(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼側から順に、正の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとが配列して構成され、以下の条件を満たすことを特徴とする内視鏡用接眼レンズ。
(1) −1.5 ＜ f2/ｆ ＜ −0.7
(2) −1.5 ＜ f2/ f3 ＜ −0.9
(3) 0.1 ＜ d23/f ＜ 0.5
ただし、fi：第ｉレンズの焦点距離、ｆ：全系の焦点距離、d23：第２レンズと第３レンズとの間隔である。
【請求項２】
前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた正レンズであり、前記第２レンズは、眼側に凹面を向けた負レンズであり、前記第３レンズは、眼側に凸面を向けた正レンズであり、各レンズの向かい合う面の曲率半径が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用接眼レンズ。
【請求項３】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡用接眼レンズ。
(4) −0.25 ＜ f/r4 ＜ 0.25
(5) −0.4 ＜ f/r6 ＜ 0.2
ただし、ri：第ｉ面の曲率半径である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、正、負、正の3枚のレンズにより構成される内視鏡用接眼レンズの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡用接眼レンズは、内視鏡先端部からファイバー束により伝達される像を拡大して観察するために用いられる。ファイバー束の断面積は通常極めて小さいため、接眼レンズが高倍率であること、すなわち焦点距離が短いことが必要である。このような要求を満たす内視鏡用接眼レンズは、例えば特開平3-59511号公報に開示されている。この公報に開示される接眼レンズは、眼側から順に、両凸の正の第１レンズと、負メニスカスの第２レンズと、正メニスカスの第３レンズとが配列して構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報に記載された接眼レンズは、球面収差は良好に補正されているものの、第１，第３レンズの正のパワーと比較して第２レンズの負のパワーが弱いために像面湾曲が大きく、かつ、第２レンズと第３レンズとの間隔が大きく全系の小型化を妨げるという問題がある。また、第２実施例を除き、第１レンズと第２レンズとが接合されているため、接合レンズをオートクレーブ(加圧滅菌)等のために高温にすると、接合面の一部が剥がれて性能が劣化する可能性がある。しかも、接合レンズを用いているにもかかわらず、倍率色収差が十分に補正されていない。
【０００４】
この発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、球面収差を適正に補正しつつ、像面湾曲、倍率色収差を良好に補正することができる内視鏡用接眼レンズを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる内視鏡用接眼レンズは、上記の目的を達成させるため、眼側から順に、正の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとが配列して構成され、以下の条件(1),(2),(3)を満たすことを特徴とする。
(1) −1.5 ＜ f2/ｆ ＜ −0.7
(2) −1.5 ＜ f2/ f3 ＜ −0.9
(3) 0.1 ＜ d23/f ＜ 0.5
ただし、fi：第ｉレンズの焦点距離、ｆ：全系の焦点距離、d23：第２レンズと第３レンズとの間隔である。
【０００６】
上記の構成によれば、正、負、正の簡単な３枚構成でありながら、第２レンズの負のパワーを適切に設定することにより、球面収差、像面湾曲、倍率色収差を良好に補正することができる。
【０００７】
また、この発明の内視鏡用接眼レンズは、以下の条件(4),(5)を満たすことが望ましい。
(4) −0.25 ＜ f/r4 ＜ 0.25
(5) −0.4 ＜ f/r6 ＜ 0.2
ただし、ri：第ｉ面の曲率半径である。
【０００８】
さらに、第１レンズは、物体側に凸面を向けた正レンズであり、第２レンズは、眼側に凹面を向けた負レンズであり、第３レンズは、眼側に凸面を向けた正レンズであり、各レンズの向かい合う面の曲率半径が互いに異なること、すなわち接合レンズが存在しないことが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる内視鏡用接眼レンズの実施形態を説明する。実施形態にかかる内視鏡用接眼レンズは、例えば図１に示すように、図中左側となる眼側から順に、物体側に凸面を向けた正の第1レンズＬ１と、眼側に凹面を向けた負の第2レンズＬ２と、眼側に凸面を向けた正の第3レンズＬ３とが配列して構成されている。
【００１０】
各レンズの向かい合う面の曲率半径、すなわち、第１レンズＬ１の第２面の曲率半径r2と第２レンズＬ２の第１面の曲率半径r3、第２レンズＬ２の第２面の曲率半径r4と第３レンズＬ３の第１面の曲率半径r5、が互いに異なるよう設定されている。すなわち、接合レンズが存在しない。また、第１，第２，第３レンズの外径はすべて同一であり、これによりレンズ枠の構造が簡単になる。
【００１１】
また、実施形態の内視鏡用接眼レンズは、以下の条件(1)〜(5)を満たしている。
(1) −1.5 ＜ f2/ｆ ＜ −0.7
(2) −1.5 ＜ f2/ f3 ＜ −0.9
(3) 0.1 ＜ d23/f ＜ 0.5
(4) −0.25 ＜ f/r4 ＜ 0.25
(5) −0.4 ＜ f/r6 ＜ 0.2
ただし、fi：第ｉレンズの焦点距離、ｆ：全系の焦点距離、d23：第２レンズと第３レンズとの間隔、ri：第ｉ面の曲率半径である。
【００１２】
条件(1)は、第２レンズＬ２のパワー配分を規定する。この条件を満たすことにより、全系のパワーに対する第2レンズＬ２の負のパワーを適切に設定することができ、収差バランスを保つことができる。条件(1)の下限を下回る場合には、像面湾曲が大きくなる。一方、上限を超える場合には、諸収差、特に球面収差の補正が困難となり、性能が劣化する。
【００１３】
条件(2)は、第２、第３レンズＬ２，Ｌ３のパワー配置を規定する。この条件を満たすことにより、収差バランスを保つことができる。条件(2)の下限を下回る場合には、像面湾曲、倍率色収差等が増大し、視野周辺部での解像度が低下する。一方、上限を超える場合には、諸収差、特に球面収差、コマ収差の補正が困難となる。
【００１４】
条件(3)は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とのレンズ間隔を規定する。条件(3)の下限を下回る場合には、球面収差、コマ収差の補正が困難となる。上限を超える場合には、レンズ全長が長くなり小型化が困難になると共に、像面湾曲が増大する。
【００１５】
条件(4),(5)は、第２、第３レンズＬ２，Ｌ３のそれぞれ物体側の面の曲率半径を規定する。条件(4),(5)を満たすことにより、各レンズ面の曲率がきつくなりすぎるのを防ぎ、収差のバランスを取ることができる。条件(4)の上限を上回ると、Ｌ２の物体側の面は曲率のきつい凹面となり、負のパワーが強くなりすぎるので、諸収差、特に球面収差、コマ収差の補正が困難となる。下限を下回ると、Ｌ２の物体側の面は曲率のきつい凸面となり、負のパワーが弱くなりすぎるので、像面湾曲、倍率色収差等が増大し、視野周辺部での解像度が低下する。条件(5)の上限を上回ると、Ｌ３の物体側の面はきつい凹面となり、像面湾曲、倍率色収差等が増大し、視野周辺部での解像度が低下する。下限を下回ると、Ｌ３の物体側の面は曲率のきつい凸面となり、諸収差、特に球面収差、コマ収差の補正が困難となる。
【００１６】
なお、第１、第２，第３レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の外径は同一であり、これによりこれらのレンズを組み込むレンズ枠の構造を単純化することができ、レンズ枠の製造コストを抑えることができる。３枚のレンズの外径を揃える場合、両凸の正レンズである第３レンズＬ３のレンズ面の曲率がきついと、コバ厚が小さくなって自動芯取機による加工が困難になるか、中心厚が大きくなって全系をコンパクトにすることができなくなる。したがって、外径を揃える場合には、上記の条件(5)を満たすこと、すなわち、曲率が過度にきつくならないよう設定すること、は特に重要である。さらに曲率がゆるくなれば加工誤差による性能劣化が小さくなる点でも好ましい。
【００１７】
また、実施形態の内視鏡用接眼レンズは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを間隔環なしに直接当てつける構造、いわゆる「玉当て構造」を採用している。これにより、間隔リングやフランジを設けなくともレンズどうしの位置決めをすることができ、部品点数を削減し、あるいはレンズ枠の構造を簡単にすることによりコストを削減することができ、しかも、レンズ間の位置決め誤差を小さくすることができる。
【００１８】
以下、上記の条件を満たす内視鏡用接眼レンズの実施例を５例説明する。いずれも正、負、正の３枚構成であり、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが玉当て構造であり、かつ、３枚のレンズの外径が互いに等しい接眼レンズである。
【００１９】
【実施例１】
図１は、実施例１にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。実施例１の具体的な数値構成は表１に示されている。面番号１、２が第１レンズＬ１、面番号３、４が第２レンズＬ２、面番号５、６が第３レンズＬ３を示している。符号Ｓは、固定絞りであり、第１面の接平面上に位置する。表中、ｆは接眼レンズ全体の焦点距離、ｒはレンズ各面の曲率半径(単位:mm)、ｄは光軸上のレンズ厚またはレンズ間隔(単位:mm)、ｎは各レンズのｄ線(588nm)に対する屈折率、νdはアッベ数である。アイポイントは、第１面から３４mm眼側である。
【００２０】
【表１】
0004199443.tif 000002
図２は、実施例１の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示す。各収差は、図１の左側となる眼側から平行光を入射させた際の結像位置での値を示す。図２(A)はd線、g線、C線、F線、e線の球面収差で示される色収差、(B)は(A)と同じ波長で表される倍率色収差、(C)は非点収差(S:サジタル、M:メリディオナル)、(D)は歪曲収差を示す。(A)の縦軸はFナンバー、(B),(C),(D)の縦軸は接眼レンズの見掛視界W(単位：度)である。また、(A),(B),(C)の横軸の単位はmm、(D)の横軸の単位はパーセント(%)である。
【００２１】
【実施例２】
図３は、実施例２にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。実施例２の具体的な数値構成は表２に示されている。アイポイントは、第１面から３７mm眼側である。図４は、実施例２の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【実施例３】
図５は、実施例３にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。実施例３の具体的な数値構成は表３に示されている。アイポイントは、第１面から３５mm眼側である。図６は、実施例３の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示す。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
【実施例４】
図７は、実施例４にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。実施例４の具体的な数値構成は表４に示されている。アイポイントは、第１面から３４mm眼側である。図８は、実施例４の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示す。
【００２６】
【表４】
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【００２７】
【実施例５】
図９は、実施例５にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。実施例５の具体的な数値構成は表５に示されている。アイポイントは、第１面から３７mm眼側である。図１０は、実施例５の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示す。
【００２８】
【表５】
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以下の表６に、前述の条件(1)〜(5)と各実施例との関係を示す。表６に示されるように、上述した各実施例は、いずれも条件(1)〜(5)を満たしており、像面湾曲、球面収差、倍率色収差が良好に補正され、しかも、全長が短く抑えられている。
【００２９】
【表６】
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また、各実施例は、いずれも第１，第２レンズが玉当て構造である。第1レンズ第2面と第2レンズ第1面の接触位置(玉当て高さhT)は下式によって算出される。
【００３０】
【数１】
0004199443.tif 000008
ただし、r2：第1レンズ第2面の曲率半径の絶対値、r3:第２レンズ第1面の曲率半径の絶対値、d12：第1レンズと第2レンズの光軸上の間隔である。
【００３１】
玉当て高さhTは、有効径Hより外側で、かつ、有効径Hの２倍より小さいことが望ましい。玉当て高さhTが有効径Hより小さくなると、光線がけられ、像が暗くなる。反対に有効径Hの２倍を超えると、玉当て構造を採用するにはレンズ外径が大きくなり、レンズ外径を小さくしようとすると玉当て構造が採用できずに間隔リング等を設ける必要があり、コストが上昇し、かつ、位置決め精度も低下する。
【００３２】
以下の表７に各実施例の玉当て高さhTと有効半径H、およびhT/Hの値とを示す。いずれの実施例も玉当て高さhTは有効半径Hの1.18〜1.55倍であり、光線がけられるのを防ぎ、かつ、レンズ外径が不必要に大きくなるのを防ぐことができる。
【００３３】
【表７】
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【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、正、負、正の簡単な３枚構成でありながら、像面湾曲、球面収差、倍率色収差等が良好に補正された内視鏡用接眼レンズを提供することができる。また、各レンズの向かい合う面の曲率半径を異ならせて接合レンズをなくすことにより、レンズ加工を容易にすると共に、オートクレーブ等のために高温高圧処理をした場合にも性能の劣化を防ぐことができる。さらに、各条件を満たすことにより収差を良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例１にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。
【図２】  実施例１の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示すグラフである。
【図３】  この発明の実施例２にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。
【図４】  実施例２の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示すグラフである。
【図５】  この発明の実施例３にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。
【図６】  実施例３の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示すグラフである。
【図７】  この発明の実施例４にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。
【図８】  実施例４の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示すグラフである。
【図９】  この発明の実施例５にかかる内視鏡用接眼レンズを示すレンズ図である。
【図１０】  実施例５の内視鏡用接眼レンズの諸収差を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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