JPH10197806A - Objective lens - Google Patents
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- JPH10197806A JPH10197806A JP1595797A JP1595797A JPH10197806A JP H10197806 A JPH10197806 A JP H10197806A JP 1595797 A JP1595797 A JP 1595797A JP 1595797 A JP1595797 A JP 1595797A JP H10197806 A JPH10197806 A JP H10197806A
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- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
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- G02B23/2407—Optical details
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人間の体内に挿入
して診断および治療を行なうための内視鏡の対物レンズ
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an objective lens for an endoscope which is inserted into a human body for diagnosis and treatment.
【0002】[0002]
【従来の技術】内視鏡の対物レンズは、画角を広くとれ
又バックフォーカスも長くとれるレトロフォーカスタイ
プのレンズ系が一般的である。又像面にはCCDやイメ
ージファイバーの端面を配置するのが一般的であるが、
高解像化の要求に応じてそれらのサンプリングは、細密
化の方向に向かっている。そのために、内視鏡の対物レ
ンズも高性能なレンズ系が要求されている。2. Description of the Related Art In general, an objective lens of an endoscope is a retrofocus type lens system which can provide a wide angle of view and a long back focus. In addition, it is common to arrange an end face of a CCD or an image fiber on an image plane,
In response to the demand for higher resolution, their sampling is moving toward finer resolution. Therefore, a high-performance lens system is also required for the objective lens of the endoscope.
【0003】従来の屈折系レンズでは、ペッツバール和
を小さくして像面湾曲を補正するために、正レンズに高
屈折率の硝材が、負レンズに低屈折率の硝材が用いられ
るが、高い屈折率の硝材は、アッベ数が比較的小さく色
分散が大きいため、後群で倍率の色収差が残存する。更
に、倍率の色収差に関しては、前群と後群ともに負側に
倍率の色収差が発生するためにその補正は困難である。In a conventional refraction system lens, a high refractive index glass material is used for a positive lens and a low refractive index glass material is used for a negative lens in order to reduce the Petzval sum and correct the field curvature. Since a glass material having a low ratio has a relatively small Abbe number and a large chromatic dispersion, lateral chromatic aberration remains in the rear group. Further, with respect to the chromatic aberration of magnification, it is difficult to correct the chromatic aberration of magnification because the chromatic aberration of magnification occurs on the negative side in both the front group and the rear group.
【0004】この倍率の色収差を補正するためには、後
群に接合レンズを用いればよいが、レンズ枚数が多くな
りコスト高になる欠点がある。To correct this chromatic aberration of magnification, a cemented lens may be used in the rear group, but there is a disadvantage that the number of lenses increases and the cost increases.
【0005】更に、低侵襲化の観点からも、硬質部の長
さが短く操作性の良い内視鏡が望まれ又レンズ枚数が少
なく全長の短い対物レンズが望まれている。Further, from the viewpoint of low invasiveness, an endoscope having a short hard portion and good operability is desired, and an objective lens having a small number of lenses and a short overall length is desired.
【0006】上記の問題を解決するために、回折レンズ
を用いることが考えられる。[0006] In order to solve the above problem, it is conceivable to use a diffractive lens.
【0007】通常の屈折系レンズの場合、薄肉レンズの
両面の曲率半径を夫々R1 ,R2とし、硝材の屈折率を
n、焦点距離をfとすると下記の式(a)が成立つ。 1/f=(n−1)(1/R1 +1/R2 ) (a)In the case of a normal refractive lens, when the radii of curvature of both surfaces of the thin lens are R 1 and R 2 , the refractive index of the glass material is n, and the focal length is f, the following equation (a) is established. 1 / f = (n−1) (1 / R 1 + 1 / R 2 ) (a)
【0008】上記式(a)の両辺を設定波長λにて微分
すると下記式(b)のようになり、更に式(c)が導か
れる。 df/dλ=−f(dn/dλ)/(n−1) (b) Δf=fΔn/(n−1) (c)When both sides of the above equation (a) are differentiated by the set wavelength λ, the following equation (b) is obtained, and further the equation (c) is derived. df / dλ = −f (dn / dλ) / (n−1) (b) Δf = fΔn / (n−1) (c)
【0009】一方、回折光学素子(回折レンズ)につい
ては、下記の式(d)に示す関係が成立つ。 λf=C(一定) (d)On the other hand, with respect to a diffractive optical element (diffractive lens), the following equation (d) holds. λf = C (constant) (d)
【0010】この式(d)の両辺をλで微分すると下記
の式が導かれる。 df/dλ=−C/λ2 =−f/λThe following equation is derived by differentiating both sides of the equation (d) with λ. df / dλ = −C / λ 2 = −f / λ
【0011】これより次の式(e)が導かれる。 Δf=−f(Δλ/λ) (e)From this, the following equation (e) is derived. Δf = −f (Δλ / λ) (e)
【0012】式(c)と式(e)とから回折光学素子の
アッベ数νd は下記の式(f)にて表わされる。 νd =λd /(λF −λC )=−3.45 (f)From the equations (c) and (e), the Abbe number ν d of the diffractive optical element is expressed by the following equation (f). ν d = λ d / (λ F −λ C ) = − 3.45 (f)
【0013】上記式(f)に示す通り、回折光学素子の
アッベ数νd は−3.45という逆分散性および異常分
散性を有し、通常の屈折レンズに緩いパワーの正の回折
光学素子を組合わせることによって大きな色収差補正作
用を得ることが可能になる。そのため、例えば負の前群
と正の後群よりなるレンズ系において後群に回折光学素
子を配置することにより、屈折レンズのみからなるレン
ズ系の場合に前群と同方向に発生していた後群の倍率の
色収差を逆方向に発生させることが可能になり、前群と
後群とで倍率の色収差を互いに打ち消し合うことにより
色収差を良好に補正できる。As shown in the above formula (f), the Abbe number ν d of the diffractive optical element has an inverse dispersion property and an extraordinary dispersion property of −3.45, and a positive diffractive optical element having a moderate power to a normal refractive lens. , It is possible to obtain a large chromatic aberration correction action. Therefore, for example, by arranging a diffractive optical element in the rear group in a lens system composed of a negative front group and a positive rear group, in the case of a lens system consisting only of a refraction lens, The chromatic aberration of magnification of the group can be generated in the opposite direction, and the chromatic aberration of magnification can be favorably corrected in the front group and the rear group by canceling each other.
【0014】又回折光学素子は、その溝のピッチを連続
的に変化させることによって非球面効率を持たせること
ができ、これを用いて像面湾曲を低減させるために有効
である。又回折光学素子は、その作用が硝材によらない
ため、用いる硝材の自由度が高く厚さを持たないプレー
トレンズとして扱うことができ、例えば赤外カットフィ
ルターの表面などに回折光学素子を形成することが可能
である。The diffractive optical element can have an aspherical efficiency by continuously changing the pitch of the groove, and it is effective to use this to reduce the field curvature. Also, since the function of the diffractive optical element does not depend on the glass material, the degree of freedom of the glass material to be used can be treated as a plate lens having no thickness, for example, forming the diffractive optical element on the surface of an infrared cut filter or the like. It is possible.
【0015】このような負分散を持つ厚さを持たないプ
レートレンズ(平行平面板に回折素子を設けたレンズ)
を等価屈折レンズに置き換えて設計する方法としてウル
トラハイインディクス法がある。それは屈折率を無限大
にすることにより等価レンズに入射した光をあたかも平
面で曲げられたかのように扱うものである。このように
屈折率を無限大と仮定することにより通常の屈折光線追
跡で回折レンズの光線追跡を行なうことができる。実際
には屈折率を無限大にすることは不可能であるので、1
000以上に設定することが望ましい。A plate lens having such a negative dispersion and having no thickness (a lens having a diffractive element provided on a parallel plane plate)
There is an ultra-high index method as a method of designing by replacing with an equivalent refractive lens. That is, by making the refractive index infinite, light incident on the equivalent lens is treated as if it were bent in a plane. Assuming that the refractive index is infinite, the ray tracing of the diffractive lens can be performed by ordinary refraction ray tracing. In practice, it is impossible to make the refractive index infinite, so that 1
It is desirable to set it to 000 or more.
【0016】次に、下記の式にて表わされる非球面の回
折光学素子のピッチを計算する。 Z=ch2 /[1+{1−c2 (K+1)h2 }+Ah
4 +Bh6 +Ch8 +Dh10] ここでZはサグ値、hは光線高、cは曲率、Kは円錐係
数、A,B,C,Dは4次,6次,8次,10次の非球
面係数である。Next, the pitch of the aspherical diffractive optical element represented by the following equation is calculated. Z = ch 2 / [1+ { 1-c 2 (K + 1) h 2} + Ah
4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 ] Here, Z is the sag value, h is the ray height, c is the curvature, K is the conic coefficient, and A, B, C, and D are the fourth, sixth, eighth, and tenth non-symbols. This is the spherical coefficient.
【0017】上記の非球面を表わす式で12次以上の非
球面係数を用いてもよい。The above-described equation representing the aspherical surface may use a twelfth or higher order aspherical surface coefficient.
【0018】回折光学素子(回折レンズ)においては、
回折面(レンズ)への入射角をθ、又射出角をθ’とす
ると下記の関係が成立つ。 sin θ−sin θ’=mλ/P ただし、mは次数、Pは回折面のピッチである。In a diffractive optical element (diffractive lens),
If the incident angle on the diffraction surface (lens) is θ and the exit angle is θ ′, the following relationship is established. sin θ−sin θ ′ = mλ / P where m is the order and P is the pitch of the diffraction surface.
【0019】これに対し、ウルトラハイインディクスに
おいて、回折条件を実効的な性質として表わすと下記の
ようになる。 (n−1)dz/dh=(sin θ−sin θ’)On the other hand, in the Ultra High Index, the diffraction conditions are expressed as effective properties as follows. (N−1) dz / dh = (sin θ−sin θ ′)
【0020】以上より、回折光学素子(回折レンズ)の
ピッチPは下記の式(g)にて表わすことができる。 P=mλ/(n−1)(dz/dh) ={mλ/(n−1)}・[ch/{1−c2 (K+1)h2 } +4Ah3 +6Bh5 +8Ch7 +10Dh9 ]-1 (g)From the above, the pitch P of the diffractive optical element (diffractive lens) can be expressed by the following equation (g). P = mλ / (n-1 ) (dz / dh) = {mλ / (n-1)} · [ch / {1-c 2 (K + 1) h 2} + 4Ah 3 + 6Bh 5 + 8Ch 7 + 10Dh 9] -1 (G)
【0021】特にK=−1の場合は、式(g)は下記式
(h)のようになり、ピッチPは簡単に求められる。 P={mλ/(n−1)}[ch+4Ah3 +6Bh5
+8Ch7+10Dh9 ]-1 実際上は回折レンズの屈折率は、1001、10001
といった値をとることが望ましい。またウルトラハイイ
ンディクスレンズはペッツバール和に寄与しないため像
面湾曲に影響を与えないレンズである。In particular, when K = -1, the equation (g) becomes the following equation (h), and the pitch P can be easily obtained. P = {mλ / (n−1)} [ch + 4Ah 3 + 6Bh 5
+ 8Ch 7 + 10Dh 9 ] −1 In practice, the refractive index of the diffractive lens is 1001, 10001
It is desirable to take such a value. The ultra high index lens does not contribute to Petzval sum and does not affect the field curvature.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】内視鏡対物レンズは、
操作性、低侵襲性、コスト低減等の観点から、レンズ枚
数の削減が求められる。このレンズ枚数を削減するため
の手段として回折レンズを用いることが考えられるが、
回折レンズは極めて大きな負の分散を有するために回折
レンズを用いてレンズ枚数を削減する場合、倍率の色収
差が補正過剰になる。そのため用いる回折レンズのパワ
ーは、通常のレンズの 1/10 程度にすることが望まし
い。しかし、回折レンズのパワーを小にすると、内視鏡
対物レンズのようにレンズの径の小さいレンズ系の場
合、軸上,軸外の光束内の輪帯数を確保することが難し
い。特に軸上光束は、中心輪帯の大きさが光束の径に対
しかなりの部分を占めるために、光束の大部分が中心輪
帯上を通過することになりレンズの形状によるブレーズ
化誤差の影響を受け易くなる。SUMMARY OF THE INVENTION An endoscope objective lens is
From the viewpoints of operability, low invasiveness, cost reduction, and the like, it is required to reduce the number of lenses. As a means for reducing the number of lenses, it is conceivable to use a diffractive lens,
Since the diffractive lens has an extremely large negative dispersion, when the number of lenses is reduced by using the diffractive lens, the chromatic aberration of magnification becomes overcorrected. Therefore, it is desirable that the power of the diffractive lens used is about 1/10 that of a normal lens. However, if the power of the diffractive lens is reduced, it is difficult for a lens system having a small diameter such as an endoscope objective lens to secure the number of orbits in the on-axis and off-axis light fluxes. In particular, since the size of the central orbicular zone occupies a considerable part of the diameter of the light flux, most of the axial flux will pass through the central orbicular zone, and the effect of the blaze error due to the lens shape will be large. More easily.
【0023】一方、輪帯数の確保およびレンズ長の短縮
を考えて回折レンズにある程度のパワーを与えた場合、
回折レンズ周辺部の輪帯形状の加工が困難になり、輪帯
形状の加工誤差により回折効率の劣化を導き、画像のコ
ントラストの劣化の原因となる。On the other hand, when a certain amount of power is given to the diffractive lens in consideration of securing the number of ring zones and shortening the lens length,
Processing of the annular shape at the periphery of the diffractive lens becomes difficult, and the processing error of the annular shape leads to deterioration of diffraction efficiency, which causes deterioration of image contrast.
【0024】以上のように、内視鏡対物レンズのように
光束の径が小さい小径レンズに回折レンズを用いる場
合、回折レンズの輪帯ピッチを保ちつつ光束内の輪帯数
を確保することが重要であり、適当なパワーと輪帯形状
を持つ回折レンズを配置することが必要である。As described above, when a diffractive lens is used for a small-diameter lens having a small light beam diameter such as an endoscope objective lens, it is necessary to secure the number of orbicular zones in the light beam while maintaining the orbicular pitch of the diffractive lens. This is important, and it is necessary to arrange a diffraction lens having appropriate power and annular shape.
【0025】本発明は、レトロフォーカスタイプの光学
系に回折の効果を有効に発揮し得るパワーおよび現実的
な形状を有する回折レンズを用いることによってレンズ
長が短く倍率の色収差と像面湾曲が十分良好に補正され
た高解像、低侵襲な内視鏡用対物レンズを提供するもの
である。The present invention uses a diffractive lens having a power capable of effectively exhibiting a diffraction effect and a realistic shape in a retrofocus type optical system, so that the lens length is short and the chromatic aberration of magnification and the field curvature are sufficient. It is an object of the present invention to provide a high-resolution, minimally invasive objective lens for an endoscope that is well corrected.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明の対物レンズは、
負のパワーを持つ第1群と、絞りと、正のパワーを持つ
第2群とよりなり、第2群中に少なくとも一つの回折光
学素子を含み、この回折光学素子が下記条件(1)を満
足することを特徴とする。 (1) 3≦fd /f≦100 ただし、fd は回折光学素子の焦点距離、fは対物レン
ズ全系の焦点距離である。According to the present invention, there is provided an objective lens comprising:
The second group includes a first group having a negative power, a stop, and a second group having a positive power. The second group includes at least one diffractive optical element, and the diffractive optical element satisfies the following condition (1). It is characterized by satisfaction. (1) 3 ≦ f d / f ≦ 100 where f d is the focal length of the diffractive optical element, and f is the focal length of the entire objective lens system.
【0027】本発明の対物レンズは、内視鏡対物レンズ
において最も一般的であるレトロフォーカスタイプを採
用したもので、その絞りより後ろの第2群中に前記条件
(1)を満足した少なくとも一つの回折光学素子を用い
たものである。The objective lens according to the present invention employs a retrofocus type, which is the most common endoscope objective lens, and includes at least one lens satisfying the above condition (1) in the second lens group behind the stop. This uses two diffractive optical elements.
【0028】上記条件(1)において、下限の3を越え
ると過剰補正状態となり好ましくない。又上限の100
を越えると回折光学素子の逆補正能力を十分に発揮でき
ない。本発明のレンズ系は、回折光学素子の光束内の輪
帯数の確保を考えると、この回折光学素子にある程度の
パワーを持たせる必要があり、そのためには条件(1)
の上限値を10にすることが望ましい。つまり条件
(1)の代りに下記条件(1−1)を満足することがよ
り望ましい。 (1−1) 3≦fd /f≦10In the above condition (1), if the lower limit of 3 is exceeded, an excessively corrected state is obtained, which is not preferable. Also the upper limit of 100
When the value exceeds, the reverse correction capability of the diffractive optical element cannot be sufficiently exhibited. In the lens system of the present invention, it is necessary to give the diffractive optical element a certain level of power in consideration of securing the number of annular zones in the light beam of the diffractive optical element.
Is preferably set to 10. That is, it is more preferable that the following condition (1-1) is satisfied instead of the condition (1). (1-1) 3 ≦ f d / f ≦ 10
【0029】又、本発明の対物レンズにおいて、回折光
学素子を用いてレンズ枚数を一層削減するためには、パ
ワーを分散させて収差の発生を抑えるために回折光学素
子にもある程度のパワーを持たせる必要があり、下記条
件(2)を満足することが望ましい。 (2) fd /f2 ≦15 ただしf2 は第2群の焦点距離である。In the objective lens of the present invention, in order to further reduce the number of lenses by using a diffractive optical element, the diffractive optical element has a certain amount of power in order to disperse power and suppress occurrence of aberration. It is desirable that the following condition (2) be satisfied. (2) f d / f 2 ≦ 15 where f 2 is the focal length of the second lens unit.
【0030】条件(2)の上限の15を超えると回折光
学素子のパワーが大になりすぎて倍率色収差以外の収差
の補正が難しくなる。If the upper limit of 15 to condition (2) is exceeded, the power of the diffractive optical element becomes too large, making it difficult to correct aberrations other than chromatic aberration of magnification.
【0031】更に、回折光学素子は、その周辺に向かう
程射出角が大になるためピッチ間隔が小になるが、製造
上の限界を考えると周辺部でのピッチがある程度必要に
なる。これに伴い軸上光束内の輪帯数にも限界が生じる
が、回折効果を確保するためには、ある程度の輪帯数が
必要である。これらの点を考慮すると本発明のレンズ系
で用いる回折光学素子の最適な最小ピッチPmin は下記
条件(3)を満足することが好ましい。 (3) 0.005mm<Pmin <0.015mm 条件(3)の下限の0.005mmを超えると加工誤差に
より回折効率が低くなり好ましくない。又条件(3)の
上限の0.015mmを超えると光束に対し輪帯数を確保
することが難しくなる。Further, in the diffractive optical element, the pitch angle becomes smaller because the exit angle becomes larger toward the periphery thereof, but a certain pitch in the peripheral portion is required in view of the manufacturing limit. As a result, the number of zones in the on-axis light beam is limited, but a certain number of zones is required to secure the diffraction effect. Considering these points, the optimum minimum pitch P min of the diffractive optical element used in the lens system of the present invention preferably satisfies the following condition (3). (3) 0.005 mm <P min <0.015 mm If the lower limit of 0.005 mm of the condition (3) is exceeded, the diffraction efficiency is lowered due to processing errors, which is not preferable. When the value exceeds the upper limit of 0.015 mm of the condition (3), it is difficult to secure the number of annular zones for the light beam.
【0032】又本発明のレンズ系において、回折光学素
子が条件(2)を満足しつつ条件(3)を満足するため
には、下記条件(4)を満足する必要がある。 (4) 0.1≦Pmin /Pmax ≦0.4 ただし、Pmax は回折光学素子の最大ピッチである。条
件(4)の下限の0.1を越えると、収差の発生を抑え
つつ回折に必要な輪帯数を確保することが難しく、上限
の0.4を越えると収差の発生を抑えつつ0.005m
m以上のPminを確保することが難しくなる。In the lens system of the present invention, in order for the diffractive optical element to satisfy the condition (2) and the condition (3), the following condition (4) must be satisfied. (4) 0.1 ≦ P min / P max ≦ 0.4 where P max is the maximum pitch of the diffractive optical element. If the lower limit of 0.1 of the condition (4) is exceeded, it is difficult to secure the number of orbicular zones required for diffraction while suppressing the occurrence of aberration. 005m
It is difficult to secure Pmin of m or more.
【0033】上記条件(4)を満足するためには、回折
レンズの非球面効果を利用する必要がある。In order to satisfy the above condition (4), it is necessary to use the aspherical effect of the diffractive lens.
【0034】実際には、内視鏡対物レンズの中心輪帯P
max と明るさ絞り径dとは次の条件(5)の関係を満足
することが望ましい。 (5) Pmax /d≦0.5In practice, the central annular zone P of the endoscope objective lens
It is desirable that max and the aperture stop diameter d satisfy the following condition (5). (5) P max /d≦0.5
【0035】通常、内視鏡対物レンズは、Pmax が次の
関係を満足することが望ましい。 0.05mm≦Pmax ≦0.15mm ここで中心輪帯ピッチとは、中心輪帯の半径であり、輪
帯ピッチとは前後の輪帯からの距離である。上式の下限
の0.05mmを越えると、回折レンズの周辺部の輪帯
ピッチが細かくなり加工誤差による回折効率の低下を生
じる。上限の0.15mmを越えると、回折レンズ中心
部の輪帯数が不足する。In general, it is desirable that Pmax of the endoscope objective lens satisfies the following relationship. 0.05 mm ≦ P max ≦ 0.15 mm Here, the central orbicular zone pitch is the radius of the central orbicular zone, and the orbicular zone pitch is the distance from the front and rear orbicular zones. If the lower limit of 0.05 mm in the above equation is exceeded, the orbicular zone pitch at the periphery of the diffractive lens becomes fine, and the diffraction efficiency decreases due to processing errors. If the upper limit of 0.15 mm is exceeded, the number of annular zones at the center of the diffractive lens becomes insufficient.
【0036】次に最適なPmax と輪帯本数から求められ
る最適な回折光学素子の焦点距離fd の値について述べ
る。[0036] Next described optimal value of the focal length f d optimal diffractive optical element obtained from the P max and annular number.
【0037】波面を再現するためには、必要な輪帯数が
有効光束内に最低5本程度必要であり、できれば15本
以上が望ましい。In order to reproduce the wavefront, the required number of ring zones is required to be at least about 5 in the effective light flux, and preferably at least 15 or more.
【0038】ここで、m次の回折光を利用した回折光学
系の軸上光束を考えた場合、次の関係が成立つ。 fd 2+YM 2={fd +(N+1)/2λ×m}2 (a) ただし、YM は回折面での軸上光線の光線高、Nは光束
内の輪帯本数、λは設定波長、mは次数である。Here, when the axial light flux of the diffractive optical system using the m-th order diffracted light is considered, the following relationship is established. f d 2 + Y M 2 = {f d + (N + 1) / 2λ × m} 2 (a) where Y M is the ray height of the axial ray on the diffraction surface, N is the number of orbicular zones in the light flux, and λ is The set wavelength, m, is the order.
【0039】ここでfd ≫λであるので上記の式(a)
は下記の式にて近似できる。 N=YM 2/mλfd −1Since f d ≫λ, the above equation (a)
Can be approximated by the following equation. N = Y M 2 / mλf d -1
【0040】したがってNが少なくとも5以上であると
するとfd は下記条件(6)を満足する必要がある。 (6) fd ≦YM 2/4mλTherefore, if N is at least 5 or more, f d needs to satisfy the following condition (6). (6) f d ≦ Y M 2 / 4mλ
【0041】次に軸外でのピッチの大きさを考える。Next, the magnitude of the off-axis pitch will be considered.
【0042】焦点距離fd の回折光学素子の軸外主光線
高YC での輪帯ピッチは、次の式で示される。 P={YC +2mλ(fd 2+YC 2)1/2 }1/2 −YC The zone pitch at the off-axis principal ray height Y C of the diffractive optical element having the focal length f d is represented by the following equation. P = {Y C + 2mλ (f d 2 + Y C 2 ) 1/2 } 1/2 -Y C
【0043】回折光学素子の加工誤差による回折効率の
低下を考慮し又Pmin が0.005mmは必要であること
を考えると、回折光学素子の焦点距離fd は次の条件
(7)を満足することが望ましい。 (7) fd ≧0.005YC /mλ[0043] When consideration also P min a lowering of the diffraction efficiency due to the processing error of the diffractive optical element is given that 0.005mm is required, the focal length f d of the diffractive optical element satisfies the following condition (7) It is desirable to do. (7) f d ≧ 0.005Y C / mλ
【0044】条件(6)と条件(7)とから回折光学素
子の焦点距離fd は次の条件(8)を満足することが好
ましい。 (8) 0.005YC /mλ≦fd ≦YM 2/4mλFrom the conditions (6) and (7), the focal length f d of the diffractive optical element preferably satisfies the following condition (8). (8) 0.005Y C / mλ ≦ f d ≦ Y M 2 / 4mλ
【0045】更に軸上の輪帯数を確保するために1次回
折光を用い、波長500〜600nmでの最適化を考える
と、fd は式(9)を満足することが望ましい。 (9) 8YC ≦fd ≦500YM 2 Further, considering the optimization at a wavelength of 500 to 600 nm using the first-order diffracted light to secure the number of ring zones on the axis, it is desirable that f d satisfies Expression (9). (9) 8Y C ≦ f d ≦ 500Y M 2
【0046】回折光学素子は、回折面への光線の入射角
および光束の確保を考えると、明るさ絞りの近傍に配置
することが望ましい。ここで、明るさ絞りから回折面ま
での距離をD1 、明るさ絞りから像面までの距離をD2
とするとYC は次の式で簡単に示すことが出来る。 YC =D1 ×IH/D2 The diffractive optical element is desirably arranged near the aperture stop in consideration of securing the incident angle and the light flux of the light beam on the diffractive surface. Here, the distance from the aperture stop to the diffraction plane is D 1 , and the distance from the aperture stop to the image plane is D 2
Then, Y C can be easily expressed by the following equation. Y C = D 1 × IH / D 2
【0047】上記式から条件(9)は次の条件(10)
のように表わせる。 (10) 8D1 ×IH/D2 ≦fd ≦150d2 From the above equation, the condition (9) is obtained by the following condition (10).
Can be expressed as (10) 8D 1 × IH / D 2 ≦ f d ≦ 150d 2
【0048】内視鏡の場合、像面に固体撮像素子あるい
はイメージファイバーを配置するが、それらに斜入射光
が入射すると色シェーディングや伝送損失が生ずる。し
たがって内視鏡用対物レンズは、ある程度テレセントリ
ック性が保たれる必要がある。しかし実際には完全なテ
レセントリック光学系ではなく、0〜20°の傾きでC
CD面へ入射する。この場合、YC はIH/2以上であ
り、下記条件(11)を満足すればよい。 (11) 4IH≦fd ≦150d2 In the case of an endoscope, a solid-state image sensor or an image fiber is arranged on the image plane. When obliquely incident light is incident on them, color shading or transmission loss occurs. Therefore, the endoscope objective lens needs to maintain telecentricity to some extent. However, it is not actually a complete telecentric optical system, and C has a tilt of 0 to 20 °.
Light is incident on the CD surface. In this case, Y C is equal to or greater than IH / 2, and the condition (11) described below may be satisfied. (11) 4IH ≦ f d ≦ 150d 2
【0049】また、条件(8)において、絞りより前群
(第1群)に屈折レンズ、後群(第2群)に少なくとも
一つの回折光学素子を有するレトロフォーカスタイプの
レンズ系の場合、テレセントリック性により後群(第2
群)の前側焦点位置は、絞りの近傍に存在する。又後群
(第2群)の第1レンズに回折光学素子を用いた時に
は、下記の関係を満足する。 hC ≧0.7×IH×D1/f2 ただし、hC は軸上マージナル光線、f2 は後群(第2
群)の焦点距離である。In the condition (8), in the case of a retrofocus type lens system having a refractive lens in the front group (first group) and at least one diffractive optical element in the rear group (second group) before the stop, Rear group (2nd
The front focus position of the group is located near the stop. When a diffractive optical element is used for the first lens of the rear group (second group), the following relationship is satisfied. h C ≧ 0.7 × IH × D 1 / f 2 where h C is an axial marginal ray and f 2 is a rear group (second
Group).
【0050】又後群(第2群)の第2レンズに回折光学
素子を用いたときには下記の関係を満足する。 HC ≧0.5IHWhen a diffractive optical element is used for the second lens of the rear group (second group), the following relationship is satisfied. H C ≧ 0.5IH
【0051】ここで、後群(第2群)の第1レンズに回
折光学素子を配置した場合、軸上マージナル光線高hM
は、簡単のため物体距離を無限遠にすると下記のように
表わされる。 hM =d(−f1 +D3 +D1 )/(−f1 +D3 ) ただし、D3 は前群(第1群)から明るさ絞りまでの距
離である。Here, when a diffractive optical element is arranged on the first lens of the rear group (second group), the axial marginal ray height h M
Is expressed as follows when the object distance is set to infinity for simplicity. h M = d (−f 1 + D 3 + D 1 ) / (− f 1 + D 3 ) where D 3 is the distance from the front group (first group) to the aperture stop.
【0052】又後群(第2群)の第2レンズに回折光学
素子を用いた時には、光線高HMは下記のようになる。 HM =D4 /2FNO ただしFNOは対物レンズのFナンバー、D4は像面から
回折光学素子までの距離である。When a diffractive optical element is used for the second lens of the rear group (second group), the ray height H M is as follows. H M = D 4 / 2F NO where F NO is the F number of the objective lens, and D 4 is the distance from the image plane to the diffractive optical element.
【0053】したがって条件(11)より、後群(第2
群)の第1レンズに回折光学素子を用いた場合は、回折
光学素子の焦点距離fd は下記条件(12)を満足する
ことが望ましい。 (12) 0.003IH×D1 /(f2 ・m・λ)≦fd
≦d2 (−f1 +D3 +D1 )2 /4mλ(−f1 +
D3 )2 Therefore, from the condition (11), the rear group (second
When a diffractive optical element is used for the first lens of the group, it is desirable that the focal length f d of the diffractive optical element satisfies the following condition (12). (12) 0.003 IH × D 1 / (f 2 · m · λ) ≦ f d
≦ d 2 (-f 1 + D 3 + D 1) 2 / 4mλ (-f 1 +
D 3) 2
【0054】同様に、後群(第2群)の第2レンズに回
折光学素子を用いる時は、回折光学素子の焦点距離fd
は下記のようになる。 (13) 0.002 ×IH/mλ≦fd ≦D4 2/16m
λFNO 2 Similarly, when a diffractive optical element is used for the second lens of the rear group (second group), the focal length f d of the diffractive optical element is used.
Is as follows. (13) 0.002 × IH / mλ ≦ f d ≦ D 4 2 / 16m
λF NO 2
【0055】本発明の光学系において、不要次数による
フレアーの低減を考えると、設定波長は500〜600
nm付近が望ましい。また、回折に用いる次数は軸上光束
内に輪帯を確保する上で1次光を用いることが望まし
い。In the optical system of the present invention, considering the reduction of flare due to unnecessary orders, the set wavelength is 500 to 600.
Near nm is desirable. It is desirable to use the primary light as the order used for diffraction in order to secure an annular zone in the axial light beam.
【0056】したがって、後群(第2群)の第1レンズ
に回折光学素子を用いた時には、回折光学素子の焦点距
離fd は、下記条件(14)を満足することが望まし
い。 (14) 6×IH×D1 /f2 ≦fd ≦500d2
(−f1 +D3 +D1 )2 /(−f1 +D3 )2 又、後群(第2群)の第2レンズに回折光学素子を用い
た時、回折光学素子の焦点距離fd は下記条件(15)
を満足することが望ましい。 (15) 4×IH≦fd ≦125D4 2/FNO 2 Therefore, when a diffractive optical element is used for the first lens of the rear group (second group), it is desirable that the focal length f d of the diffractive optical element satisfies the following condition (14). (14) 6 × IH × D 1 / f 2 ≦ f d ≦ 500d 2
(−f 1 + D 3 + D 1 ) 2 / (− f 1 + D 3 ) 2 When a diffractive optical element is used for the second lens of the rear group (second group), the focal length f d of the diffractive optical element is The following condition (15)
It is desirable to satisfy (15) 4 × IH ≦ f d ≦ 125D 4 2 / F NO 2
【0057】実際には、上記条件を満足する場合、回折
光学素子の強力な逆色補正能力により、光軸方向をz方
向とすると光軸近傍の軸上色収差は−z方向に、倍率の
色収差は−y方向に発生する。特に対物レンズのレンズ
長を短くしようとすると、回折光学素子への入射角が大
になり回折光学素子により補正過剰状態になる。Actually, when the above condition is satisfied, the axial chromatic aberration near the optical axis is reduced in the -z direction and the chromatic aberration of magnification by the strong reverse color correction capability of the diffractive optical element when the optical axis direction is the z direction. Occurs in the -y direction. In particular, when trying to shorten the lens length of the objective lens, the angle of incidence on the diffractive optical element becomes large, and the diffractive optical element is over-corrected.
【0058】以上の理由のため、回折光学素子の非球面
効果を利用して軸外でのレンズ系の入射光線の入射角を
抑え、回折光学素子による過剰補正を抑えることが有効
である。即ち、軸外光線に対しては、回折光学素子の非
球面効果を用いて倍率の色収差と軸上色収差をともにプ
ラス方向に持って行くようにして軸外、軸上収差とも良
好に補正することができる。そのためには、特に回折光
学素子の中心から最小ピッチ端までの距離をhとした
時、次の条件(16)を満足することが出来る。 (16) 0.5≦h/f≦0.85 上記条件(16)を満足すれば軸上、軸外とも色収差を
良好に補正出来る。条件(16)の下限の0.5を越え
ると、過剰補正状態となり好ましくない。又、上限の
0.85を越えると回折レンズの逆補正能力を十分に発
揮することができない。For the above reasons, it is effective to use the aspherical effect of the diffractive optical element to suppress the incident angle of the incident light beam of the lens system off-axis, thereby suppressing excessive correction by the diffractive optical element. That is, with respect to off-axis rays, the off-axis and on-axis aberrations are corrected well by using the aspherical effect of the diffractive optical element to bring both the chromatic aberration of magnification and the on-axis chromatic aberration in the plus direction. Can be. For this purpose, particularly when the distance from the center of the diffractive optical element to the minimum pitch end is h, the following condition (16) can be satisfied. (16) 0.5 ≦ h / f ≦ 0.85 If the above condition (16) is satisfied, chromatic aberration can be favorably corrected both on-axis and off-axis. Exceeding the lower limit of 0.5 to condition (16) will result in an overcorrected state, which is not preferable. On the other hand, when the value exceeds the upper limit of 0.85, the reverse correction capability of the diffraction lens cannot be sufficiently exhibited.
【0059】更にレンズ系のレンズ枚数を更に削減する
場合、回折光学素子以外の屈折レンズで倍率の色収差を
発生させる必要がある。そのため明るさ絞りよりも物体
側に位置する凹レンズの色分散を小さくし、明るさ絞り
より像側の凸レンズに色分散の大きなレンズを用いるこ
とにより、色収差を良好に補正することができる。つま
り、明るさ絞りより物体側の凹レンズのアッベ数を
νd1、明るさ絞りより像側の凸レンズのアッベ数をνd2
とするとき下記条件を満足することが望ましい。 νd1>νd2 In order to further reduce the number of lenses in the lens system, it is necessary to generate chromatic aberration of magnification with a refractive lens other than the diffractive optical element. Therefore, by reducing the chromatic dispersion of the concave lens located on the object side of the aperture stop and using a lens with large chromatic dispersion for the convex lens on the image side of the aperture stop, chromatic aberration can be corrected well. That is, the Abbe number of the concave lens on the object side of the aperture stop is ν d1 , and the Abbe number of the convex lens on the image side of the aperture stop is ν d2.
It is desirable that the following condition be satisfied. ν d1 > ν d2
【0060】特にレンズ系の第1レンズ(レンズ系の最
も物体側のレンズ)の凹レンズのアッベ数νd は、40
以上であることが望ましい。つまり下記条件を満足する
ことが望ましい。 νd >40In particular, the Abbe number ν d of the concave lens of the first lens of the lens system (the lens closest to the object in the lens system) is 40
It is desirable that this is the case. That is, it is desirable to satisfy the following conditions. ν d > 40
【0061】[0061]
【発明の実施の形態】次に本発明の内視鏡対物レンズの
実施の形態を各実施例をもとに説明する。実施例1 r1 =∞ d1 =0.3100 n1 =1.51633 ν1 =64.15 r2 =0.9130 d2 =0.5100 r3 =∞(絞り) d3 =0.2000 r4 =∞ d4 =0.7100 n2 =1.84666 ν2 =23.78 r5 =-1.0180 d5 =0.0300 r6 =5300.0000 d6 =0.0010 n3 =1.0 ×103 ν3 =-3.45(DOE) r7 =∞ d7 =0.5000 n4 =1.45846 ν4 =67.70 r8 =∞ d8 =0.4100 r9 =∞ d9 =0.5000 n5 =1.51633 ν5 =64.15 r10=∞ d10=0.7500 n6 =1.53172 ν6 =48.91 r11=∞ 非球面係数 K=-1.0000 ,A=-6.9550 ×10-5,B=6.5146×10-6 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the objective lens for an endoscope according to the present invention will be described based on respective examples. Example 1 r 1 = ∞ d 1 = 0.3100 n 1 = 1.51633 ν 1 = 64.15 r 2 = 0.9130 d 2 = 0.5100 r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.2000 r 4 = ∞ d 4 = 0.7100 n 2 = 1.84666 ν 2 = 23.78 r 5 = -1.0180 d 5 = 0.0300 r 6 = 5300.0000 d 6 = 0.0010 n 3 = 1.0 × 10 3 ν 3 = -3.45 (DOE) r 7 = ∞ d 7 = 0.5000 n 4 = 1.45846 ν 4 = 67.70 r 8 = ∞ d 8 = 0.4100 r 9 = ∞ d 9 = 0.5000 n 5 = 1.51633 ν 5 = 64.15 r 10 = ∞ d 10 = 0.7500 n 6 = 1.53172 ν 6 = 48.91 r 11 = ∞ aspheric coefficient K = -1.0000, A = -6.9550 × 10 -5 , B = 6.5146 × 10 -6
【0062】実施例2 r1 =∞ d1 =0.3100 n1 =1.51633 ν1 =64.15 r2 =1.3279 d2 =0.2726 r3 =∞(絞り) d3 =0.0060 r4 =∞ d4 =0.5863 n2 =1.45846 ν2 =67.70 r5 =∞ d5 =0.0010 n3 =1.0 ×103 ν3 =-3.45(DOE) r6 =3805.8900 d6 =0.0300 r7 =∞ d7 =0.6000 n4 =1.88300 ν4 =40.78 r8 =-1.0072 d8 =0.4921 r9 =∞ d9 =0.5000 n5 =1.51633 ν5 =64.15 r10=∞ d10=0.7500 n6 =1.53172 ν6 =48.91 r11=∞ 非球面係数 K=0 ,A=3.2406×10-4,B=-2.1849 ×10-4 Example 2 r 1 = ∞ d 1 = 0.3100 n 1 = 1.51633 ν 1 = 64.15 r 2 = 1.3279 d 2 = 0.2726 r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.0060 r 4 = ∞ d 4 = 0.5863 n 2 = 1.45846 ν 2 = 67.70 r 5 = ∞ d 5 = 0.0010 n 3 = 1.0 × 10 3 ν 3 = -3.45 (DOE) r 6 = 3805.8900 d 6 = 0.0300 r 7 = ∞ d 7 = 0.6000 n 4 = 1.88300 ν 4 = 40.78 r 8 = -1.0072 d 8 = 0.4921 r 9 = ∞ d 9 = 0.5000 n 5 = 1.51633 ν 5 = 64.15 r 10 = ∞ d 10 = 0.7500 n 6 = 1.53172 ν 6 = 48.91 r 11 = ∞ non Spherical coefficient K = 0, A = 3.2406 × 10 -4 , B = -2.1849 × 10 -4
【0063】前述のように本発明のタイプの内視鏡用対
物レンズは、操作性の観点からレンズ系の全長を短くす
るために回折光学素子を用いている。As described above, the objective lens for an endoscope of the type according to the present invention uses a diffractive optical element in order to shorten the overall length of the lens system from the viewpoint of operability.
【0064】実施例1は、レンズ系の全長を短くするた
めに、物体側から順に、負の屈折レンズの第1群と、明
るさ絞りと、正の屈折レンズ第1レンズと回折光学素子
(回折レンズ)の第2レンズとよりなる第2群との3枚
にて構成されている。又、PおよびCは夫々傷防止用平
板およびCCDカバーガラスである。回折面は、面にほ
ぼ垂直に光線が入射しかつ光束を大きくとれる絞り近傍
に配置してある。又絞りを挟んで前後に負レンズと正レ
ンズを配置することによって倍率の色収差以外の収差を
補正している。In the first embodiment, in order to shorten the total length of the lens system, in order from the object side, a first group of negative refractive lenses, a stop, a first positive refractive lens, and a diffractive optical element ( (Diffraction lens) and a second lens unit including a second lens. P and C are a flat plate for scratch prevention and a CCD cover glass, respectively. The diffractive surface is arranged near a stop where light rays are incident substantially perpendicular to the surface and a large light flux can be obtained. Further, by disposing a negative lens and a positive lens before and after the stop, aberrations other than chromatic aberration of magnification are corrected.
【0065】前群(第1群)の負の屈折レンズの像側の
面で発生する正の球面収差を後群(第2群)の第1レン
ズである正の屈折レンズで発生する負の球面収差で打消
すようにしている。The positive spherical aberration generated on the image-side surface of the negative refractive lens of the front group (first group) is changed to the negative spherical aberration generated by the positive refractive lens which is the first lens of the rear group (second group). It cancels out by spherical aberration.
【0066】又回折レンズのペッツバール和はほとんど
0であり、像面湾曲は、前群(第1群)の屈折面と後群
の屈折面とで補正している。又回折レンズにより軸外収
差を補正している。The Petzval sum of the diffractive lens is almost 0, and the field curvature is corrected by the refracting surface of the front group (first group) and the refracting surface of the rear group. Off-axis aberrations are corrected by a diffraction lens.
【0067】又、軸上色収差は、前群(第1群)と後群
(第2群)とで打ち消し合っているが、輪帯数を確保す
るため回折レンズのパワーをある程度強くしているた
め、近軸では軸上色収差は−z方向に、倍率の色収差は
−y方向つまり通常の屈折レンズの色収差とは逆方向に
発生している。この実施例では、レンズ系の全長を短く
するために回折レンズへの入射角がきつくなり、回折レ
ンズにより軸外収差は過剰補正の状態になる。この実施
例では、この過剰補正状態の収差を回折レンズに非球面
の作用を持たせるようにしてこの非球面の作用を利用し
周辺での回折レンズのパワーを弱めるようにして光線の
入射角を緩めて軸外でのz方向の色収差を正の方向へも
って行っている。この非球面の作用により補正過剰ぎみ
の倍率の色収差も正の方向へ持って行って良好に補正し
ている。このように回折レンズに非球面作用を持たせる
ことにより軸外での性能を良好に保っている。The longitudinal chromatic aberration is canceled by the front group (first group) and the rear group (second group), but the power of the diffractive lens is increased to some extent in order to secure the number of ring zones. Therefore, on paraxial, the axial chromatic aberration occurs in the -z direction, and the chromatic aberration of magnification occurs in the -y direction, that is, in the direction opposite to the chromatic aberration of the ordinary refractive lens. In this embodiment, the angle of incidence on the diffractive lens becomes tight in order to shorten the overall length of the lens system, and the off-axis aberration is overcorrected by the diffractive lens. In this embodiment, the aberration in the overcorrected state is made to have an aspherical action on the diffractive lens, and the power of the diffractive lens in the periphery is weakened by using the action of the aspherical face to reduce the incident angle of the light beam. The chromatic aberration in the z-direction off the axis is relaxed in the positive direction. By the action of the aspherical surface, the chromatic aberration at the overcorrected magnification is also corrected in a favorable manner by taking it in the positive direction. By providing the diffractive lens with an aspherical surface function, good off-axis performance is maintained.
【0068】又、前群(第1群)の屈折レンズの硝材に
分散の小さい硝材を用い、後群(第2群)の第1レンズ
である屈折レンズの硝材に分散の大きい材質を用いるこ
とにより、回折レンズ以外で発生する倍率の色収差を正
方向に発生させて、回折レンズによる過剰補正能力を打
ち消すようにしている。そのためには、特に後群の屈折
レンズ(第1レンズ)のアッベ数を40以下にすること
が望ましい。つまり前記第1レンズのアッベ数をνd と
する時下記条件を満足することが望ましい。 νd >40Further, a glass material having a small dispersion is used for the glass material of the refractive lens of the front group (first group), and a material having a large dispersion is used for the glass material of the refractive lens which is the first lens of the rear group (second group). As a result, chromatic aberration of magnification occurring in portions other than the diffractive lens is generated in the positive direction, and the excessive correction capability of the diffractive lens is canceled. For this purpose, it is particularly desirable that the Abbe number of the refracting lens (first lens) in the rear group be 40 or less. That it is desirable to satisfy the following condition when the Abbe number of the first lens and [nu d. ν d > 40
【0069】実施例2も内視鏡用対物レンズの実施例
で、物体側より順に、負の屈折レンズの前群(第1群)
と、明るさ絞りと、正の回折レンズの第1レンズと正の
屈折レンズの第2レンズよりなる後群(第2群)とより
の3枚にて構成され、その像側に傷防止用平板P、CC
DカバーガラスCが配置されている。回折面は、面にほ
ぼ垂直に光線が入射しかつ光束を大きくとれる絞り近傍
に配置してある。この実施例は、レンズ系の全長を短く
することを重視した対物レンズで、回折レンズのパワー
を全系の焦点距離に対し強くしてある。Embodiment 2 is also an embodiment of an endoscope objective lens, and includes, in order from the object side, a front group (first group) of a negative refractive lens.
, An aperture stop, and a rear group (second group) including a first lens of a positive diffractive lens and a second lens of a positive refraction lens. Flat plate P, CC
D cover glass C is arranged. The diffractive surface is arranged near a stop where light rays are incident substantially perpendicular to the surface and a large light flux can be obtained. This embodiment is an objective lens which emphasizes shortening the overall length of the lens system, and the power of the diffractive lens is made stronger with respect to the focal length of the entire system.
【0070】本発明の対物レンズは、特許請求の範囲の
各請求項に記載する構成のレンズ系の他、下記の各項に
記載するレンズ系も本発明の目的を達成する。The objective lens according to the present invention achieves the object of the present invention in addition to the lens systems having the structures described in the claims and the lens systems described in the following claims.
【0071】(1)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4に記載するレンズ系で、回折光学素子が下記条件
(4)を満足することを特徴とする対物レンズ。 (4) 0.1≦Pmin /Pmax ≦0.4(1) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Alternatively, in the lens system described in 4, the diffractive optical element satisfies the following condition (4). (4) 0.1 ≦ Pmin / Pmax ≦ 0.4
【0072】(2)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1)の項に記載されているレン
ズ系で、下記条件(5)を満足することを特徴とする対
物レンズ。 (5) Pmax /d≦0.5(2) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the lens system described in the above item (1), wherein the objective lens satisfies the following condition (5). (5) Pmax / d ≦ 0.5
【0073】(3)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1)又は(2)の項に記載され
ているレンズ系で回折光学系が下記条件を満足すること
を特徴とする対物レンズ。 0.05mm≦Pmax ≦0.15mm(3) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the lens system described in (1) or (2) above, wherein the diffractive optical system satisfies the following condition. 0.05mm ≦ Pmax ≦ 0.15mm
【0074】(4)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1)、(2)又は(3)に記載
されているレンズ系で、回折光学系が下記条件(9)を
満足することを特徴とする対物レンズ。 (9) 8Yc ≦fd ≦500YM 2 (4) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the lens system described in (1), (2) or (3) above, wherein the diffractive optical system satisfies the following condition (9). (9) 8Y c ≦ f d ≦ 500Y M 2
【0075】(5)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1)、(2)又は(3)に記載
されているレンズ系で、回折光学系が下記条件(10)
を満足することを特徴とする対物レンズ。 (10) 8D1×IH/D2 ≦fd ≦150d2 (5) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the lens system described in (1), (2) or (3) above, wherein the diffractive optical system satisfies the following condition (10):
An objective lens characterized by satisfying the following. (10) 8D 1 × IH / D 2 ≦ f d ≦ 150d 2
【0076】(6)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1)、(2)又は(3)に記載
されているレンズ系で、回折光学系が下記条件(11)
を満足することを特徴とする対物レンズ。 (11) 4IH≦fd ≦150d2 (6) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the lens system described in (1), (2) or (3) above, wherein the diffractive optical system satisfies the following condition (11):
An objective lens characterized by satisfying the following. (11) 4IH ≦ f d ≦ 150d 2
【0077】(7)特許請求の範囲の請求項1、2、3
又は4あるいは前記の(1),(2),(3),
(4),(5)又は(6)に記載されているレンズ系で
前記第1群が1枚の屈折レンズよりなり前記第2群が1
枚の回折レンズと1枚の屈折レンズよりなることを特徴
とする対物レンズ。(7) Claims 1, 2, and 3 of the claims
Or 4 or the above (1), (2), (3),
In the lens system described in (4), (5) or (6), the first group is composed of one refracting lens and the second group is composed of one lens.
An objective lens comprising: one diffraction lens and one refraction lens.
【0078】(8)前記の(7)に記載されているレン
ズ系で、前記第2群が物体側から順に1枚の回折レンズ
と1枚の屈折レンズよりなり、回折レンズが下記条件
(14)を満足することを特徴とする対物レンズ。 (14) 6IH×D1/f2 ≦fd≦500d2 (−f
1 +D3+D1)2 /(−f1 +D3 )2 (8) In the lens system described in the above (7), the second group includes one diffractive lens and one refractive lens in order from the object side, and the diffractive lens satisfies the following condition (14). An objective lens characterized by satisfying (1). (14) 6IH × D 1 / f 2 ≦ f d ≦ 500d 2 (−f
1 + D 3 + D 1) 2 / (- f 1 + D 3) 2
【0079】(9)前記の(7)に記載されているレン
ズ系で、前記第1群が1枚の屈折レンズよりなり、前記
第2群が物体側から順に、1枚の屈折レンズと1枚の回
折レンズとよりなり、下記条件(15)を満足する対物
レンズ。 (15) 4IH≦fd ≦125D4 2/FNO 2 (9) In the lens system described in the above (7), the first group includes one refractive lens, and the second group includes one refractive lens and one lens in order from the object side. An objective lens comprising a number of diffraction lenses and satisfying the following condition (15). (15) 4IH ≦ f d ≦ 125D 4 2 / F NO 2
【0080】(10)前記の(7)、(8)又は(9)
に記載されているレンズ系で、前記第1群が1枚のレン
ズよりなり、前記第2群が1枚の屈折レンズと1枚の回
折光学素子よりなり、前記第2群の屈折レンズのアッベ
数が下記条件を満足することを特徴とする対物レンズ。 νd >40(10) The above (7), (8) or (9)
Wherein the first group comprises one lens, the second group comprises one refractive lens and one diffractive optical element, and the Abbe of the second group of refractive lenses. An objective lens, wherein the number satisfies the following condition. ν d > 40
【0081】(11)前記の(7)、(8)、(9)又
は(10)の項に記載されたレンズ系で、前記第1群の
屈折レンズのアッベ数と前記第2群の屈折レンズのアッ
ベ数が下記条件を満足することを特徴とする対物レン
ズ。 νd1>νd2 (11) In the lens system described in the above item (7), (8), (9) or (10), the Abbe number of the refracting lens of the first group and the refraction of the second group. An objective lens, wherein the Abbe number of the lens satisfies the following condition. ν d1 > ν d2
【0082】(12)特許請求の範囲の請求項1、2、
3又は4あるいは前記の(1)、(2)、(3)、
(4)、(5)、(6)、(7)、(8)又は(9)の
項に記載されているレンズ系で、下記の式を満足するこ
とを特徴とする対物レンズ。 0.5≦h/f≦0.85(12) Claims 1 and 2 of the claims
3 or 4 or the above (1), (2), (3),
An objective lens according to (4), (5), (6), (7), (8) or (9), which satisfies the following expression. 0.5 ≦ h / f ≦ 0.85
【0083】(13)前記の(12)の項に記載されて
いるレンズ系で、回折レンズが赤外カットフィルターか
らなることを特徴とする対物レンズ。(13) An objective lens according to the item (12), wherein the diffraction lens comprises an infrared cut filter.
【0084】[0084]
【発明の効果】本発明によれば色収差が補正され全長の
短い操作性の良い、低侵襲、高性能な内視鏡対物レンズ
を得ることができる。According to the present invention, it is possible to obtain a low-invasive, high-performance endoscope objective lens with reduced chromatic aberration, short overall length, and excellent operability.
【図1】本発明の対物レンズの実施例1の断面図FIG. 1 is a sectional view of Embodiment 1 of an objective lens according to the present invention.
【図2】本発明の対物レンズの実施例2の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of Embodiment 2 of the objective lens of the present invention.
Claims (4)
群と、絞りと、正のパワーを有する第2群とよりなり、
前記第2群に少なくとも一つの回折光学素子を含み該回
折光学素子が下記条件(1)を満足することを特徴とす
る対物レンズ。 (1) 3≦fd /f≦100 fは対物レンズ全系の焦点距離、fd は回折光学素子の
焦点距離である。A first power source having a negative power in order from an object side;
A group, a diaphragm, and a second group having a positive power,
An objective lens, wherein the second group includes at least one diffractive optical element, and the diffractive optical element satisfies the following condition (1). (1) 3 ≦ f d / f ≦ 100 f is the focal length of the entire objective lens system, and f d is the focal length of the diffractive optical element.
記条件(1−1)を満足することを特徴とする請求項1
の対物レンズ。 (1−1) 3≦fd /f≦102. The diffractive optical element satisfies the following condition (1-1) instead of the condition (1).
Objective lens. (1-1) 3 ≦ f d / f ≦ 10
することを特徴とする請求項1又は2の対物レンズ。 (2) fd /f2 ≦15 ただし、f2 は第2群の焦点距離である。3. The objective lens according to claim 1, wherein said diffractive optical element satisfies the following condition (2). (2) f d / f 2 ≦ 15 where f 2 is the focal length of the second lens unit.
することを特徴とする請求項1,2又は3の対物レン
ズ。 (3) 0.005mm≦Pmin ≦0.015mm ただし、Pmin は回折光学素子の最小輪帯ピッチであ
る。4. The objective lens according to claim 1, wherein said diffractive optical element satisfies the following condition (3). (3) 0.005 mm ≦ Pmin ≦ 0.015 mm where Pmin is the minimum annular zone pitch of the diffractive optical element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1595797A JPH10197806A (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Objective lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1595797A JPH10197806A (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Objective lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10197806A true JPH10197806A (en) | 1998-07-31 |
Family
ID=11903226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1595797A Withdrawn JPH10197806A (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Objective lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10197806A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181481B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-01-30 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Objective lens for endoscope |
JP2009297401A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Fujinon Corp | Image pickup lens and capsule type endoscope |
WO2012176791A1 (en) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Objective optical system |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP1595797A patent/JPH10197806A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6181481B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-01-30 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Objective lens for endoscope |
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WO2012176791A1 (en) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Objective optical system |
US8767307B2 (en) | 2011-06-24 | 2014-07-01 | Olympus Medical Systems Corp. | Objective optical system |
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