(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第１レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（２），条件（１２）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（２）    −０．５＜φ1m／φ＜−０．０２
（１２）    ０．０５＜Ｎ10n ・ｆGn2 ＜１．２
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ1mは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、Ｎ10nは第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGnは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項２】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第２レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（３）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（３）    ０．１４７＜φ2m／φ＜１．０
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ2mは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力を表す。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項３】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力をを持つ第２レンズのみからなり、前記第２レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、該ラジアル型屈折率分布レンズも含めて、レンズ系を構成するレンズの少なくとも１枚の少なくとも１面が非球面形状であり、該非球面形状が光軸から周辺に行くに従って非球面を用いたレンズの屈折力を小さくするような形状であり、条件（１３）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【請求項４】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、前記第２レンズ群に光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズを用い、該ラジアル型屈折率分布レンズは光軸から周辺にいくに従い順次屈折率が小さくなるような屈折率分布を持ち、ラジアル型屈折率分布レンズの面形状は正レンズの形状であり、条件（１），条件（１３）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ（ｒ）＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2＋Ｎ20ｒ4・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項５】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、前記第２レンズが、光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、ラジアル型屈折率分布レンズを含むレンズあるいはレンズ系中に配置した光学素子の中の少なくとも１枚が、特定の波長成分を遮断する機能を持ち、条件（１３）を満足することを特徴とする対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【請求項６】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、前記第２レンズが、光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、第２レンズ群よりも像側で少なくとも１回反射する反射面を用い、条件（１３）を満足することを特徴とする対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【請求項７】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第２レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（３），条件（４）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（３）    ０．０５＜φ2m／φ＜１．０
（４）    −０．５＜Ｎ10p ・ｆ2 ≦−０．１１９
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ2mは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆはレンズ全系の焦点距離を表す。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項８】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第１レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（２），条件（５）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（２）    −０．５＜φ1m／φ＜−０．０２
（５）    ０．０１＜Ｎ10n ・ｆ2 ≦０．２６９
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ1mは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、Ｎ10n は第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆはレンズ全系の焦点距離である。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項９】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第２レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（３），条件（８）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（３）    ０．０５＜φ2m／φ＜１．０
（８）    １．０１５≦ｄGp／ｆGp＜４．０
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ2mは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、ｄGpは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚、ｆGpは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離を表す。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項１０】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第１レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（２），条件（７）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（２）    −０．５＜φ1m／φ＜−０．０２
（７）    ０．１６６≦ｄGn／ｆGn＜１．２
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ1mは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、ｄGnは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚、ｆGnは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【請求項１１】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズのみからなり、少なくとも前記第２レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１），条件（３），条件（１３）を満足することを特徴とした対物レンズ。
（ａ）    Ｎ(r) ＝Ｎ00＋Ｎ10ｒ2 ＋Ｎ20ｒ4 ・・・
（１）    １／Ｖ10＜１／Ｖ00
（３）    ０．０５＜φ2m／φ＜１．０
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ(r) は距離ｒの点での屈折率分布、Ｎi0は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖi0はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し以下の式（ｂ），（ｃ）で与えられる値、φ2mは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離を表す。
（ｂ）    Ｖ00＝（Ｎ00d −１）／（Ｎ00F −Ｎ00C ）    （ｉ＝０）
（ｃ）    Ｖi0＝Ｎi0d ／（Ｎi0F −Ｎi0C ）    （ｉ＝1,2,3 ・・）
ここで、Ｎ00d ，Ｎ00F ，Ｎ00C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎi0d，Ｎi0F ，Ｎi0C はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアル型屈折率分布レンズを用いた対物レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、内視鏡の対物レンズなどに用いられる比較的広画角で、高性能なレンズ系の従来例として例えば図４３に示す特公昭６０−４６４１０号公報に記載されたようなレンズ系が多く知られている。この図４３に示す従来例は、物体側より順に負の屈折力を持つ前群と、絞りと、正の屈折力を持つ後群で構成された、いわゆるレトロフォーカスタイプのレンズ系である。このレンズ系において、前群は画角を広くするとともに、レンズ全系のペッツバール和を小さくし像面湾曲を補正する作用を持ち、又後群は３枚の正レンズと１枚の接合レンズを用いて各レンズにパワーを分散することによって球面収差やコマ収差の発生を押え、また接合レンズを用いることにより特に広画角なレンズ系で問題になる倍率の色収差を補正している。しかし、この従来例は諸収差を良好に補正しているもののレンズ枚数が６枚と多いため製作性が悪くコストが高くなる点で問題がある。
【０００３】
そのために、レンズ枚数が２枚程度の極めて少ない枚数で、製作性に優れたレトロフォーカスタイプの内視鏡対物レンズの実現が望まれている。しかし、例えば均質球面レンズ２枚で諸収差を良好に補正し高性能なレンズ系を達成することは困難である。
【０００４】
また、内視鏡は一般に、人体内部あるいは航空機のエンジン内部、配管内部等の暗部を観察、撮影するのに用いることが多いため、多くは観察部を照明する機構を備えている。このことに加え、被写界深度を深くするため、一般に内視鏡対物レンズのＮＡはさほど大きくない。このため軸上の収差はあまり問題にならず、むしろ、画角が広く、図４３に示すような負、正の非対称な構成をとるために軸外収差の補正が困難である。特に対物レンズを負レンズと正レンズの２枚で構成しようとすると、前記従来例の特公昭６０−４６４１０号公報に記載されている対物レンズのように接合レンズを用いることができないため、倍率の色収差の補正が難しく、軸外の結像性能が著しく悪化してしまい、均質レンズ２枚では軸外収差を良好に補正して軸外の結像性能を良くすることは困難である。
【０００５】
そこで、均質レンズと比較して特に、色収差の補正に優れた特徴を持つラジアル型屈折率分布レンズを用いることが考えられる。ラジアル型屈折率分布レンズを用いて、２枚のレンズにて構成した内視鏡対物レンズの従来例として、特公昭５２−２９２３８号公報に記載されているレンズ系が知られている。しかし、この従来例は画角が約７２°と狭く内視鏡対物レンズとしては不十分である。
【０００６】
また、画角が広くレンズ枚数２枚で広角レンズ系を達成した対物レンズの従来例として、例えば特開平５−１０７４７１号公報に記載されているレンズ系が知られている。しかし、この例ではラジアル型屈折率分布レンズを用いているにもかかわらず、ラジアル型屈折率分布レンズの色収差補正能力を効果的に利用しておらず、特に、広い画角のレンズ系で問題となる倍率の色収差が十分に補正されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はレンズ枚数が２枚程度、画角が８０°以上で諸収差が良好に補正された広い画角の対物レンズを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の対物レンズは、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズからなり、少なくとも前記第１レンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ以下の式（ａ）で表わされるラジアル型屈折率分布レンズであり、下記の条件（１）、条件（２）を満足することを特徴としている。
【０００９】
（ａ）    Ｎ（ｒ）  ＝Ｎ００＋Ｎ１０ｒ２  ＋Ｎ２０ｒ４  ・・・
（１）    １／Ｖ１０＜１／Ｖ００
（２）    −０．５＜φ１ｍ／φ＜−０．０２
ただし、ｒは光軸から半径方向への距離、Ｎ（ｒ）  は距離ｒの点での屈折率、Ｎｉ０は２ｉ次の屈折率分布係数、Ｖｉ０はラジアル型屈折率分布レンズの分散を表し下記の式（ｂ）、（ｃ）で与えられる値、φ１ｍは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全系の屈折力である。
【００１０】
（ｂ）  Ｖ００＝（Ｎ００ｄ  −１）／（ＮｏｏＦ  −Ｎ００Ｃ  ）      （ｉ＝０）
（ｃ）  Ｖｉ０＝Ｎｉ０ｄ  ／（Ｎｉ０Ｆ  −Ｎｉ０Ｃ  ）  （ｉ＝１，２，３・・）
ここで、Ｎ００ｄ  ，ＮｏｏＦ  ，Ｎ００Ｃ  はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の光軸上の屈折率、Ｎｉ０ｄ  ，ＮｉｏＦ  ，Ｎｉ０Ｃ  はそれぞれｄ線，Ｆ線，Ｃ線の２ｉ次の屈折率分布係数である。
【００１１】
例えば、内視鏡等に用いられる比較的画角の広い対物レンズは、画角を広くするために物体側より順に負レンズ群と正レンズ群とで構成したいわゆるレトロフォーカスタイプとすることが望ましい。
【００１２】
また、例えば内視鏡は人体内部や配管内部に挿入して内部の状態の観察等を行うため、対物レンズのレンズ径は小さいことが望まれる。そこで、本発明のレンズ系を内視鏡対物レンズとして用いる場合は、レンズの径を小さくするため、絞りを負レンズ群と正レンズ群との間に配置することが望ましい。この様な構成にすれば、第１レンズ群、あるいは第２レンズ群を通る軸外光束の光線高を低くし、レンズの径を小さくすることが可能である。しかし、絞りを挟んで正レンズ群、負レンズ群の非対称な構成とすると、レンズ全系で軸外収差の発生量が大きくなる傾向になり、特に倍率の色収差を良好に補正することが困難になる。そこで、これを良好に補正するには均質レンズに比べ色収差の補正に優れた特徴を持つ、ラジアル型屈折率分布レンズを用いることが望ましい。
【００１３】
ここで、ラジアル型屈折率分布レンズの薄肉における倍率の色収差ＬＴＣは下記の式（ｄ）で表わされることが知られている。
【００１４】
（ｄ）    ＬＴＣ＝Ｋ（φｓ  ／Ｖ００＋φｍ  ／Ｖ１０）
ただし、Ｋは軸外光線の光線高および最終近軸光線角度に依存する定数、φｓ  ，φｍ  はそれぞれラジアル型屈折率分布レンズの面と媒質の屈折力であり、媒質の屈折力は下記式（ｅ）で近似されることが知られている。
【００１５】
（ｅ）    φｍ  ≒−２Ｎ１０ｄＧ
ただし、ｄＧ  はラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚である。
【００１６】
式（ｄ）から明らかなように、この式の第２項のＶ１０を変化させることにより色収差の発生量を所望の値にすることが可能である。
【００１７】
本発明のレンズ系は、図３９に示す薄肉モデルの様に絞りＳを挟んで物体側より順に負レンズ群Ｌ１と正レンズ群Ｌ２の非対称な構成となっているため、軸上光線ＲＡとは異なり、軸外からの光線ＲＯはいずれのレンズにおいても入射光束を同じ方向（図では下側）に屈折させる。このため、レンズ全系で発生する倍率の色収差は非常に大きな値となり、本発明のレンズ系を物体側より順に負レンズ、正レンズの均質レンズ２枚で構成することは困難である。
【００１８】
そこで、これを解決するためにラジアル型屈折率分布レンズを用いて倍率の色収差を良好に補正するには、ラジアル型屈折率分布レンズを負の第１レンズに用いる場合と正の第２レンズに用いる場合とが考えられる。
【００１９】
本発明の第１の構成として負の第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合を説明する。
【００２０】
ラジアル型屈折率分布レンズで発生する色収差を同じ屈折力の均質レンズよりも小さくするには、式（ｄ）より、下記の式に示す関係を満足する必要がある。
【００２１】
φｓ  ／Ｖ００＋φｍ  ／Ｖ１０＜φｔ  ／Ｖ００
ここで、φｔ  は均質レンズの屈折力を表し、均質レンズのアッベ数はラジアル型屈折率分布レンズの光軸上のアッベ数Ｖ００と等しいと仮定している。
【００２２】
また、同じ屈折力のラジアル型屈折率分布レンズと均質レンズを比較しているので、下記の式のようになる。
【００２３】
φｔ  ＝φｓ  ＋φｍ
上記の２式より、下記の関係が成立つ。
【００２４】
φｓ  ／Ｖ００＋φｍ  ／Ｖ１０＜φｓ  ／Ｖ００＋φｍ  ／Ｖ００
上記の式から、前掲の条件（１）を得ることができる。
【００２５】
上述のように、本発明のレンズ系において倍率の色収差を良好に補正するには条件（１）を満足するラジアル型屈折率分布レンズを負の屈折力を持つ第１レンズに用いることが望ましい。この条件（１）は、同じ屈折力の均質レンズに比較してラジアル型屈折率分布レンズで発生する色収差を小さくするための必要条件である。もし、条件（１）を満足しないと、同じ屈折力の均質レンズに比較して倍率の色収差を良好に補正することができなくなる。
【００２６】
また、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて倍率の色収差を補正する場合、式（ｄ）より明らかなように、Ｖ１０の値に加えて面と媒質の屈折力を十分に考慮する必要がある。本発明のレンズ系で第１レンズで発生する倍率の色収差を小さくすることを考えると、式（ｄ）より、下記の式を満足することが望ましい。
【００２７】
φｓ  ／Ｖ００＋φｍ  ／Ｖ１０≒０
また、面と媒質のトータルの屈折力φＧ  （＝φｓ  ＋φｍ  ）を上記の式に代入し展開すると下記の式が導出できる。
【００２８】
φｍ  ≒φＧ  ×Ｖ１０／（Ｖ１０−Ｖ００）
ここで、ラジアル型屈折率分布レンズの光軸上のアッベ数Ｖ００は通常３０〜８０程度の値を持ち、第１レンズが負の屈折力を持つことから、色収差を補正するための必要条件（１）より、下記の式のようになる。
【００２９】
φＧ  ×Ｖ１０／（Ｖ１０−Ｖ００）＜０
上記の式から媒質では負の屈折力を持つことが望ましいことがわかる。このことに加え、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することを考えると、本発明のレンズ系の第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合、媒質の屈折力φ１ｍは前記の条件（２）を満足することが望ましい。
【００３０】
レンズ全系の屈折力に対して、媒質の屈折力が条件（２）を満足すれば、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが可能である。もし、条件（２）の上限値の−０．０２を越えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。また、下限値の−０．５を超えてしまうと、媒質の屈折力が大きくなりすぎ、倍率の色収差が補正過剰となるため好ましくない。
【００３１】
また、本発明の第２の構成は、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズからなり、正の屈折力の第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた対物レンズで、前記第２レンズであるラジアル型屈折率分布レンズが前記の式（ａ）で表わされ前記の条件（１）および下記の条件（３）を満足するものである。
【００３２】
（１）    １／Ｖ１０＜１／Ｖ００
（３）    ０．０５＜φ２ｍ／φ＜１．０
ただしφ２ｍは第２レンズに用いる屈折率分布レンズの媒質の屈折力、φはレンズ全体の屈折力である。
【００３３】
図４０を用いて説明したように、レンズ全系で発生する倍率の色収差は非常に大きな値となっており、例えば、物体側より順に負レンズと正レンズの均質レンズ２枚で構成することは困難である。そこで、これを解決するために正の第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いて倍率の色収差を良好に補正する場合、前述のように、条件（１）を満足することが望ましい。
【００３４】
条件（１）は、同じ屈折力を有する均質レンズに比べてラジアル型屈折率分布レンズで発生する色収差を小さくするための必要条件となる。
【００３５】
もし、条件（１）を満足しないと、同じ屈折力を持つ均質レンズと比較して倍率の色収差を良好に補正することができなくなる。
【００３６】
また、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて倍率の色収差を補正する場合、前述のように、Ｖ１０の値に加えて面と媒質の屈折力を考慮する必要がある。本発明のレンズ系で第２レンズで発生する倍率の色収差を小さくすることを考えると、前述の第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合と同様、式（ｄ）より、下記の式が導出できる。
【００３７】
φｍ  ≒φＧ  ×Ｖ１０／（Ｖ１０−Ｖ００）
ここで、第２レンズが正の屈折力を持つことから、φｍ  は正の値を持つことが望ましい。さらに、レンズ全系での倍率の色収差を良好に補正することを考えると、第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合、媒質の屈折力φ２ｍは前記の条件（３）を満足することが望ましい。
【００３８】
レンズ全体の屈折力に対して、媒質の屈折力が条件（３）を満足すれば、レンズ全体で倍率の色収差を良好に補正することが可能である。
【００３９】
もし、条件（３）の下限値の０．０５を超えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全体で倍率の色収差を良好に補正することが困難になり好ましくない。また、上限値の１．０を超えてしまうと、媒質の屈折力が大きくなりすぎ、倍率の色収差が補正過剰となるため好ましくない。
【００４０】
また、条件（３）は倍率の色収差の補正に加えて、これ以外の収差をも良好に補正するための条件である。
【００４１】
本発明のレンズ系は、画角が広いためレンズ全系で正のペッツバール和が発生し、像面が物体側に倒れてくる傾向にある。そこで、これを良好に補正するには正のペッツバール和が大きい第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いてこれを良好に補正することが望ましい。
【００４２】
ここで、ラジアル型屈折率分布レンズのペッツバール和ＰＴＺは下記の式（ｆ）で表される。
【００４３】
（ｆ）    ＰＴＺ＝φｓ  ／Ｎ００＋φｍ  ／Ｎ００２
式（ｆ）より、右辺の第２項の分母に２乗が掛かっているため、同じ屈折力の均質レンズと比較してペッツバール和を小さくすることが可能である。
【００４４】
ラジアル型屈折率分布レンズで正のペッツバール和を小さくすることを考えると、式（ｆ）より、下記の式を満足することが望ましい。
【００４５】
φｓ  ／Ｎ００＋φｍ  ／Ｎ００２  ≒０
また、面と媒質のトータルの屈折力φＧ  （＝φｓ  ＋φｍ  ）を上記の式に代入し展開すると下記の式が導出できる。
【００４６】
φｍ  ≒φＧ  ×Ｎ００／（Ｎ００−１）
ここで、ラジアル型屈折率分布レンズの光軸上の屈折率Ｎ００は通常１以上で１．４５〜１．８５程度の値を持つことから、正の屈折力の第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合、ペッツバール和を良好に補正するには媒質の屈折力は正の値を持つことが望ましい。もし、媒質で負の屈折力を持つラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズに用いると、正のペッツバール和がさらに大きくなり像面が物体側に倒れてくるため好ましくない。
【００４７】
さらに、本発明のレンズ系においてペッツバール和の補正を考えると、式（ｆ）より媒質の屈折力はある程度大きいことが好ましく、媒質の屈折力φ２ｍは条件（３）を満足することが望ましい。
【００４８】
レンズ全系の屈折力に対して、媒質の屈折力が条件（３）を満足すれば、レンズ全系でペッツバール和を良好に補正することが可能である。もし、条件（３）の下限値の０．０５を超えると、媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系でペッツバール和を良好に補正することが困難になる。また、上限値の１．０を超えると、媒質の屈折力が大きくなりすぎ、ペッツバール和が補正過剰となり像面が物体側から遠ざかる方向に倒れてくるため好ましくない。
【００４９】
以上、述べたように、条件（３）は本発明のレンズ系（第２の構成のレンズ系）において、倍率の色収差と同時にペッツバール和をも良好に補正するための条件である。
【００５０】
また、内視鏡対物レンズは一般に、像面にＣＣＤ等の固体撮像素子を配置するか又は光ファイバー束からなるいわゆるイメージガイドの端面を像面位置に配置して用いることが多い。一般に、銀塩写真フィルム等を用いる場合と異なり、固体撮像素子やイメージガイドを用いる場合は、集光効率を良くするため像面への入射光はできるだけテレセントリックに近いことが望まれる。本発明のレンズ系においてもこれを満足させるために正の屈折力の第２レンズは、物体側の面と比較して像側の面に強い正の屈折力を持たせる様な構成になる。しかし、画角が広い本発明のレンズ系において軸外光線の光線高が比較的高い第２レンズの像側の面の正の屈折力を強めると、この面で発生するコマ収差が大になり、均質球面レンズでは良好に補正することが困難である。
【００５１】
そこで、本発明においては、第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズによりコマ収差を良好に補正することを考えた。この収差補正のためには、ラジアル型屈折率分布レンズが、光軸から周辺に行くに従って屈折率が順次小さくなる様な屈折率分布をもつことが望ましい。この様な屈折率分布を持てば、第２レンズ群の像側の面でのコマ収差の発生量を小さくすることが可能になる。このことから、条件（３）は倍率の色収差を良好に補正することに加えて、コマ収差を良好に補正するための条件をも兼ねている。条件（３）を満足すればラジアル型屈折率分布レンズの屈折率分布は、光軸から周辺に行くに従い屈折率が順次小さくなり、コマ収差を良好に補正することが可能になる。もし、条件（３）の下限値の０．０５を超えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズによりコマ収差を良好に補正することが困難となる。また、上限値の１．０を超えてしまうとコマ収差が補正過剰となるため好ましくない。
【００５２】
また、本発明のレンズ系は、画角が広く、物体側より順に負、正の非対称な構成であるため、樽型のディストーションが大きく発生する傾向にあり、均質球面レンズ２枚でこれを良好に補正することは困難である。本発明のレンズ系において樽型のディストーションを良好に補正するためには、光軸から周辺に行くに従って屈折率が順次小さくなるような分布を持つラジアル型屈折率分布レンズを正の屈折力の第２レンズに用いることが望ましい。この様な屈折率分布を持てば、第２レンズで発生するディストーションを小さくすることが可能になる。このことから、条件（３）は倍率の色収差を良好に補正することに加えて、ディストーションをも良好に補正するための条件をも兼ねている。条件（３）を満足すれば屈折率が光軸から周辺にいくに従い順次小さくなり、ディストーションを良好に補正することが可能である。もし、条件（３）の下限値の０．０５を超えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズによりディストーションを良好に補正することが困難となる。また、上限値の１．０を超えてしまうと前述のディストーション以外の収差が補正過剰になるため好ましくない。
【００５３】
また、本発明の第３の構成は、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと正の屈折力を持つ第２レンズからなり、少なくとも１枚のレンズが光軸から半径方向に屈折率分布を持つ式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、このラジアル型屈折率分布レンズも含めて、レンズ系を構成するレンズの少なくとも１枚の少なくとも１面が非球面形状であり、この非球面形状が光軸から周辺に行くに従って非球面を用いたレンズの屈折力を小さくするような形状であることを特徴とする対物レンズである。
【００５４】
本発明のレンズ系は広画角であることに加え、物体側より順に負レンズと正レンズの非対称な構成となっているため、倍率の色収差に加え特に樽型のディストーションが大きく発生する傾向がある。前述の様に本発明のレンズ系の第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いることによりディストーションをある程度補正することが出来るが、これをさらに良好に補正するためには、本発明のレンズ系の少なくとも１枚のレンズの少なくとも１面を非球面とし、この非球面の形状を光軸から周辺に行くに従い非球面を用いたレンズの屈折力が弱くなるような形状にすることが望ましい。本発明のレンズ系は、負の屈折力の第１レンズおよび正の屈折力の第２レンズのいずれにおいても樽型のディストーションが発生する。そこでレンズ系に非球面を用いる場合は、いずれのレンズに用いる場合も、非球面形状を光軸から周辺に行くに従って非球面を用いたレンズの屈折力が小さくなるような形状とすることが望ましい。例えば、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズが用いられている場合、非球面を負の屈折力の第１レンズに用い、その形状を光軸から周辺に行くに従って負の屈折力が弱くなるような非球面にすることが望ましい。前述のように、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いて第２レンズで発生するディストーションをある程度補正することが可能であるが、第１レンズに非球面を適用すればさらに良好にディストーションを補正することが可能である。
【００５５】
また、第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズが用いられている場合は、非球面を正の屈折力の第２レンズに用いその形状を光軸から周辺に行くに従って正の屈折力が弱くなるような非球面にすることが望ましい。
【００５６】
もし、非球面の形状を光軸から周辺に行くに従い非球面を用いた群の屈折力を強くするような形状とすると、レンズ全系で発生する樽型のディストーションをさらに大きくすることになるため好ましくない。
【００５７】
また、ラジアル型屈折率分布レンズを非球面とすることによっても前述とほぼ同様の効果を得ることが出来ることは言うまでもない。
【００５８】
また、本発明の上記第３の構成のレンズ系において、倍率の色収差を良好に補正するにはラジアル型屈折率分布レンズが条件（１）を満足することが望ましい。もし、条件（１）を満足しないと本発明のレンズ系で発生する倍率の色収差がさらに大になるため好ましくない。
【００５９】
また、本発明のレンズ系において、負レンズと正レンズの２枚のレンズで構成する場合、両レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いれば、倍率の色収差をさらに良好に補正できることは言うまでもない。
【００６０】
また、本発明のレンズ系において、負、正の２枚のレンズで構成する場合、両レンズ共に非球面を用いれば、ディストーションをさらに良好に補正できることは言うまでもない。
【００６１】
また、本発明の第４の構成は、物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群よりなり、第２レンズ群中に少なくとも１枚、光軸から半径方向に屈折率分布を持つ式（ａ）で表されるラジアル型屈折率分布レンズを用い、このラジアル型屈折率分布レンズが光軸から周辺にいくに従い順次屈折率が小さくなるような屈折率分布を持ち、ラジアル型屈折率分布レンズの面形状が正レンズの形状であり、条件（１）を満足することを特徴とする対物レンズである。
【００６２】
第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合、前述のように、倍率の色収差の補正上、条件（１）を満足することが望ましく、また、ペッツバール和あるいはコマ収差あるいはディストーションの補正上、光軸から周辺にいくに従い順次屈折率が小さくなるような屈折率分布を持つことが望ましい。また、諸収差の補正に加えて、さらに、ラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考慮すると、ラジアル型屈折率分布レンズの面形状は正レンズの形状であることが望ましい。
【００６３】
本発明のレンズ系は画角が広いため、第２レンズ群は強い正の屈折力を持つ必要がある。そのためラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズ群に用いる場合、ラジアル型屈折率分布レンズも強い正の屈折力を持つことが望ましい。しかし、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質で極端に強い正の屈折力を持たせることは次の理由で好ましくない。式（ｅ）より明らかなように、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力を強くするためには２次の屈折率分布係数Ｎ１０の絶対値を大きくするか、ラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚ｄＧ  を厚くすればよいが、２次の屈折率分布係数の絶対値を大きくするためには素材の作製上ある程度限界があり、また、レンズ厚ｄＧ  を厚くするとレンズ系をコンパクトにすることが困難になり、例えばより小型化が望まれる内視鏡の対物レンズとして使用できなくなるため好ましくない。そのため、媒質に極端に強い正の屈折力を持たせず、面と媒質の双方に屈折力を持たせることが好ましく、ラジアル型屈折率分布レンズの面形状は正レンズの形状であることが望ましい。
【００６４】
また、本発明の第５の構成は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群よりなり、少なくとも１枚のレンズが、光軸から半径方向に屈折率分布を持つ式（ａ）にて表わされるラジアル型屈折率分布レンズであり、ラジアル型屈折率分布レンズを含むレンズあるいはレンズ系中に配置した光学素子の中の少なくとも１枚が、特定の波長成分を遮断する機能を持つことを特徴とする対物レンズである。
【００６５】
ラジアル型屈折率分布レンズを用いることにより、特に色収差を良好に補正し高い結像性能を持つ対物レンズを達成することが可能である。ここで、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた内視鏡対物レンズは、通常、固体撮像素子が赤外波長域で高い感度を持つため、赤外領域の光線をカットするための赤外カットフィルターを用いる場合がある。また、モアレによるノイズ成分を除去するため、例えば、水晶等で作製されたローパスフィルタを用いる場合がある。さらに、内視鏡は人体内部を観察することを目的とする他に、特定の波長で患部を焼き切るレーザーメスを用いる場合があるために、対物レンズを透過する特定の波長成分をカットするためのバンドカットフィルターを用いることがある。そこで、本発明の対物レンズを例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた内視鏡光学系に用いて高い結像性能を達成するには、ラジアル型屈折率分布レンズを用いることに加え、上記各種フィルターを用いることが望ましい。
【００６６】
また、各種フィルターは、特に軸外光線が光軸に対して略平行に近くなる、最も像側のレンズと像面の間に配置することが望ましい。このような配置にすれば、軸上から軸外までの各光束の光路長を略等しくすることが可能となり、撮像画面全域に渡って均一なフィルター効果を得ることが可能である。
【００６７】
また、内視鏡は体内に挿入して用いるため、小型であることが要求され、光学系においても一層の小型化が望まれる。そこで、前述の各種フィルターを第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置することも、性能よりも小型化を重視する場合には有効な手段である。また、小型化に加え低コスト化をも達成する場合には、各種フィルター機能をラジアル型屈折率分布レンズも含めた少なくとも１枚のレンズに持たせることが有効である。
【００６８】
また、本発明の第６の構成のレンズ系は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群よりなり、少なくとも１枚のレンズが、光軸から半径方向に屈折率分布を持つ式（ａ）にて表されるラジアル型屈折率分布レンズであり、第２レンズ群よりも像側で少なくとも１回反射する反射面を用いたことを特徴としている。
【００６９】
例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた内視鏡光学系において高解像力化を達成するためには、固体撮像素子の１画素のサイズを小さくして高密度化し、画素数を増やす方法がある。しかし１画素のサイズを小さくするには作製上の限界があり、そのため撮像画面サイズを大きくして高解像力を達成することが考えられる。しかし、内視鏡は人体内部に挿入することがあるため直径はより小さいことが望ましく、単に撮像画面サイズを大きくすることは、直径を大きくすることになるため好ましくない。
【００７０】
そこで、本発明の光学系においては、直径を大きくせずに撮像画面サイズの大きい固体撮像素子を用いるため、第２レンズ群よりも像側で少なくとも１回反射する反射面を用い、固体撮像素子を内視鏡の径方向に対して平行に配置せずに傾けて配置するようにした。図４０は、本発明の第６の構成である反射面を用いた本発明のレンズ系概念図を示す。この図４０においてＬ１は負レンズ群、Ｌ２は正レンズ群、ＲＡは軸上光線、ＲＯは軸外光線、Ｒは反射面、１０は撮像面に配置した固体撮像素子である。正レンズ群Ｌ２よりも像面側に反射面Ｒを配置したことにより、撮像画面サイズの大きい固体撮像素子１０を光軸とほぼ平行に配置することを可能にした。図４０は一回反射するシステムを示しているが更に反射面を増やし複数回反射させても、同様の効果を得ることが出来ることは言うまでもない。
【００７１】
また、撮像画面の大きい固体撮像素子を用いると、レンズ系の像高を高くすることが可能となり、より広い画角のレンズ系になし得る。しかし、レンズ系は画面中心から周辺に渡ってより諸収差が良好に補正されていることが望まれる。特に広い画角のレンズ系では、倍率の色収差を良好に補正することが望まれる。そこで、特に色収差の高い補正能力を持つラジアル型屈折率分布レンズを用いれば、軸上から軸外に渡って結像性能の高いレンズ系を達成することが可能である。ラジアル型屈折率分布レンズを用いた対物レンズと撮像画面を大きくできる図４０に示す反射系とを組み合わせれば、より高性能な対物レンズを達成することが可能である。
【００７２】
また、本発明の上記各構成（第１乃至第６の構成）において、第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合には、倍率の色収差、コマ収差、ディストーションをさらに良好に補正することを考えると下記条件（４）を満足することが望ましい。
【００７３】
（４）    −０．５＜Ｎ10p ・ｆ2 ≦−０．０１１９
ただし、Ｎ10p は第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆはレンズ全系の焦点距離である。
【００７４】
条件（４）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力は十分に大きな値になり、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。さらに、光軸から周辺へ行くに従い屈折率が順次小さくなり、光軸と周辺部での屈折率差（Δｎ）が大きくなるため、特に第２レンズの像側の面で発生するコマ収差やレンズ全系で問題となる樽型のディストーションを良好に補正することが可能になる。
【００７５】
もし、条件（４）の上限値の−０．０１１９を超えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難となり、また、光軸と周辺部の屈折率差が小さくなり、コマ収差、ディストーションを補正することが困難になる。また、下限値の−０．５を超えてしまうと、ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大きくなりラジアル型屈折率分布レンズ素材の製作が困難となるため好ましくない。
【００７６】
また、本発明の上記各構成において、第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に、倍率の色収差をさらに良好に補正することを考えると下記の条件（５）を満足することが望ましい。
【００７７】
（５）    ０．０１＜Ｎ10n ・ｆ2≦０．２６９
ただし、Ｎ10n は第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合の２次の屈折率分布係数、ｆはレンズ全系の焦点距離である。
【００７８】
条件（５）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力は十分に大きな値になり、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。
【００７９】
もし、条件（５）の下限値の０．０１を超えてしまうとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難になる。また、上限値の０．２６９を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大きくなりラジアル型屈折率分布レンズ素材の製作が困難となるため好ましくない。
【００８０】
また、本発明の上記各構成のレンズ系でさらに良好に倍率の色収差に補正するには、下記の条件（６）満足することが望ましい。
【００８１】
（６）    １／Ｖ１０＜０．０１
本発明のレンズ系では条件（１）を満足することにより、倍率の色収差を良好に補正することが可能である。さらに、前述したようにラジアル型屈折率分布レンズの光軸上のアッベ数はほぼ３０〜８０程度の値であることから、式（ｄ）より、ラジアル型屈折率分布レンズで十分な色収差補正効果を得るには条件（６）を満足することが望ましい。もし、条件（６）を満足しない場合倍率の色収差を十分に補正することができなくなるため好ましくない。
【００８２】
また、本発明の上記各構成において、第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合さらに良好に倍率の色収差を補正するには、下記の条件（７）を満足することが望ましい。
【００８３】
（７）    ０．１６６≦ｄGn／ｆGn＜１．２
ここで、ｄGnは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚、ｆGnは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【００８４】
前述のように、ラジアル型屈折率分布レンズは、媒質の屈折力φｍ  がある程度大きな値を持つことで、色収差の補正効果を発揮することが可能になる。式（ｅ）より、例えばラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が極端に小になると、媒質の屈折力φｍ  が小さくなり、色収差を良好に補正することが困難になる。そこで、本発明のレンズ系は、第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合には、条件（７）を満足することが好ましい。
【００８５】
もし、条件（７）の下限値の０．１６６を超えると、媒質の屈折力が小さくなり倍率の色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。また、もし、上限値の１．２を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が厚くなり、レンズ全長が大きくなるため好ましくない。
【００８６】
また、本発明の上記各構成において、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に倍率の色収差を更に良好に補正するためには、下記の条件（８）を満足することが望ましい。
【００８７】
（８）    １．０１５≦ｄGp／ｆGp＜４．０
ここで、ｄGpは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚、ｆGpは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【００８８】
前述のように、例えばラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が極端に小さいと、媒質の屈折力φｍ  が小さくなり、色収差を良好に補正することが困難となる。そこで、本発明のレンズ系では第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合は条件（８）を満足する様にした。
【００８９】
もし、条件（８）の下限値の１．０１５を超えると、媒質の屈折力が小さくなり倍率の色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。また、もし、上限値の４．０を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が厚くなり、レンズ系が大きくなるため好ましくない。
【００９０】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で第１レンズ群を負レンズ１枚で構成する場合、諸収差を良好に補正するには下記条件（９）を満足することが望ましい。
【００９１】
（９）    ０．１＜ＩＨ／ｒ２  ＜１．７
ただし、ＩＨは像高、ｒ２  は負の屈折力の第１レンズの像側の面の曲率半径である。
【００９２】
もし、条件（９）の下限値の０．１を超えると第１レンズの像側の面の負の屈折力が弱くなるため、軸外光線の光線高の比較的高い第１レンズの物体側の面の負の屈折力を強くする必要が生じ、物体側の面で発生するディストーション、非点収差等が悪化するため好ましくない。また、上限値の１．７を超えると、第１レンズの像側の面の負の屈折力が強くなり、レンズ全系で球面収差が補正過剰となるため望ましくない。
【００９３】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で、第２レンズ群を正レンズ１枚で構成する場合、諸収差を良好に補正するためには、下記条件（１０）を満足することが望ましい。
【００９４】
（１０）    −１．５＜ＩＨ／ｒ３  ＜０．８
ただし、ＩＨは像高、ｒ３  は正の屈折力の第２レンズの物体側の面の曲率半径である。
【００９５】
もし、条件（１０）の下限値の−１．５を超えると、第２レンズの物体側の面の負の屈折力が強くなり、レンズ全系で球面収差が補正過剰となるため好ましくない。また、もし、上限値の０．８を超えると、この面で発生する球面収差等が悪化するため望ましくない。
【００９６】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で、第２レンズ群を正レンズ１枚で構成する場合、諸収差を良好に補正するには下記の条件（１１）を満足することが望ましい。
【００９７】
（１１）    −１．０＜ＩＨ／ｒ４  ＜−０．１
ただし、ＩＨは像高、ｒ４  は正の屈折力の第２レンズの像側の面の曲率半径である。
【００９８】
もし、条件（１１）の下限値の−１．０を超えると、第２レンズの像側の面の正の屈折力が強くなり、レンズ全系で非点収差、ディストーションが悪化するため好ましくない。また、もし、上限値の−０．１を超えると、第２レンズの物体側の面の正の屈折力を強くする必要が生じ、物体側の面で発生する非点収差、ディストーション等が悪化するため望ましくない。
【００９９】
また、本発明の上記各構成において第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合、さらに良好に倍率の色収差を補正するには下記の条件（１２）を満足することが望ましい。
【０１００】
（１２）    ０．０５＜Ｎ１０ｎ  ・ｆＧｎ２  ＜１．２
ただし、ｆＧｎは第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【０１０１】
条件（１２）を満足するとラジアル型屈折率分布レンズトータルの屈折力に対して媒質の屈折力が十分に大きな値を持つことになり、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。もし、条件（１２）の下限値の０．０５を超えると媒質の屈折力が弱くなり、ラジアル型屈折率分布レンズで倍率の色収差を良好に補正することが困難となるため好ましくない。また、上限値の１．２を超えると屈折率差Δｎが大になりラジアル型屈折率分布レンズ素材の作製が困難となるため好ましくない。
【０１０２】
また、本発明の上記各構成において第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合、さらに良好に倍率の色収差あるいはペッツバール和あるいはコマ収差あるいはディストーションを補正するには下記の条件（１３）を満足することが望ましい。
【０１０３】
（１３）    −０．８＜Ｎ10P ・ｆGP2 ≦−０．０９１
ただし、ｆGPは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの焦点距離である。
【０１０４】
条件（１３）を満足すると、ラジアル型屈折率分布レンズトータルの屈折力に対して媒質の屈折力が十分に大きな値を持つことになり、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。もし、条件（１３）の上限値の−０．０９１を超えると媒質の屈折力が弱くなり、ラジアル型屈折率分布レンズレンズで倍率の色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。また。下限値の−０．８を超えると屈折率差Δｎが大となりラジアル型屈折率分布レンズ素材の作製が困難となるため好ましくない。
【０１０５】
また、本発明の上記各構成においてラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズ群に用いる場合、倍率の色収差の補正に加えて、素材の製作性をも考慮すると下記条件（１４）を満足することが望ましい。
【０１０６】
（１４）    ０．１＜φ２ｍ／φ＜０．８
条件（１４）を満足すればラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が大きくなり、倍率の色収差を良好に補正することが可能になる。もし、条件（１４）の下限値の０．１を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折率が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難となり、また、屈折率分布レンズの光軸と周辺部の屈折率差が小さくなり、コマ収差、ディストーションを補正することが困難となる。また、上限値の０．８を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大きくなるか、レンズ厚が大となり、前者の場合ラジアル型屈折率分布レンズ素材の製作が困難となり、又後者の場合コスト増やレンズ全長の増大を引き起こすため好ましくない。
【０１０７】
また、本発明の上記各構成においてラジアル型屈折率分布レンズを第１レンズ群に用いる場合、倍率の色収差の補正に加えてラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考慮すると下記条件（１５）を満足することが望ましい。
【０１０８】
（１５）    −０．２５＜φ１ｍ／φ＜−０．０５
条件（１５）を満足すればラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が大きくなり、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。もし、条件（１５）の上限値の−０．０５を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、倍率の色収差を良好に補正することが困難になり好ましくない。また、下限値の−０．２５を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大きくなり製作が困難になるかレンズ厚が大となりコスト増となるため好ましくない。
【０１０９】
また、本発明の上記各構成において、第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に、倍率の色収差の補正に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考慮すると、下記の条件（１６）を満足することが望ましい。
【０１１０】
（１６）    ０．０２＜Ｎ１０ｎ  ・ｆ２  ＜０．４
条件（１６）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力は十分に大きな値となり、倍率の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１１１】
もし、条件（１６）の下限値の０．０２を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難になる。また、上限値の０．４を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大になり、素材作製が困難になるため好ましくない。
【０１１２】
また、本発明の上記各構成において、第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に、倍率の色収差の補正に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考えると下記条件（１７）を満足することが望ましい。
【０１１３】
（１７）    −０．２５＜Ｎ１０ｐ  ・ｆ２  ＜−０．０４
条件（１７）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力は十分に大きな値になり、倍率の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１１４】
もし、条件（１７）の上限値の−０．０４を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力が弱くなり、レンズ全系で倍率の色収差を良好に補正することが困難となる。また、下限値の−０．２５を超えるとラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎが大となり、素材作製が困難となるため好ましくない。
【０１１５】
また、上記各構成の本発明のレンズ系でさらに倍率の色収差を良好に補正するには、ラジアル型屈折率分布レンズが下記の条件（１８）を満足することが望ましい。
【０１１６】
（１８）    １／Ｖ１０＜０
条件（１８）を満足するとラジアル型屈折率分布レンズで発生する色収差は同じ屈折力の均質レンズで発生する色収差とは逆方向に発生する。つまり、本発明のレンズ系の第１レンズあるいは第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズが条件（１８）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズ単体では倍率の色収差が補正過剰となるが、この補正過剰の色収差がもう一方のレンズで発生する倍率の色収差を打ち消すため、レンズ全系では良好に補正することが可能となる。
【０１１７】
また、本発明の上記各構成において、第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に、倍率の色収差の補正に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考えると下記条件（１９）を満足することが望ましい。
【０１１８】
（１９）    ０．１＜ｄＧｎ／ｆＧｎ＜０．９
もし、条件（１９）の下限値の０．１を超えると、媒質の屈折力が小さくなり倍率の色収差を良好に補正することが困難となるため好ましくない。また、もし、上限値の０．９を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が厚くなり、レンズ系の作製コストが増すため好ましくない。
【０１１９】
また、本発明の上記各構成において、第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合に、倍率の色収差の補正に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考えると下記条件（２０）を満足することが望ましい。
【０１２０】
（２０）    ０．７＜ｄＧｐ／ｆＧｐ＜２．８
前述したように、例えばラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が極端に小さいと、媒質の屈折力φｍ  が小さくなり、色収差を良好に補正することが困難となる。そこで、本発明のレンズ系では第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合は条件（２０）を満足することが望ましい。
【０１２１】
もし、条件（２０）の下限値の０．７を超えると、媒質の屈折力が小さくなり倍率の色収差を良好に補正することが困難となるため好ましくない。また、もし、上限値の２．８を超えると、ラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚が厚くなり、レンズ系の作製コストが高くなるため好ましくない。
【０１２２】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で第１レンズ群を負レンズ１枚で構成する場合、さらに諸収差を良好に補正するには下記条件（２１）を満足することが望ましい。
【０１２３】
（２１）    ０．２５＜ＩＨ／ｒ２  ＜１．４
もし、条件（２１）の下限値の０．２５を超えると第１レンズの像側の面の負の屈折力が弱くなるため、軸外光線の光線高の比較的高い第１レンズの物体側の面の負の屈折力を強くする必要が生じ、物体側の面で発生するディストーション、非点収差等が悪化するため好ましくない。また、上限値の１．４を超えると第１レンズの像側の面の負の屈折力が強くなり、レンズ全系の球面収差が補正過剰となるため望ましくない。
【０１２４】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で第２レンズ群を正レンズ１枚で構成する場合、諸収差を良好に補正するには下記条件（２２）を満足することが望ましい。
【０１２５】
（２２）    −０．９＜ＩＨ／ｒ３  ＜０．６
もし、条件（２２）の下限値の−０．９を超えると第２レンズの物体側の面の負の屈折力が強くなり、レンズ全系で球面収差が補正過剰となるため好ましくない。また、もし、上限値の０．６を超えるとこの面で発生する非点収差、ディストーション等が悪化するため望ましくない。
【０１２６】
また、本発明の上記各構成のレンズ系で第２レンズ群を正レンズ１枚で構成する場合、諸収差を良好に補正するには下記条件（２３）を満足することが望ましい。
【０１２７】
（２３）    −０．８＜ＩＨ／ｒ４  ＜−０．２
もし、条件（２３）の下限値の−０．８を超えると、第２レンズの像側の面の負の屈折力が強くなり、レンズ全系で非点収差、ディストーションが悪化するため好ましくない。また、もし、上限値の−０．２を超えると第２レンズの物体側の面の正の屈折力を強くする必要が生じ、物体側の面で発生する球面収差等が悪化するため望ましくない。
【０１２８】
また、本発明の上記各構成において第１レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合、倍率の色収差に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考慮すると下記の条件（２４）を満足することが望ましい。
【０１２９】
（２４）    ０．１＜Ｎ１０ｎ  ・ｆＧｎ２  ＜０．８５
条件（２４）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズトータルの屈折力に対して媒質の屈折力が十分に大きな値を持つことになり、倍率の色収差を良好に補正することが可能である。もし、条件（２４）の下限値の０．１を超えると媒質の屈折力が弱くなり、ラジアル型屈折率分布レンズで倍率の色収差を良好に補正することが困難となるため好ましくない。また、上限値の０．８５を超えると屈折率差Δｎが大となりラジアル型屈折率分布レンズ素材の作製が困難となるため好ましくない。
【０１３０】
また、本発明の上記各構成において第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合、倍率の色収差に加えラジアル型屈折率分布レンズの製作性をも考慮すると下記の条件（２５）を満足することが望ましい。
【０１３１】
（２５）    −０．３＜Ｎ１０ｐ  ・ｆＧｐ２  ＜−０．１
条件（２５）を満足すれば、ラジアル型屈折率分布レンズトータルの屈折力に対して媒質の屈折力が十分に大きな値を持つことになり、倍率の色収差を良好に補正することが可能である。もし、条件（２５）の上限値の−０．１を超えると媒質の屈折力が弱くなり、ラジアル型屈折率分布レンズで倍率の色収差を良好に補正することが困難となるため好ましくない。また、下限値の−０．３を超えると屈折率差Δｎが大となりラジアル型屈折率分布レンズ素材の作製が困難となるため好ましくない。
【０１３２】
また、上記各構成の本発明のレンズ系で倍率の色収差をさらに良好に補正するには、条件（１８）を満足することが望ましいが、１／Ｖ１０の値が負の大きな値となり過ぎると、倍率の色収差が補正過剰となってしまう。そこで、さらに下記条件（２６）を満足することが望ましい。
【０１３３】
（２６）    −０．５＜１／Ｖ１０＜０
条件（２６）を満足すれば倍率の色収差を良好に補正することが可能である。もし、条件（２６）の上限値の０を超えると倍率の色収差が補正不足となるため好ましくない。また、下限値の−０．５を超えると倍率の色収差が補正過剰となるため好ましくない。
【０１３４】
また、本発明の対物レンズ系で作製コストを安くする点に着目すると、ラジアル型屈折率分布レンズは片面平面、あるいは両平面形状であることが望ましい。
【０１３５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の対物レンズの実施の形態を、各実施例をもとに述べる。
【０１３６】
下記のデーターは、本発明の対物レンズの各実施例を示す。
0003585297.tif 000002
【０１３７】
0003585297.tif 000003
【０１３８】
0003585297.tif 000004
【０１３９】
0003585297.tif 000005
【０１４０】
0003585297.tif 000006
【０１４１】
0003585297.tif 000007
【０１４２】
0003585297.tif 000008
【０１４３】
0003585297.tif 000009
【０１４４】
0003585297.tif 000010
【０１４５】
0003585297.tif 000011
【０１４６】
0003585297.tif 000012
【０１４７】
0003585297.tif 000013
【０１４８】
0003585297.tif 000014
【０１４９】
0003585297.tif 000015
【０１５０】
0003585297.tif 000016
【０１５１】
0003585297.tif 000017
【０１５２】
0003585297.tif 000018
【０１５３】
0003585297.tif 000019
ただしｒ１  ，ｒ２  ，・・・  はレンズ各面の曲率半径、ｄ１  ，ｄ２  ，・・・  は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ１  ，ｎ２  は各レンズのｄ線の屈折率、ν１  ，ν２  は各レンズのアッベ数である。
【０１５４】
本発明の実施例１は図１に示すものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズとなっている。また、第１レンズは物体側の面は平面形状であり、像側の面は凹面形状の均質球面レンズで、第２レンズは凹面を物体側に向けたメニスカス形状のラジアル型屈折率分布レンズとなっている。
【０１５５】
通常、レンズ枚数２枚では特に倍率の色収差を良好に補正することが困難であるが、この実施例のレンズ系ではラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズに用いることによりこれを良好に補正することを可能としている。
【０１５６】
また、第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズが光軸から周辺に行くに従い屈折率が順次小さくなるような分布を持つことで、第２レンズで発生するディストーション、コマ収差を良好に補正している。
【０１５７】
また、この実施例においては第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの１／Ｖ１０の値が条件（１８）を満足することで、特に、倍率の色収差を良好に補正している。
【０１５８】
また、第１レンズの物体側の面が平面形状であることにより、レンズ研磨に必要とするコストを下げる点で有効である。
【０１５９】
この実施例１の収差補正状況は図２１に示す通りである。図２１から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず諸収差が良好に補正され、この実施例１が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１６０】
本発明の実施例２は図２に示す通りの構成の対物レンズである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズとのレンズ２枚の構成で正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。
【０１６１】
実施例２は実施例１と比較してさらにレンズ全長の短縮化を図った例である。この実施例２においても、ラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズに用いることにより、特に倍率の色収差を良好に補正している。
【０１６２】
また、ラジアル型屈折率分布レンズは凹面を物体側に向けたメニスカス形状となっている。このようにラジアル型屈折率分布レンズがメニスカス形状である場合は、例えば、屈折力の等しい両凸形状のものと比較して面の屈折力が小さくなり媒質の屈折力は大きくなる。媒質の屈折力が大きくなると、式（ｄ）より、ラジアル型屈折率分布レンズの色収差補正効果を有効に利用することができる。この実施例はラジアル型屈折率分布レンズの色収差補正効果を有効に利用するため、ラジアル型屈折率分布レンズをメニスカス形状にした。また、凹面を物体側に向けたメニスカス形状にしたことにより特に、軸外収差を悪化させない点で効果的である。
【０１６３】
また、実施例２は、第１レンズと第２レンズの有効径よりも外周部の部位１を略平面とし、部位１の部分で両レンズを接着あるいは密着している。このように両レンズを接着すれば２枚のレンズを１部品とし、鏡枠構成の簡素化、組立の簡便化を達成している。
【０１６４】
この実施例の収差補正状況は図２２に示す通りである。図２２から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１６５】
本発明の実施例３は図３に示す構成のものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズとなっている。また、第１レンズは両凹形状の均質球面レンズで、第２レンズは凹面を物体側に向けたメニスカス形状のラジアル型屈折率分布レンズとなっている。
【０１６６】
通常、レンズ枚数２枚では特に倍率の色収差を良好に補正することが困難であるが、本発明のレンズ系ではラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズに用いることによってこれを良好に補正することを可能としている。
【０１６７】
また、この実施例３は第１レンズを両凹形状とすることで、このレンズのパワーを両面に分散し第１レンズで発生する収差を小さくした例である。
【０１６８】
また、ラジアル型屈折率分布レンズの１／Ｖ１０の値は正の値を持っているが、条件（１）を満足することで倍率の色収差を良好に補正している。
【０１６９】
この実施例の収差補正状況は図２３に示す通りである。図２３から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１７０】
本発明の実施例４は図４に示す通りのレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で、正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で像側の面が凹面形状であり、このレンズの像側の面に光軸から周辺に行くに従って負の屈折力が弱くなる様な非球面を用い、第２レンズは両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズである。
【０１７１】
なお、実施例中で用いた非球面形状は以下の式で表されるものである。
0003585297.tif 000020
【０１７２】
ただし、上記式はｘ軸を光軸方向にとり、ｙ軸を光軸と直角方向にとったもので、ｒは光軸上の曲率半径、ｐは円錐定数、Ａ２ｉは非球面係数である。
【０１７３】
この実施例４は、第１レンズに非球面を用いて主としてレンズ全系で発生する樽型のディストーションを良好に補正することを可能としている。
【０１７４】
また、第１レンズの物体側の面は平面形状としているが、この面に非球面を用いても同様の効果が得られる。
【０１７５】
また、この実施例は、第２レンズを両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズとしたことで、媒質の屈折力を弱くし面の屈折力を強くした例である。このため、媒質の屈折力に寄与するラジアル型屈折率分布レンズの屈折率差Δｎを小さくすることが可能となり、ラジアル型屈折率分布レンズ素材作製時の屈折率分布付与時間の短縮等、製作性が向上した例である。
【０１７６】
この実施例４の収差補正状況は図２４に示す通りである。図２４から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらずこの実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１７７】
また、第１レンズに用いた非球面の代わりに、光軸方向に屈折率が連続的に変化するアキシャル型屈折率分布レンズを用いてほぼ同様の効果を得ることも可能である。
【０１７８】
本発明の実施例５は図５に示す通りの構成のレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で像側の面が凹面形状であり、この像側の面に光軸から周辺に行くに従って負の屈折力が弱くなる様な非球面を用い、第２レンズは両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズである。第１レンズに非球面を用いたことで、実施例４同様、主にレンズ全系で発生する樽型のディストーションを良好に補正することを可能としている。
【０１７９】
また、本発明の対物レンズを内視鏡の光学系に適用する場合に、対物レンズを配置する内視鏡先端部を小型化するため、実施例５では第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズの物体側のレンズ外周部分を図に示す様に除去加工した例である。この除去部分２に例えば、斜線部分３のように鏡枠等を配置することができるので、対物レンズ先端部を小型化することが可能である。
【０１８０】
また本実施例では、実施例４と比較してさらに全長の短縮化を達成した例である。この実施例の収差補正状況は図２５に示す通りである。図２５から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１８１】
本発明の実施例６は図６に示すものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で、負の屈折力の第１レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で、像側の面が凹面のラジアル型屈折率分布レンズ、第２レンズは両凸形状の均質球面である。
【０１８２】
実施例６は、実施例１〜５とは異なり、ラジアル型屈折率分布レンズを第１レンズに用いて、本発明のレンズ系で特に問題となる倍率の色収差を良好に補正した例である。
【０１８３】
また、第１レンズの物体側の面を平面形状とすることでレンズ研磨に要するコストを下げることを可能としている。
【０１８４】
また、第２レンズを両凸形状とすることで、第２レンズのパワーを両面に分散し収差の発生を小さくしている。
【０１８５】
また、第２レンズの物体側の面と比較して像側の面の屈折力を強くしたことで、軸外光線をテレセントリックに近い角度で像面に入射させている。
【０１８６】
この実施例の収差補正状況は図２６に示す通りである。図２６から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１８７】
本発明の実施例７は図７に示す通りの構成である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で、負の屈折力の第１レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で、像側の面が凹面形状のラジアル型屈折率分布レンズであり、第２レンズは両凸形状の均質球面レンズである。
【０１８８】
この実施例の収差補正状況は図２７に示す通りである。図２７から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１８９】
本発明の実施例８は図８に示す通りのレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で、負の屈折力の第１レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは凹面を像側に向けたメニスカス形状のラジアル型屈折率分布レンズであり、第２レンズは両凸形状の均質球面レンズである。
【０１９０】
また、第１レンズを凹面を像側に向けたメニスカス形状としたことで、特に、軸外収差の補正に有利な構成となっている。
【０１９１】
この実施例の収差補正状況は図２８に示す通りである。図２８から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１９２】
本発明の実施例９は図９に示す通りのレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズとのレンズ２枚の構成で、負の屈折力の第１レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で、像側の面が凹面形状であるラジアル型屈折率分布レンズで、第２レンズの両側の面が非球面形状である。
【０１９３】
本実施例９は軸外光線の光線高が比較的高い第２レンズの像側の面を、光軸から周辺に行くに従い正の屈折力が弱くなるような形状の非球面としたことで、レンズ全系で発生する樽型のディストーションを良好に補正している。
【０１９４】
また、本実施例９は、第２レンズの両面を非球面としているが片面のみを非球面としてもほぼ同様の効果が得られる。
【０１９５】
この実施例の収差補正状況は図２９に示す通りである。図２９から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０１９６】
また、第２レンズに用いた非球面の代わりに、光軸方向に屈折率が連続的に変化するアキシャル型屈折率分布レンズを用いても同様の効果が得られる。
【０１９７】
本発明の実施例１０は図１０に示す構成のレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚の構成で、負の屈折力の第１レンズおよび正の屈折力の第２レンズがラジアル型屈折率分布レンズである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状で像側の面が凹面形状のラジアル型屈折率分布レンズであり、第２レンズは両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズである。
【０１９８】
本実施例１０のレンズ系は、いずれのレンズにもラジアル型屈折率分布レンズを用いたことで、レンズ全系で発生する倍率の色収差を良好に補正した例である。つまり、第１レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズは条件（１）、条件（２）を満足し、第２レンズに用いたラジアル型屈折率分布レンズは条件（１）、条件（３）を満足することで倍率の色収差を良好に補正している。
【０１９９】
この実施例の収差補正状況は図３０に示す通りである。図３０から、レンズ枚数が２枚であるにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０２００】
本発明の実施例１１は図１１に示す構成のレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズのレンズ２枚のレンズと前記正レンズの像側に各種フィルターＦを配置したものである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状であり、像側の面が凹面形状の均質球面レンズであり、第２レンズは物体側の面が弱い正の屈折力を持つ両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズである。
【０２０１】
本発明のレンズ系をＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたビデオスコープ等に用いる場合は、例えば、水晶や回折格子からなるローパスフィルターや赤外カットフィルターを例えば、図１１に示す様に像面の物体側に配置する場合がある。実施例１１はこのようなフィルターを配置した例である。また、本発明のレンズ系において、上記各フィルターは負レンズと正レンズの間に用いることも可能である。この実施例の収差補正状況は図３１に示す通りである。
【０２０２】
本発明の実施例１２は図１２に示す構成のレンズ系である。つまり、実施例１１同様、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズの２枚のレンズと前記正レンズの像側に各種フィルターＦを配置したものである。また、第１レンズは物体側の面が平面形状であり、像側の面が凹面形状の均質球面レンズであり、第２レンズは両凸形状のラジアル型屈折率分布レンズである。この実施例の収差補正状況は図３２に示す通りである。
【０２０３】
本発明の実施例１３は図１３に示す構成で、（Ａ）は全体の断面図、（Ｂ）はＢの部分の拡大図である。この実施例は、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズで構成され、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。また、第１レンズは物体側の面が平面形状であり、像側の面が凹面形状であり、第２レンズは物体側の面が平面形状であり、像側の面が凸面形状となっている。
【０２０４】
この実施例１３は、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて諸収差を良好に補正するのに加え平面を多用することで、レンズ研磨に要するコストを下げることを可能とした例で、第１レンズの物体側の面と第２レンズの物体側の面が平面形状となっている。
【０２０５】
また、本実施例では組立の際に問題となる、偏心、特に光軸と垂直方向へのレンズの偏心を防止するため、ラジアル型屈折率分布レンズを用いた第２レンズの外周部４を図１３（Ｂ）に示す様に斜めに面取りし、鏡枠５の部位６で、第２レンズの面取り部４を押えるようにしている。特にラジアル型屈折率分布レンズは均質球面レンズと比較して媒質に屈折力を持つ分作製公差が厳しいため、本実施例の組み立て方法は有効である。また、負の屈折力の第１レンズを同様の方法で組み立てても、ほぼ同様の効果を得られることは言うまでもない。
【０２０６】
この実施例の収差補正状況は図３３に示す通りである。図３３から、平面を多用しているにもかかわらず本実施例が高い光学性能を達成していることが分かる。
【０２０７】
本発明の実施例１４は図１４に示す構成のレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと絞りと正レンズの第２レンズとで構成され、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。また、第１レンズは物体側の面が平面形状であり、像側の面が凹面形状であり、第２レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状となっている。
【０２０８】
また、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いた場合は、球面収差等の諸収差を補正するため屈折率分布の４次の項Ｎ２０は正の値を持つことが望ましい。
【０２０９】
この実施例の収差補正状況は図３４に示す通りである。
【０２１０】
本発明の実施例１５は図１５に示すものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと正レンズの第２レンズと反射光学素子で構成され、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。本実施例では、例えばミラーやプリズムから成る反射光学素子Ｐの反射面７で第２レンズからの光束を反射させ、光軸と略平行に配置した固体撮像素子１０へ結像させている。反射面を用いた構成としたことで、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子をレンズの径方向に対して平行に置かずに傾けて配置することを可能としている。また、本実施例では固体撮像素子１０は光軸と略平行に配置されているが、反射面７の光軸に対する傾き角を適当な値とすることでさらに傾けて配置することも可能である。また、本実施例は１回反射の構成としているが、さらに反射面を増やすことで２回、３回・・・と複数回反射させることも可能である。この実施例の収差補正状況は図３５に示す通りである。
【０２１１】
本発明の実施例１６は図１６に示す通りのレンズ系である。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと正レンズの第２レンズと固体撮像素子で構成され第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。本実施例ではラジアル型屈折率分布レンズの像面側の面を略平面とし、この面にＣＣＤ等の固体撮像素子１０を接着あるいは密着させている。また、第２レンズの外周から光軸に向けてレンズ内部を透過する光束の遮断部を設け、レンズ系の明るさ絞りとしている。光束の遮断部としては、例えば図４１に示されるように、レンズの外周部から光軸の方向に切り込み８を入れる方法がある。また、切り込み部分でのフレアーを防止するためには切り込み部分８を着色してしまうことが望ましい。また、図４２に示されるように第２レンズを点線部９で示される部分で前部Ｌａと後部Ｌｂに切断し、前部Ｌａの切断面に絞りＳを付け、再び接着あるいは密着させることも可能である。このとき、前部Ｌａの代わりに後部Ｌｂに絞りＳを付けてもほぼ同様の効果が得られる。また、絞りを付ける手段としては蒸着、印刷、絞り板を貼る等が考えられる。また、前述のこれらの方法は、明るさ絞りを作製する場合だけでなく、フレアー絞りを作製する場合でも利用できる。
【０２１２】
なお、本実施例の明るさ絞りは第２レンズの物体側の面から像面側１ｍｍの所に位置している。
【０２１３】
また、いずれの実施例においても明るさ絞りあるいはフレアー絞り等を、上述の方法での作製が可能であることは言うまでもない。
【０２１４】
この実施例の収差補正状況は図３６に示す通りである。
【０２１５】
本発明の実施例１７は図１７に示すものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと正のレンズの第２レンズと光学フィルターＦ、固体撮像素子１０で構成され、第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。本実施例では、研磨コストを下げるため第２レンズを両平面形状としている。さらに、第２レンズと光学フィルターＦを接着し鏡枠構造の簡素化、組立の簡略化を達成した例である。また、光学フィルターＦと固体撮像素子１０も接着あるいは密着している。また、第１レンズと第２レンズもレンズの有効径よりも外周部で接着あるいは密着させている。
【０２１６】
なお、本実施例の明るさ絞りは第２レンズの物体側の面から像面側１ｍｍの所に位置している。
【０２１７】
この実施例の収差補正状況は図３７に示す通りである。
【０２１８】
本発明の実施例１８は図１８に示す通りのものである。つまり、物体側より順に負レンズの第１レンズと反射光学素子と正レンズの第２レンズで構成され、最も像側の正レンズの第２レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用いている。内視鏡においては光軸と傾いた方向を観察するいわゆる斜視仕様のものがある。そこで、本発明の対物レンズを斜視用内視鏡に適用する場合は、図１８に示すように、第１レンズと第２レンズの間に、ミラーやプリズムから成る反射光学素子Ｐを設け、第１レンズからの光束を、反射光学素子の反射面７で反射させ第２レンズへ導いている。
【０２１９】
この実施例の収差補正状況は図３８に示す通りである。
【０２２０】
通常レンズの断面は円形であるが次に述べる例のような形状でもよい。つまり図１９、図２０は、撮像素子の形状に合わせてレンズの外径を除去加工し、対物レンズの小型化を達成した例である。図１９はレンズ形状を加工する前の本発明の実施例１乃至１８の第２レンズの概略を表しており、図１９（Ａ）は物体方向からの断面図、図１９（Ｂ）は光軸と平行な方向からの断面図、図１９（Ｃ）はレンズ系の撮像範囲（イメージサークル）１１と撮像素子の撮像面１２を表している。また、図２０は図１９で表されたレンズ形状を加工した後の概略図である。
【０２２１】
例えば、ＣＣＤ等の固体撮像素子の形状には長方形のものがあるが、レンズ形状は通常、図１９（Ａ）に示すように円形であるため、図１９（Ｃ）の斜線部で表される物体の像が結像しているが使用されない領域が生じてしまう。また、内視鏡対物レンズではより小型化が望まれていることから、レンズ系の未使用部分を削除することが考えられる。そこで、本実施例は未使用部分つまり、固体撮像素子の撮像領域以外に集光する光束だけが透過するレンズ部分を、例えば、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）で表されるように除去加工し、図２０（Ｃ）で表されるようにレンズ系の撮像範囲と固体撮像素子の撮像領域をほぼ一致させた例である。本実施例の様にレンズの省スペース化を図ることで内視鏡対物レンズの一層の小型化を達成することが可能である。
【０２２２】
また、上記の例は第２レンズを加工した例であるが、これ以外のレンズあるいは光学素子、例えば、第１レンズや反射光学素子を加工しても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【０２２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の内視鏡対物レンズは、レンズ枚数が２枚程度であるにもかかわらず、諸収差、特に倍率の色収差を良好に補正された高い光学性能を有するレンズ系である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す図
【図２】本発明の実施例２の構成を示す図
【図３】本発明の実施例３の構成を示す図
【図４】本発明の実施例４の構成を示す図
【図５】本発明の実施例５の構成を示す図
【図６】本発明の実施例６の構成を示す図
【図７】本発明の実施例７の構成を示す図
【図８】本発明の実施例８の構成を示す図
【図９】本発明の実施例９の構成を示す図
【図１０】本発明の実施例１０の構成を示す図
【図１１】本発明の実施例１１の構成を示す図
【図１２】本発明の実施例１２の構成を示す図
【図１３】本発明の実施例１３の構成を示す図
【図１４】本発明の実施例１４の構成を示す図
【図１５】本発明の実施例１５の構成を示す図
【図１６】本発明の実施例１６の構成を示す図
【図１７】本発明の実施例１７の構成を示す図
【図１８】本発明の実施例１８の構成を示す図
【図１９】本発明で用いるレンズの加工例を示す図で加工前の形状を示す図
【図２０】本発明で用いるレンズの加工例を示す図で加工後の形状を示す図
【図２１】実施例１の収差曲線図
【図２２】実施例２の収差曲線図
【図２３】実施例３の収差曲線図
【図２４】実施例４の収差曲線図
【図２５】実施例５の収差曲線図
【図２６】実施例６の収差曲線図
【図２７】実施例７の収差曲線図
【図２８】実施例８の収差曲線図
【図２９】実施例９の収差曲線図
【図３０】実施例１０の収差曲線図
【図３１】実施例１１の収差曲線図
【図３２】実施例１２の収差曲線図
【図３３】実施例１３の収差曲線図
【図３４】実施例１４の収差曲線図
【図３５】実施例１５の収差曲線図
【図３６】実施例１６の収差曲線図
【図３７】実施例１７の収差曲線図
【図３８】実施例１８の収差曲線図
【図３９】本発明の基本構成の概略図
【図４０】本発明の基本構成で像面を光軸に平行に位置せしめた時の概略図
【図４１】レンズ中に設ける絞りの例
【図４２】レンズ中に設ける絞りの他の例
【図４３】従来の対物レンズの構成を示す例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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