(57)【要約】【課題】色収差及び歪曲収差の両方が良好に補正されて、高い光学性能を有する内視鏡用対物レンズ、及びこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供する。【解決手段】内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、負レンズからなる第１レンズ群と、負レンズからなる第２レンズ群と、接合レンズからなる第３レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する単レンズもしくは全体として正の屈折力を有する接合レンズからなる第４レンズ群と、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合された接合レンズからなる第５レンズ群とからなり、接合レンズに関する予め定められた条件式を満足する。【選択図】図１
2020112776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順に、負レンズからなる第１レンズ群と、負レンズからなる第２レンズ群と、２枚のレンズが接合されてなる接合レンズからなる第３レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する単レンズもしくは２枚のレンズが接合されてなり全体として正の屈折力を有する接合レンズからなる第４レンズ群と、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズからなる第５レンズ群とからなり、
接合レンズの総数をｋ、
１からｋまでの自然数をｉ、
物体側からｉ番目の接合レンズを構成する物体側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνａｉ、
物体側からｉ番目の接合レンズを構成する像側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνｂｉ、
前記開口絞りから、物体側からｉ番目の接合レンズの接合面までの光軸上の距離をＤｃｉ、
物体側からｉ番目の接合レンズの接合面の曲率半径をＲｃｉとした場合、
【数１】
2020112776.tif 000028
で表される条件式（１）を満足する内視鏡用対物レンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離をｆ１２、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、
前記第１レンズ群の前記負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ１、
前記第１レンズ群の前記負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ１、
前記第２レンズ群の前記負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ２、
前記第２レンズ群の前記負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ２とした場合、
【数２】
2020112776.tif 000029
で表される条件式（２）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ３、
前記内視鏡用対物レンズの焦点距離をｆとした場合、
−２０＜Ｒｒ３／ｆ＜−０．５    （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１又は２に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ４、
前記内視鏡用対物レンズの焦点距離をｆとした場合、
−２．５＜Ｒｒ４／ｆ＜−１    （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項５】
前記第５レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ５、
前記第５レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲｆ５とした場合、
−０．５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜１    （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項６】
前記開口絞りから最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆ、
前記開口絞りから最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｒとした場合、
０．５＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．５    （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成焦点距離をｆ１２３、
前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成焦点距離をｆ４５とした場合、
１．５＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜１０    （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項８】
【数３】
2020112776.tif 000030
で表される条件式（１−１）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項９】
【数４】
2020112776.tif 000031
で表される条件式（２−１）を満足する請求項２に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１０】
−１２＜Ｒｒ３／ｆ＜−１    （３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する請求項３に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１１】
−２．２＜Ｒｒ４／ｆ＜−１．２    （４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する請求項４に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１２】
−０．２５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜０．７    （５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する請求項５に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１３】
０．８＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．２    （６−１）
で表される条件式（６−１）を満足する請求項６に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１４】
１．８＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜８    （７−１）
で表される条件式（７−１）を満足する請求項７に記載の内視鏡用対物レンズ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内視鏡用対物レンズ、及び内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野において患者の体内の観察及び処置等を行うために内視鏡が用いられている。下記特許文献１及び特許文献２には、内視鏡用対物レンズとして使用可能なレンズ系が記載されている。これらのレンズ系は、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する群と、正の屈折力を有する群とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１６１５２０号公報
【特許文献２】特開２０１７−２６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では内視鏡で撮像した画像に画像処理を施して表面構造等を強調させた画像を生成し、病変部を際立たせて観察することが行われている。このような観察では光源として白色光源に加え、例えば波長が４００ｎｍ（ナノメートル）付近の短波長のレーザ光源が用いられることがある。その際には、短波長域から可視域までの全域において色収差が良好に補正された内視鏡用対物レンズが求められる。一方、手術処置を伴う内視鏡観察においては、処置範囲の特定、及び精確な処置を行うために映像に歪みが少ないことが要求されており、そのためには、歪曲収差が良好に補正された内視鏡用対物レンズが求められる。以上のことから、内視鏡用対物レンズには、色収差及び歪曲収差の両方がバランスよく良好に補正されていることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のレンズ系は、色収差及び歪曲収差の両方が十分に補正されたものであるとは言えない。特許文献２に記載のレンズ系は、歪曲収差の補正と倍率色収差の補正とのバランスを良好に保つという点では改善の余地がある。
【０００６】
本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、色収差及び歪曲収差の両方が良好に補正されて、高い光学性能を有する内視鏡用対物レンズ、及びこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負レンズからなる第１レンズ群と、負レンズからなる第２レンズ群と、２枚のレンズが接合されてなる接合レンズからなる第３レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する単レンズもしくは２枚のレンズが接合されてなり全体として正の屈折力を有する接合レンズからなる第４レンズ群と、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズからなる第５レンズ群とからなり、接合レンズの総数をｋ、１からｋまでの自然数をｉ、物体側からｉ番目の接合レンズを構成する物体側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνａｉ、物体側からｉ番目の接合レンズを構成する像側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνｂｉ、開口絞りから、物体側からｉ番目の接合レンズの接合面までの光軸上の距離をＤｃｉ、物体側からｉ番目の接合レンズの接合面の曲率半径をＲｃｉとした場合、下記条件式（１）を満足する。
【数１】
2020112776.tif 000003
【０００８】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
【数２】
2020112776.tif 000004
【０００９】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離をｆ１２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、第１レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ１、第１レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ１、第２レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ２、第２レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ２とした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
【数３】
2020112776.tif 000005
【数４】
2020112776.tif 000006
【００１０】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、第３レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ３、内視鏡用対物レンズの焦点距離をｆとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
−２０＜Ｒｒ３／ｆ＜−０．５    （３）
−１２＜Ｒｒ３／ｆ＜−１    （３−１）
【００１１】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ４、内視鏡用対物レンズの焦点距離をｆとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
−２．５＜Ｒｒ４／ｆ＜−１    （４）
−２．２＜Ｒｒ４／ｆ＜−１．２    （４−１）
【００１２】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、第５レンズ群の最も像側の面の曲率半径をＲｒ５、第５レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲｆ５とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
−０．５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜１    （５）
−０．２５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜０．７    （５−１）
【００１３】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、開口絞りから最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆ、開口絞りから最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｒとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
０．５＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．５    （６）
０．８＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．２    （６−１）
【００１４】
上記態様の内視鏡用対物レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群との合成焦点距離をｆ１２３、第４レンズ群と第５レンズ群との合成焦点距離をｆ４５とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
１．５＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜１０    （７）
１．８＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜８    （７−１）
【００１５】
本開示の別の態様に係る内視鏡は、本開示の上記態様の内視鏡用対物レンズを備えている。
【００１６】
なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、及び撮像素子等が含まれていてもよいことを意図する。
【００１７】
なお、本明細書の「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」、「正レンズ」、及び「正のレンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負レンズ」、及び「負のレンズ」は同義である。
【００１８】
「単レンズ」は、接合されていない１枚のレンズを意味する。複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、レンズ面の曲率半径、及びレンズ面の面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負とする。
【００１９】
本明細書において、条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、ｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、及び「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）である。本明細書において、配列順に関する「物体側から順に」は「物体側から像側へ向かって順に」と同義である。
【発明の効果】
【００２０】
本開示によれば、色収差及び歪曲収差の両方が良好に補正されて、高い光学性能を有する内視鏡用対物レンズ、及びこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。
【図２】本開示の実施例１の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図３】本開示の実施例２の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図４】本開示の実施例３の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図５】本開示の実施例４の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図６】本開示の実施例５の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図７】本開示の実施例６の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図８】本開示の実施例７の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図９】本開示の実施例８の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図である。
【図１０】本開示の実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１１】本開示の実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１２】本開示の実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１３】本開示の実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１４】本開示の実施例５の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１５】本開示の実施例６の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１６】本開示の実施例７の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１７】本開示の実施例８の内視鏡用対物レンズの各収差図である。
【図１８】本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物レンズ１の構成を示す断面図である。図１に示す例は後述の実施例１に対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側である。
【００２３】
なお、図１では、使用状況を考慮して、内視鏡用対物レンズ１の物体側にカバーガラスＣＧが配置され、内視鏡用対物レンズ１の像側に光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、及び／又はプリズム等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。カバーガラスＣＧ及び光学部材ＰＰは、入射面と出射面が平行な屈折力を有しない部材であり、レンズではない。本開示においてはカバーガラスＣＧ及び光学部材ＰＰの少なくとも一方を省略した構成も可能である。また、図１では光学部材ＰＰの像側の面に像面Ｓｉｍが位置する例を示しているが、本開示においては像面Ｓｉｍの位置はこの位置に限定されない。なお、図１に示す像面Ｓｉｍは大きさを示しているのではなく、光軸上の位置を示している。
【００２４】
本開示の内視鏡用対物レンズ１は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、１枚の負レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、１枚の負レンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、２枚のレンズが接合されて構成された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、正の屈折力を有する１枚の単レンズ、もしくは２枚のレンズが接合されて構成されて全体として正の屈折力を有する接合レンズからなる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有する１つのレンズ成分からなる。なお、「レンズ成分」とは、光軸上での空気接触面が物体側の面と像側の面の２つのみのレンズであり、１つのレンズ成分とは１つの単レンズあるいは１つの接合レンズを意味する。第５レンズ群Ｇ５は、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されて構成された接合レンズからなる。なお、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズからなる接合レンズは、物体側から順に正レンズと負レンズとが接合された接合レンズでもよく、物体側から順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズでもよい。
【００２５】
第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２を上記のように構成して、最も物体側から順に連続して２枚の負レンズを配置することによって、広画角を維持しつつ、歪曲収差を抑えることに有利となる。
【００２６】
第３レンズ群Ｇ３は２枚のレンズを接合して構成することによって、小型化に有利となる。第３レンズ群Ｇ３が互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズからなる場合は、倍率色収差の補正に有利となる。第３レンズ群Ｇ３が２枚の正レンズからなる場合は、歪曲収差の補正に有利となる。
【００２７】
開口絞りＳｔを上記のようにレンズ系のほぼ中央に配置することによって、開口絞りＳｔに対して対称性の良いレンズ系を構成することができ、歪曲収差の抑制に有利となる。なお、図１に示す開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が負の屈折力を有するレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４を上記構成にすることによって、非点収差及び像面湾曲の発生を抑えることができる。第４レンズ群Ｇ４が１枚の単レンズからなる場合は、小型化に有利となる。第４レンズ群Ｇ４が、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズを接合して構成された接合レンズからなる場合は、色収差の補正に有利となる。
【００２９】
第５レンズ群Ｇ５は、開口絞りＳｔから遠く、像面Ｓｉｍに最も近いレンズ群である。この第５レンズ群Ｇ５を上記構成にすることによって、倍率色収差の補正に有利となる。
【００３０】
一例として、図１に示す内視鏡用対物レンズ１は、第１レンズ群Ｇ１がレンズＬ１の１枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２がレンズＬ２の１枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ４１〜Ｌ４２の２枚のレンズからなり、第５レンズ群Ｇ５が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ５１〜Ｌ５２の２枚のレンズからなるように構成されている。
【００３１】
内視鏡用対物レンズ１が有する接合レンズの総数をｋ、１からｋまでの自然数をｉ、物体側からｉ番目の接合レンズを構成する物体側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνａｉ、物体側からｉ番目の接合レンズを構成する像側のレンズのｄ線基準のアッベ数をνｂｉ、開口絞りＳｔから、物体側からｉ番目の接合レンズの接合面までの光軸上の距離をＤｃｉ、物体側からｉ番目の接合レンズの接合面の曲率半径をＲｃｉとした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（１）を満足するように構成されている。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で発生する軸上色収差及び倍率色収差を補正することが容易となる。さらに、内視鏡用対物レンズ１は、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。条件式（１−１）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で発生する軸上色収差及び倍率色収差を補正することがより容易となる。条件式（１−１）の上限以上とならないようにすることによって、レンズ系の光軸方向の小型化に有利となる。
【数５】
2020112776.tif 000007
【数６】
2020112776.tif 000008
【００３２】
図１に示す例では、内視鏡用対物レンズ１が有する接合レンズの総数は３である。一例として、図１に、物体側から１番目、２番目、及び３番目の接合レンズの接合面と開口絞りＳｔとの光軸上の距離としてそれぞれＤｃ１、Ｄｃ２、及びＤｃ３を示し、物体側から１番目、２番目、及び３番目の接合レンズの接合面の曲率半径としてそれぞれＲｃ１、Ｒｃ２、及びＲｃ３を示す。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離をｆ１２、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３、第１レンズ群Ｇ１の負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ１、第１レンズ群Ｇ１の負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ１、第２レンズ群Ｇ２の負レンズの像側の面の曲率半径をＲｒ２、第２レンズ群Ｇ２の負レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆ２とした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の（Ｒｒ１＋Ｒｆ１）／（Ｒｒ１−Ｒｆ１）、（Ｒｒ２＋Ｒｆ２）／（Ｒｒ２−Ｒｆ２）はそれぞれ、第１レンズ群Ｇ１のレンズ形状、第２レンズ群Ｇ２のレンズ形状に関する項である。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、内視鏡用の対物光学系として好適な広画角を維持することが容易となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、軸外光線の屈折を好適に制御して、歪曲収差を抑えることが容易となる。なお、下記条件式（２−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
【数７】
2020112776.tif 000009
【数８】
2020112776.tif 000010
【００３４】
第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面の曲率半径をＲｒ３、内視鏡用対物レンズ１の焦点距離をｆとした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面の正の屈折力を確保することができ、小型化に有利となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面の正の屈折力が過剰になりすぎないため、像面湾曲及び非点収差の良好な補正に寄与することができる。なお、下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−２０＜Ｒｒ３／ｆ＜−０．５    （３）
−１２＜Ｒｒ３／ｆ＜−１    （３−１）
【００３５】
第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の曲率半径をＲｒ４、内視鏡用対物レンズ１の焦点距離をｆとした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の正の屈折力を確保することができ、小型化に有利となる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面の正の屈折力が過剰になりすぎないため、歪曲収差の良好な補正に寄与することができる。なお、下記条件式（４−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−２．５＜Ｒｒ４／ｆ＜−１    （４）
−２．２＜Ｒｒ４／ｆ＜−１．２    （４−１）
【００３６】
第５レンズ群Ｇ５の最も像側の面の曲率半径をＲｒ５、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側の面の曲率半径をＲｆ５とした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、歪曲収差の補正に有利となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、像面湾曲の補正に有利となり、また、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を小さくすることに有利となる。なお、下記条件式（５−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜１    （５）
−０．２５＜（Ｒｒ５＋Ｒｆ５）／（Ｒｒ５−Ｒｆ５）＜０．７    （５−１）
【００３７】
開口絞りＳｔから最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆ、開口絞りＳｔから最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｒとした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（６）を満足することが好ましい。一例として、内視鏡用対物レンズ１におけるＤｆ及びＤｒを図１に示す。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、開口絞りＳｔの物体側のレンズ系の長さと像側のレンズ系の長さとのバランスを維持しつつ、歪曲収差を抑えることが容易となる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、最も物体側のレンズの小径化に有利となる。なお、下記条件式（６−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．５＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．５    （６）
０．８＜Ｄｆ／Ｄｒ＜１．２    （６−１）
【００３８】
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成焦点距離をｆ１２３、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成焦点距離をｆ４５とした場合、内視鏡用対物レンズ１は下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）は、開口絞りＳｔより物体側の全てのレンズ群の合成屈折力と、開口絞りＳｔより像側の全てのレンズ群の合成屈折力との比に関する式である。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、広画角を維持しつつ歪曲収差を良好に補正することに有利となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることによって、開口絞りＳｔの物体側のレンズの屈折力と像側のレンズの屈折力とのバランスをとりつつ、最も物体側のレンズの小径化を図ることが容易となる。なお、下記条件式（７−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．５＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜１０    （７）
１．８＜｜ｆ１２３／ｆ４５｜＜８    （７−１）
【００３９】
条件式に関する構成も含め上述した好ましい構成及び／又は可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本開示の内視鏡用対物レンズ１によれば、色収差及び歪曲収差の両方を良好に補正して、高い光学性能を実現することができる。
【００４０】
次に、本開示の内視鏡用対物レンズの数値実施例について説明する。なお、以下に示す実施例のデータは全て、内視鏡用対物レンズの焦点距離が１になるように規格化された場合のデータである。
［実施例１］
実施例１の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図２に示す。図２には光束として、軸上光束２及び最大画角の光束３を示している。また、図２には使用状況を考慮して、図１同様にカバーガラスＣＧと光学部材ＰＰも合わせて示している。実施例１の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。なお、図２に示す開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と正のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、負のレンズＬ４１と正のレンズＬ４２とが接合された接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００４１】
実施例１の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に示す。表１において、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。
【００４２】
表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には、カバーガラスＣＧ、開口絞りＳｔ、及び光学部材ＰＰも示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１のＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。
【００４３】
表２に、内視鏡用対物レンズの焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、及び最大全画角２ωの値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表１及び表２では予め定められた桁でまるめた数値を記載している。
【００４４】
【表１】
2020112776.tif 000011
【００４５】
【表２】
2020112776.tif 000012
【００４６】
図１０に、実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図を示す。図１０では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ実線、長破線、及び短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ長破線、及び短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。表１及び図１０に示すデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２１にした場合のデータである。
【００４７】
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００４８】
［実施例２］
実施例２の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図３に示す。実施例２の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正のレンズＬ４１と正のレンズＬ４２とが接合された接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００４９】
実施例２の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表３に、諸元を表４に、各収差図を図１１に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２５にした場合のデータである。
【００５０】
【表３】
2020112776.tif 000013
【００５１】
【表４】
2020112776.tif 000014
【００５２】
［実施例３］
実施例３の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図４に示す。実施例３の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、負のレンズＬ４１と正のレンズＬ４２とが接合された接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００５３】
実施例３の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、各収差図を図１２に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２２にした場合のデータである。
【００５４】
【表５】
2020112776.tif 000015
【００５５】
【表６】
2020112776.tif 000016
【００５６】
［実施例４］
実施例４の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図５に示す。実施例４の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負のレンズＬ３１と正のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、負のレンズＬ４１と正のレンズＬ４２とが接合された接合レンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００５７】
実施例４の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、各収差図を図１３に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２３にした場合のデータである。
【００５８】
【表７】
2020112776.tif 000017
【００５９】
【表８】
2020112776.tif 000018
【００６０】
［実施例５］
実施例５の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図６に示す。実施例５の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、正のレンズＬ４からなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００６１】
実施例５の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に、各収差図を図１４に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２３にした場合のデータである。
【００６２】
【表９】
2020112776.tif 000019
【００６３】
【表１０】
2020112776.tif 000020
【００６４】
［実施例６］
実施例６の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図７に示す。実施例６の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、正のレンズＬ４からなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００６５】
実施例６の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表１１に、諸元を表１２に、各収差図を図１５に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２２にした場合のデータである。
【００６６】
【表１１】
2020112776.tif 000021
【００６７】
【表１２】
2020112776.tif 000022
【００６８】
［実施例７］
実施例７の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図８に示す。実施例７の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、正のレンズＬ４からなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正のレンズＬ５１と負のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００６９】
実施例７の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表１３に、諸元を表１４に、各収差図を図１６に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２６にした場合のデータである。
【００７０】
【表１３】
2020112776.tif 000023
【００７１】
【表１４】
2020112776.tif 000024
【００７２】
［実施例８］
実施例８の内視鏡用対物レンズの構成と光束を示す断面図を図９に示す。実施例８の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、負のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２は、負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、正のレンズＬ４からなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、負のレンズＬ５１と正のレンズＬ５２とが接合された接合レンズからなる。
【００７３】
実施例８の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表１５に、諸元を表１６に、各収差図を図１７に示す。これらのデータは、物体からカバーガラスＣＧの物体側の面までの距離を２２にした場合のデータである。
【００７４】
【表１５】
2020112776.tif 000025
【００７５】
【表１６】
2020112776.tif 000026
【００７６】
表１７に実施例１〜８の内視鏡用対物レンズの条件式（１）〜（７）の対応値を示す。実施例１〜８はｄ線を基準波長としている。表１７にはｄ線基準での値を示す。
【００７７】
【表１７】
2020112776.tif 000027
【００７８】
以上のデータからわかるように、実施例１〜８の内視鏡用対物レンズは、小型に構成され、色収差及び歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されて、高い光学性能を実現している。
【００７９】
次に、本開示の実施形態に係る内視鏡について説明する。図１８に本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略的な全体構成図を示す。図１８に示す内視鏡１００は、主として、操作部１０２と、挿入部１０４と、コネクタ部（不図示）と接続されるユニバーサルコード１０６とを備える。挿入部１０４の大半は挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部１０７であり、軟性部１０７の先端には湾曲部１０８が連結され、湾曲部１０８の先端には先端部１１０が連結されている。湾曲部１０８は、先端部１１０を所望の方向に向けるために設けられるものであり、操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０９を回動させることにより湾曲操作が可能となっている。先端部１１０の内部先端に本開示の実施形態に係る内視鏡用対物レンズ１が配設される。図１８では内視鏡用対物レンズ１を概略的に図示している。本開示の内視鏡は、本開示の実施形態に係る内視鏡用対物レンズを備えているため、良好な画像を取得することができる。
【００８０】
以上、実施形態及び実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【符号の説明】
【００８１】
１  内視鏡用対物レンズ
２  軸上光束
３  最大画角の光束
１００  内視鏡
１０２  操作部
１０４  挿入部
１０６  ユニバーサルコード
１０７  軟性部
１０８  湾曲部
１０９  湾曲操作ノブ
１１０  先端部
ＣＧ  カバーガラス
Ｄｆ  開口絞りから最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｄｒ  開口絞りから最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群
Ｇ５  第５レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ５１、Ｌ５２  レンズ
ＰＰ  光学部材
Ｒｃ１、Ｒｃ２、Ｒｃ３  接合面の曲率半径
Ｄｃ１、Ｄｃ２、Ｄｃ３  開口絞りから接合面までの光軸上の距離
Ｓｉｍ  像面
Ｓｔ  開口絞り
Ｚ  光軸
【図１】
2020112776.tif 000032
【図２】
2020112776.tif 000033
【図３】
2020112776.tif 000034
【図４】
2020112776.tif 000035
【図５】
2020112776.tif 000036
【図６】
2020112776.tif 000037
【図７】
2020112776.tif 000038
【図８】
2020112776.tif 000039
【図９】
2020112776.tif 000040
【図１０】
2020112776.tif 000041
【図１１】
2020112776.tif 000042
【図１２】
2020112776.tif 000043
【図１３】
2020112776.tif 000044
【図１４】
2020112776.tif 000045
【図１５】
2020112776.tif 000046
【図１６】
2020112776.tif 000047
【図１７】
2020112776.tif 000048
【図１８】
2020112776.tif 000049