indicates a number.
(数値実施例1)
図1、図2は本発明による内視鏡対物光学系の数値実施例1を示し、図1はレンズ構成図、図2はその諸収差図、表1はその数値データである。この内視鏡対物光学系の基本的なレンズ構成については先述したが、第3レンズ群30を構成する単レンズのパワーは正であり、第4レンズ群40を構成する負単レンズは物体側に凸のメニスカス形状である。絞りSは、第5面の後方0.063にある。
(表1)
FE = 1:10.1
f = 1.51
M = -1.993
fB = 0.05
面NO. r d Nd νd
1 ∞ 1.395 1.88300 40.8
2 -0.890 0.187 − −
3 -1.099 0.516 1.77250 49.6
4 -0.382 0.313 1.80518 25.4
5 -0.985 0.163 − −
6 0.695 0.317 1.88300 40.8
7 0.924 0.073 − −
8 1.825 0.345 1.77250 49.6
9 0.505 0.602 − −
10 5.039 0.324 1.77250 49.6
11 -1.426 0.374 − −
12 ∞ 0.627 1.48749 70.2
13 ∞ 0.376 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(Numerical example 1)
1 and 2 show Numerical Example 1 of an endoscope objective optical system according to the present invention, FIG. 1 is a lens configuration diagram, FIG. 2 is a diagram showing various aberrations, and Table 1 is numeric data thereof. Although the basic lens configuration of the endoscope objective optical system has been described above, the power of the single lens constituting the
(Table 1)
FE = 1: 10.1
f = 1.51
M = -1.993
fB = 0.05
Surface NO. R d N d ν d
1 ∞ 1.395 1.88300 40.8
2 -0.890 0.187 − −
3 -1.099 0.516 1.77250 49.6
4 -0.382 0.313 1.80518 25.4
5 -0.985 0.163 − −
6 0.695 0.317 1.88 300 40.8
7 0.924 0.073 − −
8 1.825 0.345 1.77250 49.6
9 0.505 0.602 − −
10 5.039 0.324 1.77250 49.6
11 -1.426 0.374 − −
12 ∞ 0.627 1.48749 70.2
13 ∞ 0.376 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(数値実施例2)
図3、図4は本発明による内視鏡対物光学系の数値実施例2を示し、図3はレンズ構成図、図4はその諸収差図、表2はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例1と同様であるが、第3レンズ群30を構成する単レンズのパワーは負であり、第4レンズ群40を構成する負単レンズは両凹形状である。絞りSは、第5面の後方0.173にある。
(表2)
FE = 1:10.7
f = 1.01
M = -5.026
fB = 0.00
面NO. r d Nd νd
1 ∞ 0.945 1.88300 40.8
2 -0.633 0.052 − −
3 3.080 0.269 1.77250 49.6
4 -0.366 0.351 1.84666 23.8
5 -1.075 0.253 − −
6 0.584 0.530 1.77250 49.6
7 0.270 0.275 − −
8 -1.827 0.244 1.77250 49.6
9 0.829 0.196 − −
10 3.524 0.326 1.77250 49.6
11 -0.764 0.382 − −
12 ∞ 0.448 1.48749 70.2
13 ∞ 0.269 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(Numerical example 2)
FIGS. 3 and 4 show Numerical Example 2 of the endoscope objective optical system according to the present invention, FIG. 3 is a lens configuration diagram, FIG. 4 is a diagram showing various aberrations, and Table 2 is numeric data thereof. The basic lens configuration is the same as that of Numerical Example 1, but the power of the single lens constituting the
(Table 2)
FE = 1: 10.7
f = 1.01
M = -5.026
fB = 0.00
Surface NO. R d N d ν d
1 ∞ 0.945 1.88300 40.8
2 -0.633 0.052 − −
3 3.080 0.269 1.77250 49.6
4 -0.366 0.351 1.84666 23.8
5 -1.075 0.253 − −
6 0.584 0.530 1.77 250 49.6
7 0.270 0.275 − −
8 -1.827 0.244 1.77250 49.6
9 0.829 0.196 − −
10 3.524 0.326 1.77250 49.6
11 -0.764 0.382 − −
12 ∞ 0.448 1.48749 70.2
13 ∞ 0.269 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(数値実施例3)
図5、図6は本発明による内視鏡対物光学系の数値実施例3を示し、図5はレンズ構成図、図6はその諸収差図、表3はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例2と同様であるが、第1レンズ群10の前方にフロントカバーガラスF(面NO.1と2)が位置しており、第3レンズ群30を構成する単レンズのパワーは負であり、第4レンズ群40を構成する負単レンズは物体側に凹のメニスカス形状である。絞りSは、第7面の後方0.045にある。
(表3)
FE = 1:8.0
f = 0.78
M = -3.613
fB = 0.05
面NO. r d Nd νd
1 ∞ 0.448 1.51633 64.1
2 ∞ 0.090 − −
3 -4.456 0.522 1.88300 40.8
4 -0.769 0.108 − −
5 1.000 0.269 1.77250 49.6
6 -0.473 0.269 1.84666 23.8
7 -2.638 0.367 − −
8 0.535 0.269 1.84666 23.8
9 0.287 0.174 − −
10 -0.532 0.269 1.77250 49.6
11 -1.264 0.274 − −
12 1.320 0.269 1.88300 40.8
13 -9.839 0.307 − −
14 ∞ 0.448 1.48749 70.2
15 ∞ 0.269 1.51633 64.1
16 ∞ − − −
(Numerical Example 3)
FIGS. 5 and 6 show Numerical Example 3 of the endoscope objective optical system according to the present invention, FIG. 5 is a lens configuration diagram, FIG. 6 is a diagram of various aberrations, and Table 3 is numerical data thereof. The basic lens configuration is the same as that of Numerical Example 2, but the front cover glass F (surface Nos. 1 and 2) is located in front of the
(Table 3)
FE = 1: 8.0
f = 0.78
M = -3.613
fB = 0.05
Surface NO. R d N d ν d
1 ∞ 0.448 1.51633 64.1
2 ∞ 0.090 − −
3 -4.456 0.522 1.88300 40.8
4 -0.769 0.108 − −
5 1.000 0.269 1.77250 49.6
6 -0.473 0.269 1.84666 23.8
7 -2.638 0.367 − −
8 0.535 0.269 1.84666 23.8
9 0.287 0.174 − −
10 -0.532 0.269 1.77250 49.6
11 -1.264 0.274 − −
12 1.320 0.269 1.88300 40.8
13 -9.839 0.307 − −
14 ∞ 0.448 1.48749 70.2
15 ∞ 0.269 1.51633 64.1
16 ∞ − − −
(数値実施例4)
図7、図8は本発明による内視鏡対物光学系の数値実施例4を示し、図7はレンズ構成図、図8はその諸収差図、表4はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例2と同様であり、第3レンズ群30を構成する単レンズのパワーは負であり、第4レンズ群40を構成する負単レンズは物体側に凹のメニスカス形状である。絞りSは、第5面の後方0.089にある。
(表4)
FE = 1:10.3
f = 1.68
M = -4.007
fB = 0.00
面NO. r d Nd νd
1 ∞ 2.023 1.88300 40.8
2 -1.374 0.089 − −
3 2.301 0.624 1.77250 49.6
4 -0.833 0.445 1.84666 23.8
5 -3.869 0.231 − −
6 0.734 0.534 1.81600 46.6
7 0.439 0.863 − −
8 -0.915 0.445 1.76200 40.1
9 -2.458 0.089 − −
10 22.331 0.573 1.88300 40.8
11 -1.897 0.894 − −
12 ∞ 0.740 1.48749 70.2
13 ∞ 0.534 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(Numerical example 4)
FIGS. 7 and 8 show Numerical Example 4 of the endoscope objective optical system according to the present invention, FIG. 7 is a lens configuration diagram, FIG. 8 is its various aberration diagrams, and Table 4 is its numerical data. The basic lens configuration is the same as that of Numerical Example 2, the power of the single lens constituting the
(Table 4)
FE = 1: 10.3
f = 1.68
M = -4.007
fB = 0.00
Surface NO. R d N d ν d
1 ∞ 2.023 1.88300 40.8
2 -1.374 0.089 − −
3 2.301 0.624 1.77250 49.6
4 -0.833 0.445 1.84666 23.8
5 -3.869 0.231 − −
6 0.734 0.534 1.81600 46.6
7 0.439 0.863 − −
8 -0.915 0.445 1.76200 40.1
9 -2.458 0.089 − −
10 22.331 0.573 1.88300 40.8
11 -1.897 0.894 − −
12 ∞ 0.740 1.48749 70.2
13 ∞ 0.534 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(数値実施例5)
図9、図10は本発明による内視鏡対物光学系の数値実施例5を示し、図9はレンズ構成図、図10はその諸収差図、表5はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例2と同様であり、第3レンズ群30を構成する単レンズのパワーは負であり、第4レンズ群40を構成する負単レンズは両凹形状である。絞りSは、第5面の後方0.078にある。
(表5)
FE = 1:5.7
f = 1.65
M = -3.011
fB = 0.09
面NO. r d Nd νd
1 ∞ 1.800 1.88300 40.8
2 -1.149 0.050 − −
3 31.845 0.470 1.77250 49.6
4 -0.629 0.515 1.84666 23.8
5 -1.713 0.204 − −
6 0.882 0.766 1.77250 49.6
7 0.479 0.252 − −
8 -6.868 0.392 1.77250 49.6
9 1.500 0.256 − −
10 5.459 0.573 1.77250 49.6
11 -1.234 0.452 − −
12 ∞ 0.784 1.48749 70.2
13 ∞ 0.470 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
(Numerical example 5)
FIGS. 9 and 10 show Numerical Example 5 of the endoscope objective optical system according to the present invention, FIG. 9 is a lens configuration diagram, FIG. 10 is its various aberration diagrams, and Table 5 is its numerical data. The basic lens configuration is the same as that of Numerical Example 2, the power of the single lens constituting the
(Table 5)
FE = 1: 5.7
f = 1.65
M = -3.011
fB = 0.09
Surface NO. R d N d ν d
1 ∞ 1.800 1.88300 40.8
2 -1.149 0.050 − −
3 31.845 0.470 1.77250 49.6
4 -0.629 0.515 1.84666 23.8
5 -1.713 0.204 − −
6 0.882 0.766 1.77 250 49.6
7 0.479 0.252 − −
8 -6.868 0.392 1.77250 49.6
9 1.500 0.256 − −
10 5.459 0.573 1.77 250 49.6
11 -1.234 0.452 − −
12 ∞ 0.784 1.48749 70.2
13 ∞ 0.470 1.51633 64.1
14 ∞ − − −
各実施例の各条件式に対する値を表6に示す。
(表6)
Table 6 shows values for each conditional expression in each example.
(Table 6)
表6から明らかなように、数値実施例1ないし5は条件式(1)〜(7)を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差も比較的よく補正されている。
As apparent from Table 6, Numerical Examples 1 to 5 satisfy the conditional expressions (1) to (7), and various aberrations are relatively well corrected as is apparent from the various aberration diagrams.
Claims (7)
(1)0.5<fF/f<0.8
但し、
fF;第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離、
f;全系の焦点距離。 In order from the object side, a first lens group composed of a positive single lens, a second lens group composed of a positive lens and a negative lens, a diaphragm, a third lens group composed of a positive or negative single lens, and a fourth lens composed of a negative single lens An endoscope objective optical system comprising a fifth lens group comprising a group and a positive single lens, and satisfying the following conditional expression (1):
(1) 0.5 <fF / f <0.8
However,
fF; composite focal length of the first lens group and the second lens group;
f: Focal length of the entire system.
(2)-2.0<f4/f<-0.62
(3)0.3<|r4|/f<1.1
但し、
f4;第4レンズ群の焦点距離、
r4;第4レンズ群を構成する負単レンズの凹面のうち曲率半径が小さい方の曲率半径、または一方のみが凹面のときはその凹面の曲率半径。 The endoscope objective optical system according to claim 1, wherein the endoscope objective optical system satisfies the following conditional expressions (2) and (3).
(2) -2.0 <f4 / f <-0.62
(3) 0.3 <| r4 | / f <1.1
However,
f4: focal length of the fourth lens group,
r4: the radius of curvature of the concave surface of the negative single lens constituting the fourth lens group having the smaller radius of curvature, or the curvature radius of the concave surface when only one is concave.
(4)0.7<f5/f<2.0
但し、
f5;第5レンズ群の焦点距離。 The endoscope objective optical system according to claim 1 or 2, wherein the endoscope objective optical system satisfies the following conditional expression (4).
(4) 0.7 <f5 / f <2.0
However,
f5: focal length of the fifth lens group.
(5)0.3<f2p/f<0.7
(6)N2p>1.76
但し、
f2p;第2レンズ群の正レンズの焦点距離、
N2p;第2レンズ群の正レンズのd線に対する屈折率。 The endoscope objective optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the endoscope objective optical system satisfies the following conditional expressions (5) and (6).
(5) 0.3 <f2p / f <0.7
(6) N2p> 1.76
However,
f2p; focal length of the positive lens of the second lens group
N2p: Refractive index with respect to d-line of the positive lens in the second lens group.
(7)|f3|/f>1.1
但し、
f3;第3レンズ群の焦点距離。 The endoscope objective optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the endoscope objective optical system satisfies the following conditional expression (7).
(7) | f3 | / f> 1.1
However,
f3: focal length of the third lens group.
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