JPS59226315A - 硬性鏡光学系 - Google Patents

硬性鏡光学系

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JPS59226315A
JPS59226315A JP58100856A JP10085683A JPS59226315A JP S59226315 A JPS59226315 A JP S59226315A JP 58100856 A JP58100856 A JP 58100856A JP 10085683 A JP10085683 A JP 10085683A JP S59226315 A JPS59226315 A JP S59226315A
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lens
objective lens
meniscus
curvature
image
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    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リレーレンズを用いた硬性鏡の対物レンズに
関するものである。
従来、第1図に示すような対物レンズOによる物体像を
フィールドレンズF内に形成するようにしたタイプのも
ので収差の良好に補正された硬性鏡の光学系が知られて
いる。このようなタイプの硬性鏡の光学系の特徴は、対
物レンズOの射出瞳をフィールドレンズFを用いてリレ
ー系R,、R2゜R3に伝送している点と、リレー系で
発生する正の像面わん曲を、対物レンズをレトロフォー
カスタイプのレンズ系にすることによって負の像面わん
曲を対物像位置に発生させて相殺することによって硬性
鏡の光学系全体として像面わん曲が除去されるようにし
ている点と、更にレトロフォーカスタイプのうちの6群
の中に凹の作用の接合面Rをもつ接合レンズを配置して
、コマ収差を良好に補正することとである。
このような従来の硬性鏡の光学系は、次のような欠点を
有している。その第1は、製造上の問題から生ずる画角
のばらつきである。それはフィールドレンズによる瞳を
伝送する作用のばらつきにより生ずるものである。つま
り対物レンズOとフィールドレンズFとの間隔、フィー
ルドレンズFとリレー系との間隔、フィールドレンズF
の厚み等のばらつきによって、ノイールドレンズFによ
る瞳を伝送する作用がばらつきこれが原因で画角がばら
つくためである。
又従来の硬性鏡用光学系の他の欠点は、像面わん曲の補
正がまだ十分てない点である。リレー系の正の像面わん
曲は、リレー回数に比例する。そのため例えは比例回数
が3回の場合は、対物レンズの負の像面わん曲により補
正できるが、比例回数か5回の場合には、十分補正でき
ず補正不足になる。
本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するも
ので、画角のばらつきかなく硬性鏡の光学系全体の像面
わん曲が十分良好に補正されるようにした硬性鏡の対物
レンズを提供するものである。
第2図は、本発明の対物レンズを備えた硬性鏡の光学系
を示す図で、Oは対物レンズ、R,1R21R3・・・
はリレーレンズである。この図に示すようにフィールド
レンズFを用いることなくその代りに対物レンズとして
像側(像位置の前)に物体側に凹面を向けて配置したメ
ニスカスレンズを含むようにしたものである0つまり本
発明の対物レンズは、第2図に示すように負のレンズ群
L1と正のレンズ群L2とメニスカスレンズL3とより
なっている。
以上のような構成の対物レンズは、メニスカスレンズL
3の前方で発散あるいは収束している主光線をメニスカ
スレンズL3で光軸にほぼ平行になるようにし、対物レ
ンズの射出瞳を無限遠にしてリレー系に瞳を伝送してい
る。このように対物レンズOとリレー系の間で瞳が無限
遠にて伝送されているいわゆるテレセントリック光学系
になるように対物レンズOを構成しているので対物レン
ズとリレーレンズの間隔が変化しても画角に影響を及ぼ
すことはなく画角のばらつきの少ない硬性鏡光学系にな
し得る。
更ニヘツツハールカ負ニするメニスカスレンズを配置す
れば、対物レンズのペッツバー)V 和カ従来の硬性鏡
対物レンズより更に負の大きな値になるので、負でより
大きな像面わん曲が発生する。
したがって硬性鏡の光学系の全体の像面わん曲を良好に
補正することが出来る。
ここでメニスカスレンズL3にヨリペッツバールが負に
なる条件は次の(1)に示す通りである。
ただしR4r nbはメニスカスレyAのうちの前後更
にRa 、 Rhが次の条件(2)を満足するようにす
れば一層適切な像面わん曲の補正能力が得られる。
Ra (2)  0.45 <玉i<0.9 この条件伐)の上限より外れるとメニスカスレンズL1
3の負のパワーが弱くなるためにペッツバール和を補正
する効果が弱くなり像面わん曲を十分補正し得なくなる
。また下限より外れた場合には、メニスカスレンズL3
の負のパワーが強くナリ、ペッツバール和を小さくする
ためには有利であるが軸外上側光線に対する発散作用が
強くなってコマ収差のバランスが崩れる。
以上のように、ペッツバールが負であるメニスカスレン
ズを配置した本発明の対物レンズによれば、画角のばら
つきが少なく、像面わん曲を補正する能力の大きい対物
レンズが得られる。
また第2図に示すような構成の対物レンズは、副次的効
果としてコマ収差の改善も得られる。つまり第1図に示
す従来のレンズは、コマ収差ツバランスが接合面Rの一
つの面にて補正されていたが本発明の対物レンズは、凹
の作用をもつメニスカスレンズL3の前面と正のレンズ
群L2中の接合面Rの二つの面にコマ収差の補正作用を
もたせ得るので前記接合面Rの曲率半径を犬にし得る。
そのためコマ収差の曲りも改善されより良好な収差が得
られる〇 又このコマ収差の補正にとっては、負のレンズ群L1の
焦点距離f1の対物レンズの全系の焦点距離fに対する
比率が次の条件(3)を満足し、又前記の正のレンズ群
L2中の接合面の曲率半径Rcが条件(4)を満足する
ことが好ましく、これによってコマ収差のバランスおよ
び曲りを良好に出来る。
上記の条件(3)2条件(4)においてその上限をこえ
るとコマ収差は補正不足になり、下限をこえると補正過
剰になる。いずれか一方をはずれてもコマ収差のバラン
スか崩れてしまう。
次に以上説明した本発明の内視鏡対物レンズの各実施例
を示す。
実施例1 1−、=(1) d 1= 0.200On+ = 1.78800  
シ1=47.43r2= 0.6540 d2= 0.3000 rs −■ d3= 5.16   n2= 1.78800  シ
、、=47.43ra:  2.4390 d4 = 0.1000 rs” 3.6000 d、+ = 1.7700  n3= 1.63854
  ν3=55.38r6”  1.7490 d6=0.700On+ = 1.84666   ’
4””23.88r7=−9,0340 d7= 1.2000 r8=−1,8270 da ”” 0.7000 15 = 1.72825
  9s = 28.46r9−■ do” 1.3900  n6= 1.77250  
1’6”49.66r+o=  2.5920    
 ’=−0.062 実施例2 rl −■ d+ = 0.200On+ = 1.78800  
’、=47.43r2 = 0.9070 d2”’ 0.3000 rs−CI) d、= 6.8      n2= 1.80610 
  ν2=40.95r4 =−3,0700 d、=0.5000 r、 = 5.6020 ds −1,7400n3= 1.64000   シ
3=60.09ra””   2.4830 do = 0.430On4= 1.84666   
ν4=23.88r7:  17.4420 d7−2.9200 rs−2,1630 d8= 1.000On5 = 1.62004  シ
5=36.25r9−o。
dg = 0.9800  na二1.78800  
シ0二47.43r+o=  3.1440 =−0,037 実施例3 rl °o。
d+ = 0.200On+ = 1.7880OL’
l 二47.43r2= 0.6800 d2= 0.3000 rs −ω (h = 4.97   n2= 1.78800  
ν2 = 47.43r<=  2.3820 d、=0.3100 rt = 4.6400 d5 = 1.8400  n3 = 1.63854
  ’s = 55.38ra=  1.7990 do”” 0.6000  n4= 1.84666 
 ν4=23.88r7:  8.0150 d7 = 1.8300 rs”  1.7750 ds ”’ 0.500On5= 1−72825  
rs””2846r9 =(1) do ”” 2.2000  na = 1.7725
0  シa=49−66r1o −’−2−7600 =−0,079 鶏例4 r、  −■ d+ =0.200On+ = 1.78800   
’+ =47.43r2 = 0.5900 cb ”” 0.3000 rs−ol) (L+ = 3.35    n2= 1.78800
   ’2 = 47.43r4 = −1,9990 d4=0.3000 rt = 7.0690 d5= 1.9435  ll3= 1.64000 
 ’s =60.09re”  1.4710 do”o、5ooo  n+ =1.84666   
シ4=23.88r7=  3.1560 d7= 1.8785 r、 =−1,4710 da = 0.5000  ns ” 1.72825
  シ5=28.46r9 =ω d、= 1.9902 116= 1.77250  
シa=49.66r+o−2,6380 =−0,121 実施例5 rl −■ d、 = 0.2000  nl ”” 1.8061
0  ν+”’40.95r2= 0.7330 d2=o、、3oo。
rs −■ d3= 4.93   n2= 1.80610  ν
i”40.95r4−−2.2750 d、 = 0.1000 r5=3.5180 d5 = 1.5900   n3 = 1.6400
0   シ、、=60.09r6=  1.8770 da−0,3500n+ = 1.84666   ’
4 = 23.88r7=−9゜8460 d7 = 0.9800 r8 =−1,6480 ds =0.5300   n5= 1.72825 
  rs ” 28.46r9−■ dg= 1.4100  na = 1.69680 
 シロ=55.52=−0,070 実施例6 rl :ω d+ ” 0.2000   nl = 1.7570
0   シ1=47.87r2= 0.9130 a2= 0.3000 r3−の d3 ”= 6.09     n2= 1.8061
0   ν2=40.95r4=  2.7070 d4=0.5000 r、=4.2870 di ”= 1.4300  na” 1.51633
  シ3=64.15ra:  2.3730 da = 0.4000  n4 ” 1.84666
 1’4 = 23.88r7=  7.3700 d7” 0.9200 r8=−2,0470 d++ ” 0.8600   ns ”” 1.69
895  1’5 = 30.12r9−o。
do ” 1.1000   no ” 1.7570
0  1’6= 47.87rxo=  2.8310 =−0,049 実施例7 ro=”ω do−0,3000no = 1.51633  シo
=64.15ro =ω d’o−0,2000 rl −(1) d+ ” 0.2000 11+ = 1.78800
  シ、、=47.43r2二0.6800 d2=o、aoo。
r3−■ d3= 3.5000  n2= 1.88300  
ν2 = 40.76r4==(1) d4= 1.5400  na := 1.78800
  ’3= 47.43r5=  2.3820 ds ”= 0.7600 r6−4.4630 d6”” 1.790On+ = 1.62041  
シ4=60.27r7=  1.7990 dフ =  0.4000     n5  =  1
.84666      シ5=23.88r、=−9
.4030 d8=2.2600 ro=   1.7880 do ” 0.7500   no = 1.7234
2   νe ” 38.03rlo””ω d+o ” 2.2000  nl−1,78800シ
フ ”” 47.43rH=−2,8170 =−0,078 実施例8 rにω d、 ”” 0.200On、 = 1.78800 
1/、 = 47.43r2= 0.6323 d2=0.3000 r3=の d3−3.7153   n2 = 1.7880OL
’2 = 47.43r、 =−2,2149 d4=0.6295 r5 = 6.3945 di ” 2.0000   na” 1.64000
   シ3=60.09ro ==1.7561 da ” 0.500On4= 1.84666   
シ、=23.88r7=  3.6986 d7=2.0353 r8=−1,5615 da ” 0.5000  n5 = 1.72825
  シ5二28.46r9−■ do ”” 2.0000   na = 1.772
50   ジロー49.66r、。=−2,9074 ニー0120 実施例9 rl −ω d1= 0.200On+ ” 1.78800 9+
 = 47.43r2= 0.6720 d2= 0.3000 3−oO ds”’ 4.957   n2= 1.78800 
 シ2=47.43r4=−2,4390 屯=0.1000 rs ” 4.3110 da ” 1.410OL+ = 1.64000  
’3−60.09r6:  1.8420 do−1,0300n4 = 1.84666  ’4
 = 23.88r7=−7,0940 d7= 1.7400 rg ”” −1,8770 d8= 0.5900  ns ”” 1.72825
  シ5=28.46r、ニー6.9230 do ”” 1.0300  na = 1.7725
0  シロ=49.66=−0,046 実施例10 r、=(1) d+ = 0.2000 11+ = 1.75700
  シ、=47.87r2= 0.9050 d2= 0.3000 rs :■ d:+ = 5.6400  rl2 = 1.757
00  シ2=47.87r、=−2.6190 d4=0.3000 rs = 4.2950 d5= 2.0500  n3= 1.51633 1
’3 = 64.15ra =  2.1660 da ” 0.4000   n4= 1.84666
   シ4=23.88r7=  7.9380 d7= 2.1800 r8=−1,9880 ds ”’ 0.4100   ni = 1.672
70   シ5=32−10r9 ”” 5.8970 do ” 1.1000   na = 1.8061
0   νe”40.95rloニー2.7420 =−0,040 実施例11 r、=CX3 d4 = 0.2000  n】”” 1.78800
  シ+=47.43r2 = 0.6133 d2 = 2.23 rs”’  68.5068 ds−1,8626n2” 1.78800  1’2
 = 47.43r4=−2,3154 d4=0.3406 r、 = 3.6741 d、= 1.7700   n3= 1.63854 
  ’3”” 55.38ra=−1,4541 de ” 0.7000  n4 = 1.84666
  シ、=23.88r7=  13.0093 d7 = 1.4797 r8=  1.7763 da = 0.700On5 = 1.72825  
シ、=28.46r9−(1) d9= 1.3900   na” 1.77250 
  シロ= 49.66rlo =−2,4237 =−0,057 実施例12 rl −■ d+ = 0.2000  nl = 1.78800
  ν+ = 47.43r2−0.6899 cb−0,3000 rs:13.6272 d3 = 4.928   n2 = 1.78800
  シ2=47.43r4 =  2.2510 d4= 0.1000 ri=164.3754 d5 =1.0752.  na = 1.51633
  ’3 = 64.15ra:  30.3152 d6= 0.1000 r7= 3.0359 d7= 1.7700  n+ = 1.63854 
 ’4−55.38j、=  1.3278 ds ” 0.7000  ns = 1.84666
  ’y = 23.88r9”  10.2303 d9−0.5811 r10ニー1.9987 d+o = 0.7000  na−1,72825シ
ロ=28.46r1. := 00 dll = 1.3900  n7= 1.77250
 1’7 = 49.66r1□ニー2.4285 =−0,031 実施例13 rl 1ol) d4 = 0.200On+−1,78800’+ =
 47.43r、、 = 0.6240 d2= 2.0663 rs ”” 80.4600 d3= 1.5954  n2= 1.78800  
’2−47.43r+=  2.3135 d、=0.1205 r5 =   112.1086 d5= 1.4733   n3 = 1.51633
   シ3=64.15ra=  30.1167 d6= 0.0929 r7 = 3−1.354 d7” 1.770On+ = 1.63854   
ν4=55.38r8=  1.2528 ds ”” 0.7000   ns = 1.846
66   ν5 = 23.88ro”  9.252
8 ao = 1.0722 rlo == −1,9547 d4o = 0.7000  na = 1.7282
5   ’a = 28.46rl+  −(1) dB = 1.390On7 = 1.77250  
 シ、=49.66rI2=  2.4215 =−0,036 ただしIIJ y r2*・・・はレンズ各面の曲率半
径、d4 r d2r・・・は各レンズの肉厚、11+
 r n2 、・・・は各レンズの屈折率、シ1.シ2
.・・は各レンズのアツベ数である。
以上の実施例のうち実施例1乃至実施例10は第3図に
示すようなレンズ構成のものである。これらのうち実施
例7は負のレンズ群り、の前にカバーガラスを配置し正
のレンズ群L2の物体側のレンズがガラスブロックと平
凸レンズを接合したレンズのデーターが示してあり、デ
ーター中ro+r’o+do r d′or no y
ν。はこのカバーガラスのデーターそしてr4は前記平
凸レンズの接合面のデーター(Reはr7てこのr、は
含まない)である。また実施例9はメニスカスレンズL
3の接合面か平面でなく物体側に凹面を向けた面である
。更に実施例10のメニスカスレンズL3は接合面か物
体側に凸面を向けた面である。又、実施例11は第4図
に示すレンズ構成、実施例12.13は第5図に示すレ
ンズ構成のものである。
本発明の対物レンズは、以上説明したようなレンズ構成
で、条件(1)を満足するメニスカスレンズを配置した
もので、画角のばらつきの少ないレンズ系で硬性鏡全系
としての像面わん曲が少なくなるようにしたものである
特にメニスカスレンズの形状を条件(2)を満足する形
状にすれば、負の像面わん曲の補正能力が適切である対
物レンズが得られる。
更に条件(3) 、 (4)を満足するように負のレン
ズ群1 の焦点距離と対物レンズ全系の焦点距離の比率下および
正のレンズ群中の接合レンズの接合面の曲率半径と全系
の焦点距離との比率坦を設定すれば、コマ収差の良好に
補正された対物レンズが得られる0
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の対物レンズを有する硬性鏡の光学系を示
す図、第2・図は本発明の対物レンズを有する硬性鏡の
光学系を示す図、第3図は本発明の実施例1乃至実施例
10の断面図、第4図は本発明の実施例11の断面図、
第5図は本発明の実施例12.13の断面図、第6図乃
至第18図(ま本発明の実施例1乃至実施例13の収差
曲線図である0 出願人 オリンパス光学工業株式会社 代理人   向   寛 二 第1図 第2図 72 第3図 第5図 ■ 第4図 い       し2シ3 TR面面差差  非点収差 歪曲収差  コマ収差 第 7図 歪曲収差 コマ収差 第 球面収差  非点収差 10図 歪曲収差 :Iヤ収差 第 球面収差  非点収差 13図 歪曲収差 コマ収差。 第1 球面収差  非点収差 4図 歪曲収差 コマ収差 第1 球面収差   非点収差 5図 歪曲収差 ″7収差 第 球面収差   非点収差 18図 歪曲収差  コマ収差 手続備正書 +ltML158年11月26日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58年特許・頽第100856号 2、発明の名・弥 内視鏡対吻レンズ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 東京都渋谷区幡ケ谷二丁目43番2号 (037)オリンパス光学工業株式会社代表者北村茂男 4代−埋入 東京都港区虎ノ門2−5−2 自   発 6、補正の対象 発明の詳細な説明の欄 7、補正の同容 (1)明細書3頁3行目および4頁4イ1目の「正の像
面わん曲−1を「負の像面わん曲」に削正する。 (2)  明細書3貞5行目、4頁5行目および27頁
7行目の1負の像面わん曲−Iを「正の像面わん曲」に
訂正する。 (3)明細書5頁15行目、6頁1行目および6頁下か
ら2行目の[ペッツバールJ&1mペッツバール和」に
訂正する。 (4)  明細書5頁下から3行目の1負でより大きな
」を「正でより太さな」に訂正する。 (5)明細書5頁7行目の「射出瞳を無限遠に」を「射
出瞳をほぼ無限遠に」に訂正する。 (6)明細書26頁3行目の「・・・は各レンズの肉厚
」を「・・・は各レンズの肉厚および空気間隔」に訂正
する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)リレーレンズを用いて物体像を伝送する硬性鏡に
    て使用する対物レンズで、物体側より順に負のレンズ群
    と正のレンズ群と凹面を物体側に向けたメニスカスレン
    ズとよりなる内視鏡対物レンズ0
  2. (2)  次の条件を満足する特許請求の範囲(1)の
    内視鏡対物レンズ。 ただしnar nl)は夫々前記のメニスカスレンズの
    物体側と像側のレンズの屈折率(このメニスカスレンズ
    が単レンズの場合はna ” nb ) 、Rar R
    bは、前記メニスカスレンズの物体側および像側の面の
    曲率半径である。
  3. (3)  次の条件を満足する特許請求の範囲(1)の
    内視鏡対物レンズ。 ただしRa l Rbは前記のメニスカスレンズの物体
    側および像側の面の曲率半径である。
  4. (4)前記圧のレンズ群が接合レンズを含んでおり更に
    次の条件を満足する特許請求の範囲(3)の内視鏡対物
    レンズ。 ただしRcは正のレンズ群中の接合レンズの接合面の曲
    率半径、flは負のレンズ群の焦点距離、fは対物レン
    ズ全系の焦点距離である1)
JP58100856A 1983-06-08 1983-06-08 硬性鏡光学系 Granted JPS59226315A (ja)

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