小型内視鏡のための対物レンズ設計
【課題】全体的に内視鏡直径を最小にし、著しく内視鏡の光学性能を犠牲にすることなく、最小のサイズで、単純で、製造および実装するのに高価ではないような内視鏡対物レンズ系設計を提供する。
【解決手段】全体的に負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、全体的に正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、第１および第２のレンズ群の間に配置された開口絞りとを有する内視鏡対物レンズ系設計であって、第１のレンズ群は、その凹面が内視鏡の対物端部に面する状態で平凹レンズを含むことを特徴とする、内視鏡対物レンズ系設計が一般的に開示される。
【解決手段】全体的に負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、全体的に正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、第１および第２のレンズ群の間に配置された開口絞りとを有する内視鏡対物レンズ系設計であって、第１のレンズ群は、その凹面が内視鏡の対物端部に面する状態で平凹レンズを含むことを特徴とする、内視鏡対物レンズ系設計が一般的に開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡内の対物レンズとして利用することのできる対物レンズ配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、一般に、見られる状態の画像を該内視鏡の先端部から基端部へと伝えるために使われる一連のレンズを含み、そこでは、画像が使用者によって観察され、イメージセンサーによって獲得され、ビデオカメラによって記録され、および／または、電子的手段によって処理されうる。（この出願を通して、内視鏡の「先端」の終端は対物側端部のことを言い、一方で「基端」の終端は像側端部のことを言う。）内視鏡における対物レンズ系が、開口絞りで分割された２つのレンズ群をしばしば含むことが、この技術でよく知られている。Ｋａｎａｍｏｒｉらの特許文献１およびＬｅｉの特許文献２に開示されているように、第１のレンズ群が全体的に負の屈折力をもつ一方で、第２のレンズ群は全体的に正の屈折力をもつ。内視鏡対物レンズ系のこのよく知られた光学設計形態は反転望遠鏡として言及される。
【０００３】
反転望遠鏡タイプの内視鏡対物レンズ配置１０が図１に示されている。レンズ配置１０は、内視鏡の先端部１４の最も近くにあって全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群１１と、内視鏡の基端部１８のより近くにあって全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群１２と、前記第１のレンズ群１１と前記第２のレンズ群１２との間に位置させられた開口絞り１３と、像取り込みデバイス２５とをもつ。第１のレンズ群１１は、負の屈折力（屈折パワー）をもつレンズ素子１６を含む。レンズ素子１６は、その凹面１９が開口絞り１３および内視鏡の基端部１８に面するように位置している。第１のレンズ群１１は、光学系と内視鏡に対する外部環境との間のバリアの役割を果たすカバーガラス１５をも含む。
【０００４】
内視鏡は、腹腔内視鏡検査、子宮鏡内視検査、および大腸内視鏡検査のような最低限の侵襲的外科技術において使われるように意図される。結果として、外科患者の身体組織へのストレスを制限するために、可能な限り内視鏡のサイズを減らすことが好ましい。これらの目的のための内視鏡の最も重要な寸法は、その外径であって、それは内視鏡内のレンズの直径によって実質的に制限される。そのために、内視鏡のサイズを減らすことは、レンズの直径を減らすことによって最も良く達成される。
【０００５】
反転望遠鏡形状の１つの利点は、小さな直径の内視鏡のための比較的大きな視野が可能である、ということである。大きな視野を得るために、反転望遠鏡設計は、一般に、第１のレンズ群において１つ以上の負の屈折力レンズを使用する。開口絞りに面したその凹面をもつ負の屈折力レンズ表面は、通常、全体的に負の屈折力をもつ第１のレンズ群の負の屈折力の大部分を提供する。多くの内視鏡において、第１のレンズ群は、その凹面が開口絞りに面する状態で、一つの負の屈折力レンズである。
【０００６】
上述のように、内視鏡の意図された適用のために、可能な限りレンズの直径を減らすことが好ましい。残念ながら、レンズの直径が減少するに従って、レンズの視野のサイズを維持するために、その屈折力は増やされなければならない。直径が減少し、レンズがより小さくなるに従って、レンズの曲面を製造することはますます難しくなる。結果として、実質的に小さい曲率半径を備えたレンズを作ることは難しく、しばしば不可能となる。従って、レンズ直径の要求が一層厳しくなり、より小さなレンズの要求に従って、十分な屈折力を備えたレンズを製造することは、小さな曲率半径を作ることについての困難性に起因して一層難しく、しばしば不可能になる。
【０００７】
次に内視鏡設計者は、内視鏡設計への従来のアプローチを利用する時の選択に直面する。一方では、光学系の性能は内視鏡のサイズの何らかの著しい縮小の犠牲の下に維持することができる。他方、内視鏡は、光学性能を犠牲にしてサイズを減らすることができる。より小さなサイズに従来の内視鏡レンズ形状を単純に縮小することはできない、ということが見出だされた。内視鏡の全体的なサイズと光学系の性能は、レンズの生産性によって制限される。
【０００８】
Ｎａｋａｍｕｋａの特許文献３は、これらの問題に対処しようとする内視鏡のための対物レンズ系の設計を対象としている。Ｎａｋａｍｕｋａは、内視鏡の先端部に面する凹面をもった、第１のレンズ群内の負の第１のレンズを含む対物レンズ系を開示している。しかしながら、これらの設計のそれぞれは、次の条件により制限される：
２．０＜ｆ３／ｆ＜５．０
ここで、ｆ３は系における第３のレンズの焦点距離であり、ｆは系の全体的な焦点距離である。Ｎａｋａｍｕｋａは、２．０未満のｆ３／ｆの値が、要求されるよりも大きな第３のレンズの直径をもたらすことになり、５以上のｆ３／ｆの値が画像に好ましくない色むらをもたらすことになる、と述べられた理由によりこの制限を課している。しかしながら、２．０未満にｆ３／ｆを設計することは、第３のレンズに、より大きな直径を要求しない一方で、同時に画像における色むらを最小にする、ということが見出された。
【特許文献１】米国特許第５，００５，９５７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６１８，２０７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１３４，０５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の内視鏡対物レンズ形状を使うことは、この分野における大きな価値となる小型内視鏡の作製を制限してきた。次に要求されるのは、内視鏡の使用が非実用的になり、あるいは好ましくなくなる程度には系の光学性能を犠牲にすることなく、レンズの直径を最小にする内視鏡レンズ構成設計である。この設計が単純で、実装するのに高価でないことも好ましい。
【００１０】
従って、本発明の目的は、内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、内部のレンズの直径を最小にし、それによって全体的に内視鏡直径を最小にする内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、著しく内視鏡の光学性能を犠牲にすることなく、最小のサイズの内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１３】
本発明のまたさらなる目的は、単純で、製造および実装するのに高価ではないような内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらおよび他の目的は、負の屈折力をもつ第１のレンズ群を有し、前記第１のレンズ群内のあるレンズを、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態で平凹形であるようにした、内視鏡対物レンズ配置を提供することによって、本発明の一実施の態様の通りに達成される。
【００１５】
本発明の第１の実施の態様においては、全体的に焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置であって、内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、開口絞りのすぐ基端側に配置された、第２のレンズ群内の平凸形の第２のレンズと、第２の平凸レンズの基端側に配置され、ｆＬの焦点距離をもつ、第２のレンズ群内の平凸形の第３のレンズと、を有し、次の条件：ｆＬ／ｆ＜２．０を満足する。
【００１６】
いくつかの実施の態様は、平凹形の前記第１のレンズによって、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力が提供される、平凹形の第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ、第１または第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ、という特徴をさらに含むことができる。いくつかの実施の態様は、第１のレンズ群において無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むこともできる。いくつかの実施の態様は、ダブレット（複レンズ）を形成し、横の色収差（倍率色収差）を修正するよう適合された第４のレンズおよび第５のレンズをさらに含むことができる。いくつかの実施の態様においては、第４のおよび第５のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様は、横の色収差および／または像歪曲収差(image distortion)を修正するための電子画像処理手段をも含むことができる。いくつかの実施の態様は、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタを含むことができる。いくつかの他の実施の態様は、対物レンズ配置内に配置された色修正フィルタおよび／または赤外線遮断フィルタを含むことができる。
【００１７】
本発明の第２の実施の態様においては、内視鏡対物レンズ配置は、内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、第１のレンズ群または第２のレンズ群のいずれかに配置され、その状況で、第２および第３のレンズがダブレットを形成するよう適合される第２のレンズおよび第３のレンズと、を有する。
【００１８】
いくつかの実施の態様においては、第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供する。いくつかの実施の態様においては、第１または第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含む。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズと第３のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様においては、ダブレットは横の色収差を修正するよう適合される。他の実施の態様においては、横の色収差および／または像歪曲収差は電子画像処理手段によって修正される。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズ群は、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態で開口絞りに隣接し、その次にその凸面が内視鏡の先端部に面する状態で平凸素子が続く平凸正レンズ素子を有する。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズの先端に面する表面および第３のレンズの基端に面する表面は平面である。いくつかの実施の態様においては、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタが対物レンズ配置内部に配置される。
【００１９】
本発明の第３の実施の態様においては、内視鏡対物レンズ配置は、内視鏡の先端部から順に、カバーガラスと、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある平凹形の第１のレンズと、開口絞りと、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態にある平凸形の第２のレンズと、ダブレットを形成するよう適合された第３のレンズおよび第４のレンズと、を有する。
【００２０】
いくつかの実施の態様においては、対物レンズ配置におけるいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第３のレンズと第４のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様においては、ダブレットは横の色収差を修正するよう適合される。いくつかの実施の態様においては、第３のレンズの先端に面する表面、および／または、第２のレンズの基端に面する表面は平面である。いくつかの実施の態様においては、横の色収差および／または像歪曲収差は電子画像処理手段によって修正される。いくつかの実施の態様においては、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタが対物レンズ配置内の選択された位置に配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明およびその特別の利点と特徴は、添付の図面を参照して考慮された以下の詳細な説明から一層明白になるであろう。
【００２２】
添付の図面において、示されたモデルを用いることによってその一般的で進歩的な概念を限定することなく、本発明は実証される。図面は添付の通りである。
【００２３】
さて図２を参照すると、本発明による、全体的な焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置３０が示されている。図１に示した内視鏡対物レンズ配置１０のように、対物レンズ配置３０は、内視鏡の先端部３４の最も近くにあって全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群３１と、内視鏡の基端部３８のより近くの全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群３２と、第１のレンズ群３１と第２のレンズ群３２との間にある開口絞り３３と、像取り込みデバイス４５とをもつ。
【００２４】
第１のレンズ群３１は、平凹レンズ３６を含む。レンズ３６は、該レンズ３６の曲面３９が内視鏡の先端部３４に面するように置かれる。第１のレンズ群３１は、内視鏡の先端部３４にあるカバーガラス３５を含み、内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たす。図２に示した実施形態においては、レンズ３６は、第１のレンズ群３１のすべての負の屈折力を受けもつ。他の実施形態において第１のレンズ群は正または負の屈折力をもった他の光学素子を含みうる、ということに注意すべきである。
【００２５】
第２のレンズ群３２は、開口絞り３３に直ちに隣接する平凸レンズ４６と、その凸面が内視鏡の先端部３４に面し、焦点距離ｆＬをもった第２の平凸レンズ４１を含む。レンズ４１は、ｆＬ／ｆが２．０未満であるように設計される。上述のように、このパラメータは、画像の色むらの著しい縮小を可能にする一方で、レンズの直径を増やさない。内視鏡対物レンズ配置３０は。色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ４０をも含む。フィルタ４０は第２のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においては第１のレンズ群に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、全く存在しないようにもできる。
【００２６】
図３は本発明の第２の実施形態を示す。図２に示した第１の実施形態のように、内視鏡対物レンズ配置５０は、先端部５４において全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群５１と、基端部５８において全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群５２と、２つのレンズ群を分離する開口絞り５３と、像取り込みデバイス６５とをもつ。
【００２７】
レンズ配置５０内の第１のレンズ群５１は、その凹面が内視鏡の先端部５４に面する、負の屈折力をもった平凹レンズ５６を含む。この実施形態においては、第１のレンズ群５１は、２つのレンズ６２と６３から成るダブレット６１をも含む。ダブレット６１は、レンズ６２と６３が接触する界面６４をもつ。ダブレット６１は横の色収差を修正する主要な目的をもち、光学系の他の光学収差を修正することができる。レンズ６２と６３は、実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもった２つの異なる材料で構成できる。レンズ６２と６３は、界面６４に対向するそれらの面が曲面または平面のいずれかであるように構成することができる。いくつかの実施形態において、表面６４は、内視鏡の先端部５４において凹形とすることができる一方で、他の実施形態においては、先端部５４において凸形とすることができる。
【００２８】
第２のレンズ群５２は、内視鏡の基端部５８のより近くにあって全体的に正の屈折力をもつ。第２の実施形態は、内視鏡の先端部５４に、やはり内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たすカバーガラス５５をも含む。内視鏡対物レンズ配置５０は、色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ６０をも含む。フィルタ６０は、第２のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においては第１のレンズ群に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、全く存在しないようにもできる。
【００２９】
さて、図４を参照すると、本発明の第３の実施形態が示されている。対物レンズ配置７０は、先端部７４において全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群７１と、基端部７８において全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群７２と、２つのレンズ群を分離する開口絞り７３と、像取り込みデバイス８５とをもつ。
【００３０】
レンズ配置７０内の第１のレンズ群７１は、その凹面が内視鏡の先端部５４に面する、負の屈折力をもった平凹レンズ７６を含む。この実施形態においては、第２のレンズ群７２は、２つのレンズ８２と８３から成るダブレット８１をも含む。ダブレット８１は、レンズ８２と８３が接触する界面８４をもつ。ダブレット８１は、横の色収差を修正する主要な目的をもち、光学系の他の光学収差を修正することができる。レンズ８２と８３は、実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもった２つの異なる材料で構成できる。レンズ８２と８３は、界面８４に対向するそれらの面が曲面または平面のいずれかであるように構成することができる。いくつかの実施形態において、表面８４は、内視鏡の先端部７４において凹形とすることができる一方で、他の実施形態においては、先端部７４において凸形とすることができる。
【００３１】
第３の実施形態は、内視鏡の先端部７４にカバーガラス７５をも含み、やはり内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たす。内視鏡対物レンズ配置７０は、色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ８０をも含む。フィルタ８０は、第１のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においてはレンズ配置７０内の様々な位置に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、存在しないようにもできる。
【００３２】
本発明は、小さなサイズをもった内視鏡内に好都合に使用される。本発明による対物レンズ系は内視鏡内で使用でき、その状況で、このシステム内の最大のレンズの直径は１ミリメートルであるかそれ未満である。このようなシステムにおいて、本発明によれば、いずれかの第１のレンズ群３１、５１、または７１の平凹レンズ３６、５６、または７６の曲面３９、５９、または７９が、０．５ミリメートルであるかそれを超える曲率半径をもつことを可能にする。
【００３３】
Ｌｅｉの特許文献２（米国特許第６，６１８，２０７号明細書）に記載されているように、内視鏡によって生成されるイメージは、しばしば歪曲される。内視鏡によって生成されたイメージは横の色収差にも悩まされ、赤色光および青色光の異なる屈折挙動のために画像の赤色および青色が分離されるようになる。これは、本発明を利用する内視鏡における場合も当てはまる。一般に、本発明による対物レンズ配置で生成される横の色収差および／または歪曲は、電子画像処理手段を使って部分的または完全に修正することができる。このような電子画像処理は、一般に、内視鏡システムに結合されたコンピュータまたは電子プロセッサによってなされ、それは内視鏡からイメージを受け取って、歪曲に対する修正のために画像を処理し、そしてモニター上に修正された画像を表示する。
【００３４】
本発明を、部材や特徴などの特別な配置を参照しつつ説明してきたが、これらは可能なすべての配置または特徴を使い果たすことを意図したものではなく、実際には、当業者にとって他の多くの変更と変化が確認可能であろう。従って、本発明の範囲を決定するためには、前述の明細書よりはむしろ添付の特許請求の範囲に対して、主に参照がなさるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の技術において見られる従来の内視鏡対物レンズ配置を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 内視鏡対物レンズ配置
１１ 第１のレンズ群
１２ 第２のレンズ群
１３ 開口絞り
１４ 先端部
１５ カバーガラス
１６ レンズ素子
１８ 基端部
１９ 凹面
２５ 像取り込みデバイス
３０ 内視鏡対物レンズ配置
３１ 第１のレンズ群
３２ 第２のレンズ群
３３ 開口絞り
３４ 先端部
３５ カバーガラス
３６ 平凹レンズ
３８ 基端部
３９ 曲面
４０ フィルタ
４１ レンズ
４５ 像取り込みデバイス
４６ 平凸レンズ
５０ 内視鏡対物レンズ配置
５１ 第１のレンズ群
５２ 第２のレンズ群
５３ 開口絞り
５４ 先端部
５５ カバーガラス
５６ 平凹レンズ
５８ 基端部
５９ 曲面
６０ フィルタ
６１ ダブレット
６２ レンズ
６３ レンズ
６４ 界面
６５ 像取り込みデバイス
７０ 内視鏡対物レンズ配置
７１ 第１のレンズ群
７２ 第２のレンズ群
７３ 開口絞り
７４ 先端部
７５ カバーガラス
７６ 平凹レンズ
７８ 基端部
７９ 曲面
８０ フィルタ
８１ ダブレット
８２ レンズ
８４ 界面
８５ 像取り込みデバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡内の対物レンズとして利用することのできる対物レンズ配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、一般に、見られる状態の画像を該内視鏡の先端部から基端部へと伝えるために使われる一連のレンズを含み、そこでは、画像が使用者によって観察され、イメージセンサーによって獲得され、ビデオカメラによって記録され、および／または、電子的手段によって処理されうる。（この出願を通して、内視鏡の「先端」の終端は対物側端部のことを言い、一方で「基端」の終端は像側端部のことを言う。）内視鏡における対物レンズ系が、開口絞りで分割された２つのレンズ群をしばしば含むことが、この技術でよく知られている。Ｋａｎａｍｏｒｉらの特許文献１およびＬｅｉの特許文献２に開示されているように、第１のレンズ群が全体的に負の屈折力をもつ一方で、第２のレンズ群は全体的に正の屈折力をもつ。内視鏡対物レンズ系のこのよく知られた光学設計形態は反転望遠鏡として言及される。
【０００３】
反転望遠鏡タイプの内視鏡対物レンズ配置１０が図１に示されている。レンズ配置１０は、内視鏡の先端部１４の最も近くにあって全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群１１と、内視鏡の基端部１８のより近くにあって全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群１２と、前記第１のレンズ群１１と前記第２のレンズ群１２との間に位置させられた開口絞り１３と、像取り込みデバイス２５とをもつ。第１のレンズ群１１は、負の屈折力（屈折パワー）をもつレンズ素子１６を含む。レンズ素子１６は、その凹面１９が開口絞り１３および内視鏡の基端部１８に面するように位置している。第１のレンズ群１１は、光学系と内視鏡に対する外部環境との間のバリアの役割を果たすカバーガラス１５をも含む。
【０００４】
内視鏡は、腹腔内視鏡検査、子宮鏡内視検査、および大腸内視鏡検査のような最低限の侵襲的外科技術において使われるように意図される。結果として、外科患者の身体組織へのストレスを制限するために、可能な限り内視鏡のサイズを減らすことが好ましい。これらの目的のための内視鏡の最も重要な寸法は、その外径であって、それは内視鏡内のレンズの直径によって実質的に制限される。そのために、内視鏡のサイズを減らすことは、レンズの直径を減らすことによって最も良く達成される。
【０００５】
反転望遠鏡形状の１つの利点は、小さな直径の内視鏡のための比較的大きな視野が可能である、ということである。大きな視野を得るために、反転望遠鏡設計は、一般に、第１のレンズ群において１つ以上の負の屈折力レンズを使用する。開口絞りに面したその凹面をもつ負の屈折力レンズ表面は、通常、全体的に負の屈折力をもつ第１のレンズ群の負の屈折力の大部分を提供する。多くの内視鏡において、第１のレンズ群は、その凹面が開口絞りに面する状態で、一つの負の屈折力レンズである。
【０００６】
上述のように、内視鏡の意図された適用のために、可能な限りレンズの直径を減らすことが好ましい。残念ながら、レンズの直径が減少するに従って、レンズの視野のサイズを維持するために、その屈折力は増やされなければならない。直径が減少し、レンズがより小さくなるに従って、レンズの曲面を製造することはますます難しくなる。結果として、実質的に小さい曲率半径を備えたレンズを作ることは難しく、しばしば不可能となる。従って、レンズ直径の要求が一層厳しくなり、より小さなレンズの要求に従って、十分な屈折力を備えたレンズを製造することは、小さな曲率半径を作ることについての困難性に起因して一層難しく、しばしば不可能になる。
【０００７】
次に内視鏡設計者は、内視鏡設計への従来のアプローチを利用する時の選択に直面する。一方では、光学系の性能は内視鏡のサイズの何らかの著しい縮小の犠牲の下に維持することができる。他方、内視鏡は、光学性能を犠牲にしてサイズを減らすることができる。より小さなサイズに従来の内視鏡レンズ形状を単純に縮小することはできない、ということが見出だされた。内視鏡の全体的なサイズと光学系の性能は、レンズの生産性によって制限される。
【０００８】
Ｎａｋａｍｕｋａの特許文献３は、これらの問題に対処しようとする内視鏡のための対物レンズ系の設計を対象としている。Ｎａｋａｍｕｋａは、内視鏡の先端部に面する凹面をもった、第１のレンズ群内の負の第１のレンズを含む対物レンズ系を開示している。しかしながら、これらの設計のそれぞれは、次の条件により制限される：
２．０＜ｆ３／ｆ＜５．０
ここで、ｆ３は系における第３のレンズの焦点距離であり、ｆは系の全体的な焦点距離である。Ｎａｋａｍｕｋａは、２．０未満のｆ３／ｆの値が、要求されるよりも大きな第３のレンズの直径をもたらすことになり、５以上のｆ３／ｆの値が画像に好ましくない色むらをもたらすことになる、と述べられた理由によりこの制限を課している。しかしながら、２．０未満にｆ３／ｆを設計することは、第３のレンズに、より大きな直径を要求しない一方で、同時に画像における色むらを最小にする、ということが見出された。
【特許文献１】米国特許第５，００５，９５７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６１８，２０７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１３４，０５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の内視鏡対物レンズ形状を使うことは、この分野における大きな価値となる小型内視鏡の作製を制限してきた。次に要求されるのは、内視鏡の使用が非実用的になり、あるいは好ましくなくなる程度には系の光学性能を犠牲にすることなく、レンズの直径を最小にする内視鏡レンズ構成設計である。この設計が単純で、実装するのに高価でないことも好ましい。
【００１０】
従って、本発明の目的は、内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、内部のレンズの直径を最小にし、それによって全体的に内視鏡直径を最小にする内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、著しく内視鏡の光学性能を犠牲にすることなく、最小のサイズの内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【００１３】
本発明のまたさらなる目的は、単純で、製造および実装するのに高価ではないような内視鏡対物レンズ系設計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらおよび他の目的は、負の屈折力をもつ第１のレンズ群を有し、前記第１のレンズ群内のあるレンズを、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態で平凹形であるようにした、内視鏡対物レンズ配置を提供することによって、本発明の一実施の態様の通りに達成される。
【００１５】
本発明の第１の実施の態様においては、全体的に焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置であって、内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、開口絞りのすぐ基端側に配置された、第２のレンズ群内の平凸形の第２のレンズと、第２の平凸レンズの基端側に配置され、ｆＬの焦点距離をもつ、第２のレンズ群内の平凸形の第３のレンズと、を有し、次の条件：ｆＬ／ｆ＜２．０を満足する。
【００１６】
いくつかの実施の態様は、平凹形の前記第１のレンズによって、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力が提供される、平凹形の第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ、第１または第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ、という特徴をさらに含むことができる。いくつかの実施の態様は、第１のレンズ群において無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むこともできる。いくつかの実施の態様は、ダブレット（複レンズ）を形成し、横の色収差（倍率色収差）を修正するよう適合された第４のレンズおよび第５のレンズをさらに含むことができる。いくつかの実施の態様においては、第４のおよび第５のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様は、横の色収差および／または像歪曲収差(image distortion)を修正するための電子画像処理手段をも含むことができる。いくつかの実施の態様は、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタを含むことができる。いくつかの他の実施の態様は、対物レンズ配置内に配置された色修正フィルタおよび／または赤外線遮断フィルタを含むことができる。
【００１７】
本発明の第２の実施の態様においては、内視鏡対物レンズ配置は、内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、第１のレンズ群または第２のレンズ群のいずれかに配置され、その状況で、第２および第３のレンズがダブレットを形成するよう適合される第２のレンズおよび第３のレンズと、を有する。
【００１８】
いくつかの実施の態様においては、第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供する。いくつかの実施の態様においては、第１または第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含む。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズと第３のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様においては、ダブレットは横の色収差を修正するよう適合される。他の実施の態様においては、横の色収差および／または像歪曲収差は電子画像処理手段によって修正される。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズ群は、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態で開口絞りに隣接し、その次にその凸面が内視鏡の先端部に面する状態で平凸素子が続く平凸正レンズ素子を有する。いくつかの実施の態様においては、第２のレンズの先端に面する表面および第３のレンズの基端に面する表面は平面である。いくつかの実施の態様においては、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタが対物レンズ配置内部に配置される。
【００１９】
本発明の第３の実施の態様においては、内視鏡対物レンズ配置は、内視鏡の先端部から順に、カバーガラスと、その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある平凹形の第１のレンズと、開口絞りと、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態にある平凸形の第２のレンズと、ダブレットを形成するよう適合された第３のレンズおよび第４のレンズと、を有する。
【００２０】
いくつかの実施の態様においては、対物レンズ配置におけるいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつ。いくつかの実施の態様においては、第３のレンズと第４のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつ。いくつかの実施の態様においては、ダブレットは横の色収差を修正するよう適合される。いくつかの実施の態様においては、第３のレンズの先端に面する表面、および／または、第２のレンズの基端に面する表面は平面である。いくつかの実施の態様においては、横の色収差および／または像歪曲収差は電子画像処理手段によって修正される。いくつかの実施の態様においては、色修正フィルタおよび／または赤外線フィルタが対物レンズ配置内の選択された位置に配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明およびその特別の利点と特徴は、添付の図面を参照して考慮された以下の詳細な説明から一層明白になるであろう。
【００２２】
添付の図面において、示されたモデルを用いることによってその一般的で進歩的な概念を限定することなく、本発明は実証される。図面は添付の通りである。
【００２３】
さて図２を参照すると、本発明による、全体的な焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置３０が示されている。図１に示した内視鏡対物レンズ配置１０のように、対物レンズ配置３０は、内視鏡の先端部３４の最も近くにあって全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群３１と、内視鏡の基端部３８のより近くの全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群３２と、第１のレンズ群３１と第２のレンズ群３２との間にある開口絞り３３と、像取り込みデバイス４５とをもつ。
【００２４】
第１のレンズ群３１は、平凹レンズ３６を含む。レンズ３６は、該レンズ３６の曲面３９が内視鏡の先端部３４に面するように置かれる。第１のレンズ群３１は、内視鏡の先端部３４にあるカバーガラス３５を含み、内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たす。図２に示した実施形態においては、レンズ３６は、第１のレンズ群３１のすべての負の屈折力を受けもつ。他の実施形態において第１のレンズ群は正または負の屈折力をもった他の光学素子を含みうる、ということに注意すべきである。
【００２５】
第２のレンズ群３２は、開口絞り３３に直ちに隣接する平凸レンズ４６と、その凸面が内視鏡の先端部３４に面し、焦点距離ｆＬをもった第２の平凸レンズ４１を含む。レンズ４１は、ｆＬ／ｆが２．０未満であるように設計される。上述のように、このパラメータは、画像の色むらの著しい縮小を可能にする一方で、レンズの直径を増やさない。内視鏡対物レンズ配置３０は。色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ４０をも含む。フィルタ４０は第２のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においては第１のレンズ群に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、全く存在しないようにもできる。
【００２６】
図３は本発明の第２の実施形態を示す。図２に示した第１の実施形態のように、内視鏡対物レンズ配置５０は、先端部５４において全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群５１と、基端部５８において全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群５２と、２つのレンズ群を分離する開口絞り５３と、像取り込みデバイス６５とをもつ。
【００２７】
レンズ配置５０内の第１のレンズ群５１は、その凹面が内視鏡の先端部５４に面する、負の屈折力をもった平凹レンズ５６を含む。この実施形態においては、第１のレンズ群５１は、２つのレンズ６２と６３から成るダブレット６１をも含む。ダブレット６１は、レンズ６２と６３が接触する界面６４をもつ。ダブレット６１は横の色収差を修正する主要な目的をもち、光学系の他の光学収差を修正することができる。レンズ６２と６３は、実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもった２つの異なる材料で構成できる。レンズ６２と６３は、界面６４に対向するそれらの面が曲面または平面のいずれかであるように構成することができる。いくつかの実施形態において、表面６４は、内視鏡の先端部５４において凹形とすることができる一方で、他の実施形態においては、先端部５４において凸形とすることができる。
【００２８】
第２のレンズ群５２は、内視鏡の基端部５８のより近くにあって全体的に正の屈折力をもつ。第２の実施形態は、内視鏡の先端部５４に、やはり内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たすカバーガラス５５をも含む。内視鏡対物レンズ配置５０は、色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ６０をも含む。フィルタ６０は、第２のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においては第１のレンズ群に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、全く存在しないようにもできる。
【００２９】
さて、図４を参照すると、本発明の第３の実施形態が示されている。対物レンズ配置７０は、先端部７４において全体的に負の屈折力をもった第１のレンズ群７１と、基端部７８において全体的に正の屈折力をもった第２のレンズ群７２と、２つのレンズ群を分離する開口絞り７３と、像取り込みデバイス８５とをもつ。
【００３０】
レンズ配置７０内の第１のレンズ群７１は、その凹面が内視鏡の先端部５４に面する、負の屈折力をもった平凹レンズ７６を含む。この実施形態においては、第２のレンズ群７２は、２つのレンズ８２と８３から成るダブレット８１をも含む。ダブレット８１は、レンズ８２と８３が接触する界面８４をもつ。ダブレット８１は、横の色収差を修正する主要な目的をもち、光学系の他の光学収差を修正することができる。レンズ８２と８３は、実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもった２つの異なる材料で構成できる。レンズ８２と８３は、界面８４に対向するそれらの面が曲面または平面のいずれかであるように構成することができる。いくつかの実施形態において、表面８４は、内視鏡の先端部７４において凹形とすることができる一方で、他の実施形態においては、先端部７４において凸形とすることができる。
【００３１】
第３の実施形態は、内視鏡の先端部７４にカバーガラス７５をも含み、やはり内視鏡の光学部材を外部環境から分離する役割を果たす。内視鏡対物レンズ配置７０は、色補正および／または赤外線透過の減少のためのフィルタ８０をも含む。フィルタ８０は、第１のレンズ群内において示されるが、他の実施形態においてはレンズ配置７０内の様々な位置に配置することもでき、あるいはさらに他の実施形態においては、存在しないようにもできる。
【００３２】
本発明は、小さなサイズをもった内視鏡内に好都合に使用される。本発明による対物レンズ系は内視鏡内で使用でき、その状況で、このシステム内の最大のレンズの直径は１ミリメートルであるかそれ未満である。このようなシステムにおいて、本発明によれば、いずれかの第１のレンズ群３１、５１、または７１の平凹レンズ３６、５６、または７６の曲面３９、５９、または７９が、０．５ミリメートルであるかそれを超える曲率半径をもつことを可能にする。
【００３３】
Ｌｅｉの特許文献２（米国特許第６，６１８，２０７号明細書）に記載されているように、内視鏡によって生成されるイメージは、しばしば歪曲される。内視鏡によって生成されたイメージは横の色収差にも悩まされ、赤色光および青色光の異なる屈折挙動のために画像の赤色および青色が分離されるようになる。これは、本発明を利用する内視鏡における場合も当てはまる。一般に、本発明による対物レンズ配置で生成される横の色収差および／または歪曲は、電子画像処理手段を使って部分的または完全に修正することができる。このような電子画像処理は、一般に、内視鏡システムに結合されたコンピュータまたは電子プロセッサによってなされ、それは内視鏡からイメージを受け取って、歪曲に対する修正のために画像を処理し、そしてモニター上に修正された画像を表示する。
【００３４】
本発明を、部材や特徴などの特別な配置を参照しつつ説明してきたが、これらは可能なすべての配置または特徴を使い果たすことを意図したものではなく、実際には、当業者にとって他の多くの変更と変化が確認可能であろう。従って、本発明の範囲を決定するためには、前述の明細書よりはむしろ添付の特許請求の範囲に対して、主に参照がなさるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の技術において見られる従来の内視鏡対物レンズ配置を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 内視鏡対物レンズ配置
１１ 第１のレンズ群
１２ 第２のレンズ群
１３ 開口絞り
１４ 先端部
１５ カバーガラス
１６ レンズ素子
１８ 基端部
１９ 凹面
２５ 像取り込みデバイス
３０ 内視鏡対物レンズ配置
３１ 第１のレンズ群
３２ 第２のレンズ群
３３ 開口絞り
３４ 先端部
３５ カバーガラス
３６ 平凹レンズ
３８ 基端部
３９ 曲面
４０ フィルタ
４１ レンズ
４５ 像取り込みデバイス
４６ 平凸レンズ
５０ 内視鏡対物レンズ配置
５１ 第１のレンズ群
５２ 第２のレンズ群
５３ 開口絞り
５４ 先端部
５５ カバーガラス
５６ 平凹レンズ
５８ 基端部
５９ 曲面
６０ フィルタ
６１ ダブレット
６２ レンズ
６３ レンズ
６４ 界面
６５ 像取り込みデバイス
７０ 内視鏡対物レンズ配置
７１ 第１のレンズ群
７２ 第２のレンズ群
７３ 開口絞り
７４ 先端部
７５ カバーガラス
７６ 平凹レンズ
７８ 基端部
７９ 曲面
８０ フィルタ
８１ ダブレット
８２ レンズ
８４ 界面
８５ 像取り込みデバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体的に焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置であって、
内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、
前記開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、前記第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、
開口絞りのすぐ基端側に配置された、前記第２のレンズ群内の平凸形の第２のレンズと、
第２の平凸レンズの基端側に配置され、ｆＬの焦点距離をもつ、前記第２のレンズ群内の平凸形の第３のレンズと、
を有し、内視鏡対物レンズ配置が次の条件：
ｆＬ／ｆ＜２．０
を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２】
平凹形の前記第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３】
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項４】
平凹形の前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項５】
前記第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項６】
平凹形の第４のレンズと平凸形の第５のレンズが内部に配置され、前記第４および第５のレンズがダブレットを形成するよう適合されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項７】
前記第４のレンズと前記第５のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項８】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項９】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１０】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１１】
色修正フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１２】
赤外線遮断フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１３】
内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、
前記開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、前記第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかに配置された第２および第３のレンズであって、該第２および第３のレンズがダブレットを形成するよう適合される第２のレンズおよび第３のレンズと、
を有することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１４】
前記第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１５】
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１６】
前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１７】
前記第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１８】
前記第２のレンズと前記第３のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１９】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２０】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２１】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２２】
前記第２のレンズ群は、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態で開口絞りに隣接し、その次にその凸面が内視鏡の先端部に面する状態で平凸素子が続く平凸正レンズ素子を有することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２３】
前記第２のレンズの先端に面する表面および前記第３のレンズの基端に面する表面は平面であることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２４】
色修正フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２５】
赤外線遮断フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２６】
内視鏡の先端部から順に、
カバーガラスと、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある平凹形の第１のレンズと、
開口絞りと、
その凸面が内視鏡の基端部に面する状態にある平凸形の第２のレンズと、
ダブレットを形成するよう適合された第３のレンズおよび第４のレンズと、
を有することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２７】
前記対物レンズ配置におけるいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２８】
前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２９】
前記第３のレンズと前記第４のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３０】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３１】
前記第３のレンズの先端に面する表面、および／または、前記第４のレンズの基端に面する表面は平面であることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３２】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３３】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３４】
色修正フィルタが内部の選択された位置に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３５】
赤外線フィルタが内部の選択された位置に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１】
全体的に焦点距離ｆをもつ内視鏡対物レンズ配置であって、
内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、
前記開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、前記第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、
開口絞りのすぐ基端側に配置された、前記第２のレンズ群内の平凸形の第２のレンズと、
第２の平凸レンズの基端側に配置され、ｆＬの焦点距離をもつ、前記第２のレンズ群内の平凸形の第３のレンズと、
を有し、内視鏡対物レンズ配置が次の条件：
ｆＬ／ｆ＜２．０
を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２】
平凹形の前記第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３】
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項４】
平凹形の前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項５】
前記第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項６】
平凹形の第４のレンズと平凸形の第５のレンズが内部に配置され、前記第４および第５のレンズがダブレットを形成するよう適合されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項７】
前記第４のレンズと前記第５のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項８】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項９】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１０】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１１】
色修正フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１２】
赤外線遮断フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１３】
内視鏡の先端部において負の屈折力をもつ第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群の基端側に配置された開口絞りと、
前記開口絞りの基端側に配置された正の屈折力をもつ第２のレンズ群と、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある、前記第１のレンズ群内の平凹形の第１のレンズと、
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかに配置された第２および第３のレンズであって、該第２および第３のレンズがダブレットを形成するよう適合される第２のレンズおよび第３のレンズと、
を有することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１４】
前記第１のレンズは、第１のレンズ群の実質的にすべての負の屈折力を提供することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１５】
前記第１のレンズ群または前記第２のレンズ群のいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１６】
前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１７】
前記第１のレンズ群は、無視できる屈折力をもつカバーガラスを含むことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１８】
前記第２のレンズと前記第３のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項１９】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２０】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２１】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２２】
前記第２のレンズ群は、その凸面が内視鏡の基端部に面する状態で開口絞りに隣接し、その次にその凸面が内視鏡の先端部に面する状態で平凸素子が続く平凸正レンズ素子を有することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２３】
前記第２のレンズの先端に面する表面および前記第３のレンズの基端に面する表面は平面であることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２４】
色修正フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２５】
赤外線遮断フィルタが内部に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２６】
内視鏡の先端部から順に、
カバーガラスと、
その凹面が内視鏡の先端部に面する状態にある平凹形の第１のレンズと、
開口絞りと、
その凸面が内視鏡の基端部に面する状態にある平凸形の第２のレンズと、
ダブレットを形成するよう適合された第３のレンズおよび第４のレンズと、
を有することを特徴とする内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２７】
前記対物レンズ配置におけるいずれかのレンズは、１ミリメートル未満かそれに等しい直径をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２８】
前記第１のレンズの曲面は、０．５ミリメートルを超えるかそれに等しい曲率半径をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項２９】
前記第３のレンズと前記第４のレンズは実質的に同じ屈折率をもつが、異なる分散をもつことを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３０】
前記ダブレットは横の色収差を修正するよう適合されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３１】
前記第３のレンズの先端に面する表面、および／または、前記第４のレンズの基端に面する表面は平面であることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３２】
横の色収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３３】
像歪曲収差が電子画像処理手段によって修正されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３４】
色修正フィルタが内部の選択された位置に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【請求項３５】
赤外線フィルタが内部の選択された位置に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の内視鏡対物レンズ配置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２６２１９３（Ｐ２００８−２６２１９３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２２９０（Ｐ２００８−９２２９０）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（５０６０１０７９２）カール・ストーツ・イメージング・インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（５０６０１０７９２）カール・ストーツ・イメージング・インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
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