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JP2009297308A - Imaging lens and capsule type endoscope - Google Patents

Imaging lens and capsule type endoscope Download PDF

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JP2009297308A
JP2009297308A JP2008155999A JP2008155999A JP2009297308A JP 2009297308 A JP2009297308 A JP 2009297308A JP 2008155999 A JP2008155999 A JP 2008155999A JP 2008155999 A JP2008155999 A JP 2008155999A JP 2009297308 A JP2009297308 A JP 2009297308A
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Japan
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lens
imaging lens
imaging
subject
refractive power
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Application number
JP2008155999A
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Inventor
Tomoyuki Baba
智之 馬場
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging lens for a capsule type endoscope which achieves sufficient corrections in magnification chromatic aberrations and distortion and is compact while being a wide-angle lens. <P>SOLUTION: The imaging lens 21 forms an image of light from a spherical subject 13 on an imaging surface of a planar image pickup device and comprises a first lens L1 having negative refractive power, an aperture diaphragm S6, a second lens L2 having positive (or negative) refractive power, a third lens L3 having positive refractive power, and a fourth lens L4 having positive refractive power. A shape of the distal end of a capsule 12 and a cover glass 18 of the image pickup device 17 are taken into consideration in shapes and arrangements of the lenses L1-L4 and the aperture diaphragm S6 constituting the imaging lens 21, and the first lens L1, wherein the aperture diaphragm S6, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are disposed in this order from the side of the subject 13. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体内を撮像する内視鏡に用いられる撮像レンズに関し、さらに詳しくは、飲み込んで使用されるカプセル型の内視鏡に用いられる撮像レンズに関する。   The present invention relates to an imaging lens used for an endoscope for imaging the inside of a living body, and more particularly to an imaging lens used for a capsule endoscope used by swallowing.

従来、医療分野においては、挿入型の内視鏡が普及している。挿入型内視鏡は、フレキシブルな挿入部を被検者の体内に挿入し、挿入部の先端に設けられた撮像部で被検者の体内を撮像する。挿入部は被検者の体腔内の形状に応じて自在に湾曲するうえに、撮像部の設けられた先端部の向きを自在に変化させられるようになっている。このため、挿入型内視鏡は任意の観察部位を的確に撮像することができ、正確な診断の助けとなっている。     Conventionally, in the medical field, an insertion type endoscope has been widely used. The insertion type endoscope inserts a flexible insertion portion into the body of a subject, and images the inside of the subject with an imaging portion provided at the distal end of the insertion portion. The insertion portion is freely curved according to the shape of the body cavity of the subject, and the direction of the distal end portion provided with the imaging portion can be freely changed. For this reason, the insertion-type endoscope can accurately capture an image of an arbitrary observation site, which helps accurate diagnosis.

ところで、挿入型の内視鏡による診断は、長い挿入部を長時間にわたって体内に挿入し続けなければならないので、被検者に与える負荷が非常に大きい。このため、近年では、被検者に与える負荷を軽減するために、容易に飲み込むことができるサイズのカプセルに撮像装置を収め、被検者に飲み込まれたこのカプセルが自然に被検者の体内を移動する間に、被検者の体内を撮像するカプセル型の内視鏡が知られている。   By the way, in the diagnosis using the insertion type endoscope, since a long insertion portion must be continuously inserted into the body for a long time, the load on the subject is very large. Therefore, in recent years, in order to reduce the load on the subject, the imaging device is housed in a capsule that can be easily swallowed, and the capsule swallowed by the subject naturally 2. Description of the Related Art A capsule endoscope that captures an image of the inside of a subject while moving is known.

カプセル型内視鏡は、飲み込んでしまえば自然に被検者の体内を移動するので、挿入型内視鏡よりも被検者に与える負荷は大きく軽減されるが、被検者体内での位置や姿勢を制御することが難しい。このため、カプセル型内視鏡に搭載する撮像装置は、姿勢を変えずとも、できるだけ広い範囲を撮像することができるように、広角の撮像レンズを搭載される。   When a capsule endoscope is swallowed, it moves naturally within the subject's body, so the burden on the subject is greatly reduced compared to the insertion endoscope, but the position within the subject's body It is difficult to control the posture. For this reason, the imaging device mounted on the capsule endoscope is mounted with a wide-angle imaging lens so that it can capture the widest possible range without changing the posture.

また、カプセル型内視鏡を容易に飲み込むことができるようにするために、カプセルサイズをできるだけ小さくすることが望まれる。このため、多くのカプセル型内視鏡に搭載される撮像レンズは、広角であるばかりでなく、2群2枚構成とするなど、撮像レンズを少数のレンズで構成することで撮像レンズをコンパクト化し、小さなカプセルに収まるようにしている。   It is also desirable to make the capsule size as small as possible so that the capsule endoscope can be swallowed easily. For this reason, the imaging lens mounted on many capsule endoscopes is not only wide-angled, but also has a two-group, two-lens configuration, so that the imaging lens is made compact with a small number of lenses. To fit in a small capsule.

このようなカプセル型内視鏡としては、広い撮影範囲を確保しつつ、カプセルサイズを小型化したものが知られている(特許文献1)。また、コンパクトかつ広角であるだけでなく、最適な被写界深度を得られるようにしたカプセル型内視鏡や(特許文献2)、円筒状の被写体を良好に照明できるようにしたカプセル型内視鏡(特許文献3)などが知られている。
特開2005−80789号公報 特開2005−80790号公報 特開2006−61438号公報
As such a capsule endoscope, one having a smaller capsule size while ensuring a wide imaging range is known (Patent Document 1). In addition to a compact and wide-angle, a capsule endoscope that can obtain an optimum depth of field (Patent Document 2), and a capsule-type endoscope that can illuminate a cylindrical subject satisfactorily. An endoscope (Patent Document 3) is known.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-80789 JP 2005-80790 A JP 2006-61438 A

撮像レンズは、画角が大きいほど取得画像の周辺部分にディストーションや倍率色収差といった収差の影響が顕著に生じやすいが、カプセルサイズのコンパクト化のために単に少数のレンズで構成した広角の撮像レンズでは、こうした各種収差を十分に補正することが難しい。   The larger the angle of view, the more noticeable the effects of aberrations such as distortion and lateral chromatic aberration occur in the periphery of the acquired image, but with a wide-angle imaging lens that consists of only a few lenses to make the capsule size compact. It is difficult to sufficiently correct these various aberrations.

また、広角だがディストーションや倍率色収差の補正が十分でない撮像レンズで撮像した画像を元に診察を行うと、取得画像の周辺部分に映し出された部分が小さく歪められてしまったり、色のにじみが生じていたりするために、病変の見落としや誤認を招きやすく、撮像レンズが広角であることがかえって適切な診断の妨げとなることがある。   In addition, when a medical examination is performed based on an image taken with an imaging lens that is wide-angle but distortion and magnification chromatic aberration are not sufficiently corrected, the portion displayed in the periphery of the acquired image is slightly distorted or color blurring occurs. Therefore, it is easy to cause oversight or misidentification of the lesion, and the imaging lens may have a wide angle, which may hinder an appropriate diagnosis.

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、広角であり、取得画像の周辺部分においても収差が十分に補正され、かつ、コンパクトなカプセル型内視鏡用の撮像レンズを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a compact imaging lens for a capsule endoscope that has a wide angle, sufficiently corrects aberrations in the peripheral portion of an acquired image, and is compact. For the purpose.

本発明の撮像レンズは、ドーム状のカプセル内に配置されるカプセル型内視鏡用の撮像レンズであり、被写体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ、絞り、正または負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズを備え、曲面状の被写体を平面に結像させることを特徴とする。   The imaging lens of the present invention is an imaging lens for a capsule endoscope disposed in a dome-shaped capsule, and in order from the subject side, a first lens having a negative refractive power, a diaphragm, and positive or negative refraction. A second lens having a power, a third lens having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power are provided, and a curved subject is imaged on a plane.

また、半画角をω(度)とするときに、2ω>135を満たすことを特徴とする。   Further, when the half angle of view is ω (degrees), 2ω> 135 is satisfied.

また、全系の焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1とするときに、|f1/f|<5を満たすことを特徴とする。   Further, when the focal length of the entire system is f and the focal length of the first lens is f1, | f1 / f | <5 is satisfied.

また、前記第1レンズは、少なくとも1つの面が非球面となっていることを特徴とする。   Further, the first lens is characterized in that at least one surface is aspherical.

また、前記第4レンズは、少なくとも1つの面が非球面となっていることを特徴とする。   The fourth lens is characterized in that at least one surface is aspherical.

本発明のカプセル型内視鏡は、上述の撮像レンズを備えることを特徴とする。   A capsule endoscope according to the present invention includes the above-described imaging lens.

本発明によれば、広角であり、取得画像の周辺部分においても収差が十分に補正され、かつ、コンパクトなカプセル型内視鏡用の撮像レンズを提供することを目的とする。また、この撮像レンズを搭載することにより、病変の見落としや誤認をすることなく、適切な診断を容易に行うことができるとともに、飲み込みやすいコンパクトなカプセル型内視鏡を提供することができる。   An object of the present invention is to provide a compact imaging lens for a capsule endoscope that has a wide angle, sufficiently corrects aberrations even in the peripheral portion of an acquired image. In addition, by mounting this imaging lens, it is possible to easily perform an appropriate diagnosis without overlooking or misidentifying a lesion, and to provide a compact capsule endoscope that is easy to swallow.

図1に示すように、カプセル型内視鏡11は、カプセル12内に小型の撮像装置を収納した内視鏡であり、被検者に飲み込まれて使用され、被検者の体内(以下、被写体13という)を撮像する。   As shown in FIG. 1, a capsule endoscope 11 is an endoscope in which a small imaging device is housed in a capsule 12, and is used by being swallowed by a subject. The subject 13) is imaged.

カプセル12は、円筒の両端をドーム状に形成した中空の容器であり、容易に嚥下することができる大きさに設けられている。カプセル12内には、撮像装置を構成する撮像レンズ16、撮像素子17、照明素子(図示しない)と、この撮像装置を駆動する電池や、撮像した画像を外部に送信するアンテナ等が水密に納められている。また、カプセル12の前端は、ドーム状に形成されているだけでなく、撮像レンズ16の画角に合わせて十分に広い範囲が透明な材料で構成されている。照明素子からの照明光は、このカプセル12の透明な部分をとおって被写体13に照射される。また、被写体13からの光は、この透明部分を通って撮像レンズ16に入射する。   The capsule 12 is a hollow container in which both ends of a cylinder are formed in a dome shape, and is provided in a size that can be swallowed easily. In the capsule 12, an imaging lens 16, an imaging element 17, an illumination element (not shown) constituting the imaging apparatus, a battery for driving the imaging apparatus, an antenna for transmitting the captured image to the outside, and the like are stored in a watertight manner. It has been. Further, the front end of the capsule 12 is not only formed in a dome shape, but is made of a transparent material in a sufficiently wide range in accordance with the angle of view of the imaging lens 16. Illumination light from the illumination element irradiates the subject 13 through the transparent portion of the capsule 12. Further, light from the subject 13 enters the imaging lens 16 through this transparent portion.

撮像レンズ16は、球面状の被写体13からの光を、平面である撮像素子17の撮像面に結像させる。また、撮像レンズ16は、負の屈折力を有する第1レンズL1、絞りS6、正または負の屈折力を有する第2レンズL2、正の屈折力を有する第3レンズL3、正の屈折力を有する第4レンズL4から構成され、被写体13側から、第1レンズL1、絞りS6、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4の順に配置される。撮像レンズ16をこうしたレンズ構成とすることで、コンパクトに構成され、かつ、カプセル型内視鏡11に適した広角レンズであるにもかかわらず、取得画像の周辺部分においても倍率色収差やディストーションが十分に良好に補正される。特に、絞りS6が第1レンズL1と第2レンズL2の間に配置されていることにより、良好な光学性能を維持しながら、コンパクトに構成することを容易にしている。   The imaging lens 16 focuses light from the spherical subject 13 on the imaging surface of the imaging element 17 that is a plane. The imaging lens 16 includes a first lens L1 having a negative refractive power, a stop S6, a second lens L2 having a positive or negative refractive power, a third lens L3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The first lens L1, the diaphragm S6, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are arranged in this order from the subject 13 side. By adopting such a lens configuration for the imaging lens 16, the chromatic aberration of magnification and distortion are sufficient even in the peripheral portion of the acquired image even though the lens is compact and is a wide-angle lens suitable for the capsule endoscope 11. Is corrected well. In particular, since the stop S6 is disposed between the first lens L1 and the second lens L2, it is easy to construct a compact while maintaining good optical performance.

また、撮像レンズ16は、半画角をω(度)とするときに、2ω>135を満足する広角レンズとなっている。このため、姿勢を制御することが困難なカプセル型内視鏡11であっても、被検者の体内を漏れなく撮像することができる。   The imaging lens 16 is a wide-angle lens that satisfies 2ω> 135 when the half angle of view is ω (degrees). For this reason, even in the capsule endoscope 11 whose posture is difficult to control, the body of the subject can be imaged without omission.

さらに、撮像レンズ16は、全系の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1とするときに、|f1/f|<5を満たすように構成されている。この条件式は、撮像レンズ16の全体をコンパクトにしながらも、取得画像の周辺部分においても倍率色収差ややディストーションといった各種収差を十分に、かつ、容易に補正するために第1レンズL1の焦点距離を制限するものである。したがって、|f1/f|の値が上限値を上回ると、撮像レンズ16を広角にすることができたとしても、撮像範囲(取得画像)の周辺部分で各種収差を良好に補正することが困難になる。   Further, the imaging lens 16 is configured to satisfy | f1 / f | <5, where f is the focal length of the entire system and f1 is the focal length of the first lens L1. This conditional expression reduces the focal length of the first lens L1 in order to sufficiently and easily correct various aberrations such as lateral chromatic aberration and distortion in the peripheral portion of the acquired image, while making the entire imaging lens 16 compact. It is a limitation. Therefore, if the value of | f1 / f | exceeds the upper limit, it is difficult to satisfactorily correct various aberrations in the peripheral portion of the imaging range (acquired image) even if the imaging lens 16 can be widened. become.

また、第1レンズL1は、物体側(被写体13側)の面、または像側(撮像素子17側)の面の少なくとも1つの面が非球面に形成される。同様に、第4レンズL4は、物体側の面または像側の面の少なくとも1つの面が非球面となっている。これにより、取得画像の周辺部分においても各種収差を十分に補正することが容易になる。   In addition, the first lens L1 is formed such that at least one of the object side (subject 13 side) surface or the image side (imaging device 17 side) surface is an aspherical surface. Similarly, in the fourth lens L4, at least one of the object side surface and the image side surface is an aspherical surface. This makes it easy to sufficiently correct various aberrations even in the peripheral portion of the acquired image.

以下に、具体的な数値をともなう撮像レンズ16の例として、実施例1〜3を説明する。   Examples 1 to 3 will be described below as an example of the imaging lens 16 having specific numerical values.

<実施例1>
図2に示すように、撮像レンズ21は、負の屈折力を有する第1レンズL1、開口絞りS6、正の屈折力を有する第2レンズL2、正の屈折力を有する第3レンズL3、正の屈折力を有する第4レンズL4から構成され、被写体13側から順に第1レンズL1、開口絞りS6、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4の順に配置されている。また、これらのレンズL1〜L4の面形状や配置は、カプセル12の前端の形状や、撮像素子17のカバーガラス18を考慮したものとなっている。
<Example 1>
As shown in FIG. 2, the imaging lens 21 includes a first lens L1 having a negative refractive power, an aperture stop S6, a second lens L2 having a positive refractive power, a third lens L3 having a positive refractive power, a positive lens The first lens L1, the aperture stop S6, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are arranged in this order from the subject 13 side. Further, the surface shapes and arrangements of these lenses L1 to L4 take into account the shape of the front end of the capsule 12 and the cover glass 18 of the image sensor 17.

このため、球面状の被写体表面をS1、カプセル12の被写体13側の面をS2、カプセル12の像側の面をS3、第1レンズL1の被写体13側の面をS4、第1レンズL1の像側の面をS5、開口絞りをS6、第2レンズL2の被写体13側の面をS7、第2レンズL2の像側の面をS8、第3レンズL3の被写体13側の面をS9、第3レンズL3の像側の面をS10、第4レンズL4の被写体13側の面をS11、第4レンズL4の像側の面をS12,カバーガラス18の被写体13側の面をS13、カバーガラス18の像側の面をS14とし、面Si(面番号i=1〜14)で表す。また、面Siとこれに隣り合う像側の面Si+1との光軸上での間隔(面間隔)をDi(i=1〜13)で表す。なお、撮像素子17の撮像面は、カバーガラス18の像側の面である面S14と一致している。また、撮像レンズの各面や面間隔の表記は、後述する実施例2及び実施例3についても同様とする。   Therefore, the spherical subject surface is S1, the surface of the capsule 12 on the subject 13 side is S2, the surface of the capsule 12 on the image side is S3, the surface of the first lens L1 on the subject 13 side is S4, and the surface of the first lens L1. The surface on the image side is S5, the aperture stop is S6, the surface on the subject 13 side of the second lens L2 is S7, the surface on the image side of the second lens L2 is S8, the surface on the subject 13 side of the third lens L3 is S9, The image side surface of the third lens L3 is S10, the surface of the fourth lens L4 on the subject 13 side is S11, the image side surface of the fourth lens L4 is S12, and the surface of the cover glass 18 on the subject 13 side is S13. The image-side surface of the glass 18 is denoted by S14 and is represented by a surface Si (surface number i = 1 to 14). Also, the distance (surface distance) on the optical axis between the surface Si and the image-side surface Si + 1 adjacent thereto is represented by Di (i = 1 to 13). Note that the image pickup surface of the image pickup element 17 coincides with a surface S14 that is the image side surface of the cover glass 18. In addition, the notation of each surface and surface interval of the imaging lens is the same for Example 2 and Example 3 described later.

このように構成される撮像レンズ21のレンズデータとして、各面Siの曲率半径Ri(mm)、各面間隔Di(mm)、d線(波長587.6nm)に対する屈折率Nd及びアッベ数νdを表1に示す。同時に、表1の下段には、撮像レンズ21のF値、全系の焦点距離f、第1レンズL1の焦点距離f1、画角2ω(度)を併せて示す。なお、表1に示す撮像レンズ21のレンズデータは、全系の焦点距離fの値が1.0になるように規格化した場合のレンズデータとなっている。   As lens data of the imaging lens 21 configured as described above, the curvature radius Ri (mm) of each surface Si, the distance between surfaces Di (mm), the refractive index Nd and the Abbe number νd with respect to the d-line (wavelength 587.6 nm). Table 1 shows. At the same time, the lower part of Table 1 also shows the F value of the imaging lens 21, the focal length f of the entire system, the focal length f1 of the first lens L1, and the angle of view 2ω (degrees). The lens data of the imaging lens 21 shown in Table 1 is lens data when standardized so that the focal length f of the entire system is 1.0.

Figure 2009297308
Figure 2009297308

また、表1の面番号欄に*で示すように、第1レンズL1の両面S4,S5と、第4レンズL4の両面S11,S12は非球面となっている。これらの非球面形状は、曲率(近軸曲率半径Rの逆数)c、円錐定数K、光軸からの距離ρ(ρ=x+y)、i次の非球面係数Aiを用いて、下記数1の式で表される。面S4,S5,S11,S12の円錐定数K及び非球面係数Aiは表2に示す。なお、レンズデータの表記や、非球面の形状を定める数1の式は、後述する実施例2及び実施例3についても同様とする。 Further, as indicated by * in the surface number column of Table 1, both surfaces S4 and S5 of the first lens L1 and both surfaces S11 and S12 of the fourth lens L4 are aspheric. These aspherical shapes are expressed by using the curvature (reciprocal of the paraxial radius of curvature R) c, the conic constant K, the distance ρ (ρ 2 = x 2 + y 2 ) from the optical axis, and the i-th order aspheric coefficient Ai. It is represented by the following formula 1. Table 2 shows the conic constant K and the aspheric coefficient Ai of the surfaces S4, S5, S11, and S12. It should be noted that the notation of lens data and the equation of Formula 1 that defines the shape of the aspheric surface are the same for Example 2 and Example 3 described later.

Figure 2009297308
Figure 2009297308

Figure 2009297308
Figure 2009297308

さらに、撮像レンズ21の球面収差、非点収差、倍率色収差、ディストーションを図3に示す。これらの各収差図は、カプセル12とカバーガラス18を配置したものとなっている。なお、球面収差はd線(波長587.6nm)のものを実線で、F線(波長486.13nm)のものを破線で、C線(波長656.27nm)のものを二点鎖線で示す。また、非点収差は、サジタル方向のものを実線で、タンジェンシャル方向のものを破線で示す。倍率色収差は、F線のものを破線で、C線のものを二点鎖線で示す。これらの各収差図の表記は、後述する実施例2及び実施例3についても同様とする。   Furthermore, the spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion of the imaging lens 21 are shown in FIG. In each of these aberration diagrams, the capsule 12 and the cover glass 18 are arranged. The spherical aberration is indicated by a solid line for the d-line (wavelength 587.6 nm), a broken line for the F-line (wavelength 486.13 nm), and a two-dot chain line for the C-line (wavelength 656.27 nm). Astigmatism is indicated by a solid line in the sagittal direction and by a broken line in the tangential direction. The lateral chromatic aberration is indicated by a broken line for the F line and by a two-dot chain line for the C line. The notation of these aberration diagrams is the same for Example 2 and Example 3 described later.

ディストーションは、通常、平面状の被写体を平面に結像させるレンズについて、実際の像高Hと、歪曲がない理想的な像高からの実際の像高Hの差分ΔHとによって、ΔH/H×100(%)で表される。しかし、撮像レンズ21は球面状の被写体13を平面に結像させるものであり、元々被写体13の形状を変化させて結像させるレンズであることから、撮像レンズ21のディストーションの評価には、前述の通常のディストーションの表し方は適さない。このため、図3では、通常のディストーションに準ずるものとして、(Y(ω+Δω)−Y(ω))/(Y(0+Δω)−Y(0))=(Y(ω+Δω)−Y(ω))/Y(Δω)を撮像レンズ21のディストーションとして示す。ここで、Y(ω)は光軸からのある撮像角度ωの像高を表し、Δωは撮像角度ωの微小変化量を表す。このディストーションの表し方は、後述する実施例2及び実施例3についても同様とする。   For distortion, a lens that forms an image of a planar object on a plane usually has a difference between the actual image height H and the difference ΔH between the actual image height H and the ideal image height without distortion, ΔH / H × It is expressed in 100 (%). However, since the imaging lens 21 forms an image of the spherical subject 13 on a plane and originally forms an image by changing the shape of the subject 13, the distortion of the imaging lens 21 is evaluated in the above-described evaluation. The normal way of expressing distortion is not suitable. For this reason, in FIG. 3, (Y (ω + Δω) −Y (ω)) / (Y (0 + Δω) −Y (0)) = (Y (ω + Δω) −Y (ω)) / Y (Δω) is shown as distortion of the imaging lens 21. Here, Y (ω) represents an image height at a certain imaging angle ω from the optical axis, and Δω represents a minute change amount of the imaging angle ω. This distortion is expressed in the same way in Example 2 and Example 3 described later.

以上のように、撮像レンズ21は、広角であり、取得画像の周辺部分においても収差が十分に補正され、かつ、コンパクトに構成されており、カプセル型内視鏡11に適した撮像レンズとなっている。   As described above, the imaging lens 21 has a wide angle, aberrations are sufficiently corrected even in the peripheral portion of the acquired image, and is configured compactly, and is an imaging lens suitable for the capsule endoscope 11. ing.

また、表1に示すように、撮像レンズ12は、画角2ωが170度にも及ぶ広角レンズであり、2ω>135(度)の条件を満たす。このため、被検者の体内で姿勢を制御することが困難なカプセル型内視鏡に好適である。   As shown in Table 1, the imaging lens 12 is a wide-angle lens having an angle of view 2ω of as much as 170 degrees, and satisfies the condition of 2ω> 135 (degrees). Therefore, it is suitable for a capsule endoscope whose posture is difficult to control in the body of the subject.

さらに、表1からわかるとおり、撮像レンズ21は、|f1/f|=2.5であり、|f1/f|<5の条件を満たす。このため、撮像レンズ21は、倍率色収差及びディストーションを特に良好に補正することができる。   Furthermore, as can be seen from Table 1, the imaging lens 21 satisfies | f1 / f | = 2.5, which satisfies the condition of | f1 / f | <5. For this reason, the imaging lens 21 can correct the lateral chromatic aberration and distortion particularly well.

また、撮像レンズ21は、第1レンズL1が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。同様に、撮像レンズ21は、第4レンズL4が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。   In addition, the imaging lens 21 facilitates correction of lateral chromatic aberration and distortion because the first lens L1 has a surface configuration including an aspherical surface. Similarly, the imaging lens 21 makes it easy to correct lateral chromatic aberration and distortion because the fourth lens L4 has a surface configuration including an aspherical surface.

<実施例2>
図4に示すように、撮像レンズ31は、負の屈折力を有する第1レンズL1、開口絞りS6、正の屈折力を有する第2レンズL2、正の屈折力を有する第3レンズL3、正の屈折力を有する第4レンズL4から構成され、被写体13側から順に第1レンズL1、開口絞りS6、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4の順に配置されている。これらのレンズL1〜L4の面形状や配置は、カプセル12の前端の形状や、撮像素子17のカバーガラス18を考慮したものとなっている。
<Example 2>
As shown in FIG. 4, the imaging lens 31 includes a first lens L1 having negative refractive power, an aperture stop S6, a second lens L2 having positive refractive power, a third lens L3 having positive refractive power, a positive The first lens L1, the aperture stop S6, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are arranged in this order from the subject 13 side. The surface shape and arrangement of these lenses L1 to L4 are in consideration of the shape of the front end of the capsule 12 and the cover glass 18 of the image sensor 17.

また、表3に撮像レンズ31のレンズデータを示す。表3で面番号欄に*で示すように、撮像レンズ31を構成するレンズL1〜L4は、全て両面が前述の数1の式で表される非球面形状となっている。これらの撮像レンズ31の各面Siの円錐定数K及び非球面係数Aiは、表4に示す。さらに、図5には、撮像レンズ31の収差図を示す。なお、撮像レンズ31の各面Siや面間隔Diの表記、収差図の表記は実施例1と同様である。   Table 3 shows lens data of the imaging lens 31. As indicated by * in the surface number column in Table 3, all of the lenses L1 to L4 constituting the imaging lens 31 have an aspherical shape represented by the formula 1 described above. Table 4 shows the conic constant K and the aspheric coefficient Ai of each surface Si of the imaging lens 31. Further, FIG. 5 shows aberration diagrams of the imaging lens 31. The notation of each surface Si and the surface interval Di and the aberration diagram of the imaging lens 31 are the same as those in the first embodiment.

Figure 2009297308
Figure 2009297308

Figure 2009297308
Figure 2009297308

表3,表4や図5からわかるとおり、撮像レンズ31は、広角であり、取得画像の周辺部分においても収差が十分に補正され、かつ、コンパクトに構成されており、カプセル型内視鏡11に適した撮像レンズとなっている。   As can be seen from Tables 3 and 4 and FIG. 5, the imaging lens 31 has a wide angle, aberration is sufficiently corrected even in the peripheral portion of the acquired image, and is configured compactly. It is an imaging lens suitable for.

また、表3に示すように、撮像レンズ31は、画角2ωが170度にも及ぶ広角レンズであり、2ω>135(度)の条件を満たす。このため、被検者の体内で姿勢を制御することが困難なカプセル型内視鏡に好適である。   As shown in Table 3, the imaging lens 31 is a wide-angle lens having an angle of view 2ω of 170 degrees and satisfies the condition of 2ω> 135 (degrees). Therefore, it is suitable for a capsule endoscope whose posture is difficult to control in the body of the subject.

さらに、表3からわかるとおり、撮像レンズ31は、|f1/f|=1.1であり、|f1/f|<5の条件を満たす。このため、撮像レンズ31は、倍率色収差及びディストーションを特に良好に補正することができる。   Further, as can be seen from Table 3, the imaging lens 31 satisfies | f1 / f | = 1.1 and satisfies the condition of | f1 / f | <5. For this reason, the imaging lens 31 can correct the lateral chromatic aberration and distortion particularly well.

また、撮像レンズ31は、全てのレンズL1〜L4の両面が非球面となっているが、特に第1レンズL1が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。同様に、撮像レンズ31は、第4レンズL4が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。   The imaging lens 31 has all aspheric surfaces on both surfaces of the lenses L1 to L4. However, since the first lens L1 has a surface configuration including an aspheric surface, lateral chromatic aberration and distortion are corrected. Making it easy. Similarly, in the imaging lens 31, the fourth lens L4 has a surface configuration including an aspheric surface, thereby facilitating correction of lateral chromatic aberration and distortion.

<実施例3>
図6に示すように、撮像レンズ41は、負の屈折力を有する第1レンズL1、開口絞りS6、負の屈折力を有する第2レンズL2、正の屈折力を有する第3レンズL3、正の屈折力を有する第4レンズL4から構成され、被写体13側から順に、第1レンズL1、開口絞りS6、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4の順に配置されている。これらのレンズL1〜L4の面形状や配置は、カプセル12の前端の形状や、撮像素子17のカバーガラス18を考慮したものとなっている。
<Example 3>
As shown in FIG. 6, the imaging lens 41 includes a first lens L1 having a negative refractive power, an aperture stop S6, a second lens L2 having a negative refractive power, a third lens L3 having a positive refractive power, a positive lens The first lens L1, the aperture stop S6, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are arranged in this order from the subject 13 side. The surface shape and arrangement of these lenses L1 to L4 are in consideration of the shape of the front end of the capsule 12 and the cover glass 18 of the image sensor 17.

また、表5に撮像レンズ41のレンズデータを示す。表5の面番号欄に*で示すように、撮像レンズ41を構成するレンズL1〜L4は、全て両面が前述の数1の式で表される非球面形状となっている。これらの撮像レンズ41の各面Siの円錐定数K及び非球面係数Aiは、表6に示す。さらに図7には、撮像レンズ41の収差図を示す。なお、撮像レンズ41の各面Siや面間隔Diの表記、収差図の表記は実施例1と同様である。   Table 5 shows lens data of the imaging lens 41. As indicated by * in the surface number column of Table 5, all of the lenses L1 to L4 constituting the imaging lens 41 have an aspherical shape represented by the formula 1 described above. Table 6 shows the conic constant K and the aspherical coefficient Ai of each surface Si of the imaging lens 41. Further, FIG. 7 shows aberration diagrams of the imaging lens 41. The notation of each surface Si and the surface interval Di and the aberration diagram of the imaging lens 41 are the same as those in the first embodiment.

Figure 2009297308
Figure 2009297308

Figure 2009297308
Figure 2009297308

表5,表6や図7からわかるとおり、撮像レンズ41は、広角であり、取得画像の周辺部分においても収差が十分に補正され、かつ、コンパクトに構成されており、カプセル型内視鏡11に適した撮像レンズとなっている。   As can be seen from Tables 5 and 6 and FIG. 7, the imaging lens 41 has a wide angle, aberrations are sufficiently corrected even in the peripheral portion of the acquired image, and is configured to be compact. The capsule endoscope 11 It is an imaging lens suitable for.

また、表5に示すように、撮像レンズ12は、画角2ωが150度にも及ぶ広角レンズであり、2ω>135(度)の条件を満たす。このため、被検者の体内で姿勢を制御することが困難なカプセル型内視鏡に好適である。   As shown in Table 5, the imaging lens 12 is a wide-angle lens having an angle of view 2ω of 150 degrees and satisfies the condition of 2ω> 135 (degrees). Therefore, it is suitable for a capsule endoscope whose posture is difficult to control in the body of the subject.

さらに、表5からわかるとおり、撮像レンズ41は、|f1/f|=1.5であり、|f1/f|<5の条件を満たす。このため、撮像レンズ41は、倍率色収差及びディストーションを特に良好に補正することができる。   Furthermore, as can be seen from Table 5, the imaging lens 41 satisfies | f1 / f | = 1.5 and satisfies the condition of | f1 / f | <5. For this reason, the imaging lens 41 can correct the lateral chromatic aberration and distortion particularly well.

また、撮像レンズ41は、全てのレンズL1〜L4の両面が非球面となっているが、特に第1レンズL1が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。同様に、撮像レンズ41は、第4レンズL4が非球面を含む面構成となっていることにより、倍率色収差及びディストーションの補正を容易にしている。   The imaging lens 41 has both aspheric surfaces on all the lenses L1 to L4. In particular, the first lens L1 has a surface configuration including an aspheric surface, thereby correcting the lateral chromatic aberration and distortion. Making it easy. Similarly, in the imaging lens 41, the fourth lens L4 has a surface configuration including an aspheric surface, thereby facilitating correction of lateral chromatic aberration and distortion.

なお、上述の実施形態では、被写体13が球面の場合に最適な撮像レンズの例を説明したが、これに限らず、カプセル型内視鏡11から見た被検者の体腔内の、より実際的な形状に合わせた他の曲面形状を被写体13とする場合に適した撮像レンズとしても良い。   In the above-described embodiment, an example of an imaging lens that is optimal when the subject 13 is a spherical surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and is more actual in the body cavity of the subject as viewed from the capsule endoscope 11. An imaging lens suitable for the case where the subject 13 has another curved surface shape that matches a specific shape may be used.

カプセル型内視鏡の構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a capsule type endoscope roughly. 実施例1の撮像レンズの断面図である。2 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 1. FIG. 実施例1の撮像レンズの収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram of the imaging lens of Example 1. 実施例2の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 2. FIG. 実施例2の撮像レンズの収差図である。6 is an aberration diagram of the imaging lens of Example 2. FIG. 実施例3の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 3. FIG. 実施例3の撮像レンズの収差図である。6 is an aberration diagram of the imaging lens of Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 カプセル型内視鏡
12 カプセル
13 被写体
16,21,31,41 撮像レンズ
17 撮像素子
L1 第1レンズ
S6 開口絞り
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
18 カバーガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Capsule type endoscope 12 Capsule 13 Subject 16, 21, 31, 41 Imaging lens 17 Imaging element L1 1st lens S6 Aperture stop L2 2nd lens L3 3rd lens L4 4th lens 18 Cover glass

Claims (6)

ドーム状のカプセル内に配置されるカプセル型内視鏡用の撮像レンズにおいて、
被写体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ、絞り、正または負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズを備え、曲面状の被写体を平面に結像させることを特徴とする撮像レンズ。
In an imaging lens for a capsule endoscope placed in a dome-shaped capsule,
In order from the subject side, a first lens having negative refractive power, a diaphragm, a second lens having positive or negative refractive power, a third lens having positive refractive power, and a fourth lens having positive refractive power are provided. An imaging lens, wherein a curved subject is imaged on a plane.
半画角をω(度)とするときに、
2ω>135
を満たすことを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
When the half angle of view is ω (degrees),
2ω> 135
The imaging lens according to claim 1, wherein:
全系の焦点距離をf、前記第1レンズの焦点距離をf1とするときに、
|f1/f|<5
を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像レンズ。
When the focal length of the entire system is f and the focal length of the first lens is f1,
| F1 / f | <5
The imaging lens according to claim 1 or 2, wherein:
前記第1レンズは、少なくとも1つの面が非球面となっていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の撮像レンズ。   The imaging lens according to claim 1, wherein at least one surface of the first lens is an aspherical surface. 前記第4レンズは、少なくとも1つの面が非球面となっていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の撮像レンズ。   The imaging lens according to claim 1, wherein at least one surface of the fourth lens is an aspherical surface. 請求項1ないし5のいずれかに記載の撮像レンズを備えることを特徴とするカプセル型内視鏡。   A capsule endoscope comprising the imaging lens according to claim 1.
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