(57)【要約】  画像の十分な明るさを確保しながら近接観察することができる内視鏡対物光学系を提供する。物体側から順に配置された前群（ＦＧ）、明るさ絞り（Ｓ）および後群（ＢＧ）と、明るさ絞り（Ｓ）と前群（ＦＧ）または後群（ＢＧ）との間の光路に明るさ絞り（Ｓ）側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズ（Ｌｍ）とを備える内視鏡対物光学系（１）を提供する。
2013002019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に配置された前群、明るさ絞りおよび後群と、
前記明るさ絞りと前記前群または前記後群との間の光路に前記明るさ絞り側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズとを備える内視鏡対物光学系。
【請求項２】
前記前群が、発散レンズ系であり、
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記前群との間の光路に挿脱可能であり、
以下の条件式（１）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（１）        ０．９  ≦  Ｆｉｎ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．１
ただし、
Ｆｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全系の焦点距離、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項３】
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記後群との間に挿脱可能であり、
以下の条件式（２）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（２）        １．１  ＜  ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ  ＜  １．５
ただし、
ＦＯＶｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全画角、
ＦＯＶｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全画角
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満たす請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
（３）        １．５  ≦  Ｄ／Ａ  ≦３
ただし、
Ａ：前記明るさ絞りの内径、
Ｄ：前記メニスカスレンズの外径
である。
【請求項５】
前記メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満たす請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
（４）        −０．１  ≦  Ｐ  ≦０．１
ただし、
Ｐ：前記メニスカスレンズのパワー
である。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満たす請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
（５）        ０．７  ≦  Ｌ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．４
ただし、
Ｌ：前記明るさ絞りを挟む前後のレンズの面間隔、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項７】
前記メニスカスレンズが、成形レンズである請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
【請求項８】
前記メニスカスレンズを保持し該メニスカスレンズを前記光路に挿入される挿入位置と前記光路から退避する退避位置との間で移動させるアーム部材を備え、
該アーム部材が、前記メニスカスレンズと一体成形されている請求項７に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項９】
前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの有効Ｆナンバーが、５以上である請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
【請求項１０】
前記メニスカスレンズが、複数のレンズからなる請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡対物光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡対物光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、明るさ絞りの絞り径を可変にし、絞り径をより小さくすることにより被写界深度を拡大して近接観察を可能とした内視鏡用の光学系が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８９２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、明るさ絞りを絞ることによって得られる被写界深度と光量とは相反する関係にある。すなわち、特許文献１の光学系の場合、近接観察時には光量を十分に確保できずに画像が暗くなるという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、画像の十分な明るさを確保しながら近接観察することができる内視鏡対物光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から順に配置された前群、明るさ絞りおよび後群と、前記明るさ絞りと前記前群または前記後群との間の光路に前記明るさ絞り側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズとを備える内視鏡対物光学系を提供する。【０００６】
本発明によれば、メニスカスレンズが凸面を明るさ絞り側に向けて光路に挿入されているとき、該光路から退避しているときと比べて、ピント位置が近点側に寄る。すなわち、メニスカスレンズを光路に挿脱するだけで、ピントが遠点に合った通常観察とピントが近点に合った近接観察とを切り替えることができる。また、光束径が小さい明るさ絞り近傍にメニスカスレンズが挿入されることにより、メニスカスレンズのレンズ径が小さくて済む。これにより、メニスカスレンズの退避のために確保される空間が小さくて済み、全体の小径化を図ることができる。【０００７】
上記発明においては、前記前群が、発散レンズ系であり、前記後群が、収束レンズ系であり、前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記前群との間の光路に挿脱可能であり、以下の条件式（１）を満たすこととしてもよい。
（１）        ０．９  ≦  Ｆｉｎ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．１
ただし、Ｆｉｎは前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全系の焦点距離、Ｆｏｕｔは前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離である。【０００８】
条件式（１）は、メニスカスレンズを光路に挿脱したときの焦点距離の変化量を規定している。すなわち、条件式（１）を満たすことにより、通常観察と近接観察とを切り替えたときに、モニタに表示される画像の視野範囲の変化が抑えられるので、観察者に違和感を与えることなくピント位置を変化させることができる。【０００９】
上記発明においては、前記後群が、収束レンズ系であり、前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記後群との間に挿脱可能であり、以下の条件式（２）を満たすこととしてもよい。
（２）        １．１  ＜  ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ  ＜  １．５
ただし、ＦＯＶｏｕｔは前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全画角、ＦＯＶｉｎは前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全画角である。【００１０】
条件式（２）は、メニスカスレンズを光路に挿脱したときの全画角の変化量を規定している。すなわち、条件式（２）を満たすことにより、メニスカスレンズを光路に挿入したときに全画角が小さくなり、モニタにおいて表示される視野範囲が狭くなる、つまり、近点側の像を拡大して表示することができる。これにより、近点側の領域をより詳細に観察することができる。【００１１】
上記発明においては、以下の条件式（３）を満たすこととしてもよい。
（３）        １．５  ≦  Ｄ／Ａ  ≦３
ただし、Ａは前記明るさ絞りの内径、Ｄは前記メニスカスレンズの外径である。
条件式（３）は、明るさ絞りの内径に対するメニスカスレンズの外径を規定している。すなわち、条件式（３）を満たすことにより、明るさ絞りを通過させられる光束全体をメニスカスレンズに通過させつつ、メニスカスレンズのレンズ径を小さく抑えることができる。【００１２】
上記発明においては、前記メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満たすこととしてもよい。
（４）        −０．１  ≦  Ｐ  ≦０．１
ただし、Ｐは前記メニスカスレンズのパワーである。【００１３】
条件式（４）を満たすことにより、メニスカスレンズを光路に挿入したときに、光軸に対してメニスカスレンズの中心位置が多少ずれても、視野中心がずれたり収差が発生したりすることが抑えられる。これにより、メニスカスレンズを挿脱したときに観察者に違和感を与えることを防ぐことができる。また、メニスカスレンズを駆動する駆動機構に精密な位置精度が要求されないので、駆動機構を安価に製造することができる。【００１４】
上記発明においては、以下の条件式（５）を満たすこととしてもよい。
（５）        ０．７  ≦  Ｌ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．４
ただし、Ｌは前記明るさ絞りを挟む前後のレンズの面間隔、Ｆｏｕｔは前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離である。
条件式（５）は、メニスカスレンズおよび該メニスカスレンズを駆動する駆動機構が配置される明るさ絞りの前後の空間の寸法を規定している。すなわち、条件式（５）を満たすことにより、全体の寸法を小さく抑えつつメニスカスレンズおよび駆動機構のための十分な空間を確保することができる。【００１５】
上記発明においては、前記メニスカスレンズが、成形レンズである構成としてもよい。
このようにすることで、研磨加工によって製造されるメニスカスレンズと比べて、メニスカスレンズを容易にかつ安価に製造することができる。【００１６】
この構成においては、前記メニスカスレンズを保持し該メニスカスレンズを前記光路に挿入される挿入位置と前記光路から退避する退避位置との間で移動させるアーム部材を備え、該アーム部材が、前記メニスカスレンズと一体成形されていることとしてもよい。
このようにすることで、アーム部材がメニスカスレンズを保持するための枠部材が不要となり、メニスカスレンズの退避用の空間を小さくすることができる。【００１７】
上記発明においては、前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの有効Ｆナンバーが、５以上であることとしてもよい。
このようにすることで、十分な光量を十分に確保しつつ、明るさ絞りを通過する光束径を小さく抑えることによりメニスカスレンズのレンズ径を小さく抑えることができる。【００１８】
上記発明においては、前記メニスカスレンズが、複数のレンズからなることとしてもよい。
このようにすることで、一体成形のメニスカスレンズと同等の光学性能を有するメニスカスレンズを、加工が容易な凹レンズや凸レンズから構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像の十分な明るさを確保しながら近接観察することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡対物光学系の全体構成図である。
【図２】メニスカスレンズと一体成形されたアーム部材を備える駆動機構の一例を示す図である。
【図３】複数のレンズから構成されたメニスカスレンズの変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る内視鏡対物光学系のレンズ断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る内視鏡対物光学系のレンズ断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係る内視鏡対物光学系のレンズ断面図である。
【図７】本発明の実施例４に係る内視鏡対物光学系のレンズ断面図である。
【図８】図７の内視鏡対物光学系の通常観察状態における（ａ）球面収差／軸上色収差、（ｂ）非点収差およびディストーション、（ｃ）倍率色収差を示す図である。
【図９】図７の内視鏡対物光学系の近接観察状態における（ａ）球面収差／軸上色収差、（ｂ）非点収差およびディストーション、（ｃ）倍率色収差を示す図である。
【図１０】図７の内視鏡対物光学系に設けられる駆動機構の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る内視鏡対物光学系のレンズ断面図である。
【図１２】図１１の内視鏡対物光学系の通常観察状態における（ａ）球面収差／軸上色収差、（ｂ）非点収差およびディストーション、（ｃ）倍率色収差を示す図である。
【図１３】図１１の内視鏡対物光学系の近接観察状態における（ａ）球面収差／軸上色収差、（ｂ）非点収差およびディストーション、（ｃ）倍率色収差を示す図である。
【図１４】図１１の内視鏡対物光学系に設けられる駆動機構の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態に係る内視鏡対物光学系１について図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡対物光学系１は、図１に示されるように、物体側から順に配置された前群ＦＧ、明るさ絞りＳおよび後群ＢＧと、前群ＦＧと明るさ絞りＳとの間の光路に挿脱可能に設けられたメニスカスレンズＬｍとを備えている。
【００２２】
前群ＦＧは、平行平板Ｌ１を備えている。
後群ＢＧは、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ３とを備えている。
【００２３】
メニスカスレンズＬｍは、明るさ絞りＳ側に凸面を向けて明るさ絞りＳ近傍の光路に挿入される挿入位置と、光路から外れた退避位置との間で移動可能に設けられている。図１中の（ａ）は、メニスカスレンズＬｍが退避位置に配された通常観察状態を示し、図１中の（ｂ）は、メニスカスレンズＬｍが挿入位置に配された近接観察状態を示している。図中、矢印Ｘｏｕｔ，Ｘｉｎはそれぞれ通常観察状態または近接観察状態における物体面を示し、矢印Ｙは結像面を示し、ｄｏｕｔおよびｄｉｎはそれぞれ通常観察状態または近接観察状態における被写界深度を示している。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、メニスカスレンズＬｍを光路に挿脱するだけで、ピント位置を近点側に移動させ、近接観察を行うことができる。このときに、明るさ絞りＳによって光束を絞る必要がないので、十分な光量を確保しながら近接観察を行い、明るい近接画像を取得することができる。
【００２５】
図２は、実線で示される挿入位置と破線で示される退避位置との間でメニスカスレンズＬｍを移動させる駆動機構の一例である。駆動機構は、一端側にメニスカスレンズＬｍを保持するアーム部材２と、該アーム部材２の他端を回転させることによりメニスカスレンズＬｍを揺動させる図示しないモータとを備えている。符号３は、内視鏡対物光学系１を収容する鏡筒を示している。アーム部材２はメニスカスレンズＬｍと一体で成形されている。これにより、メニスカスレンズＬｍの外周に該メニスカスレンズＬｍを保持するための枠部材を不要とし、径を小さく抑えることができる。
【００２６】
本実施形態においては、メニスカスレンズＬｍを明るさ絞りＳの物体側近傍に挿脱することとしたが、これに代えて、明るさ絞りＳの像側近傍に挿脱することとしてもよい。この場合も、メニスカスレンズＬｍは、凸面を明るさ絞りＳに向けて光路上に挿入される。このようにしても、メニスカスレンズＬｍの光路への挿入のみによってピント位置を近点側に移動させて近接観察を行うことができ、明るい近接画像を取得することができる。
【００２７】
本実施形態においては、一体のメニスカスレンズＬｍに代えて、図３に示されるように、複数のレンズからなるメニスカスレンズＬｍ’を使用してもよい。図示する例では、互いに平面において接合された平凹レンズＬ４と平凸レンズＬ５とからメニスカスレンズＬｍ’が構成されている。
このようにすることで、一体のメニスカスレンズＬｍと同様の光学作用を有するメニスカスレンズＬｍ’を安価に製造することができる。
【実施例】
【００２８】
次に、上述した実施形態の実施例１から６について、図４から図１４を参照して以下に説明する。
実施例中に示すレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における屈折率、νｄはｄ線におけるアッべ数、φはレンズ半径を示している。明るさ絞り（Ｓ）については、レンズ半径（ｍｍ）に代えて内径（絞り径）（ｍｍ）を示している。また、面番号に記載のＯＢＪは物体面を示し、ＩＭＧは像面を示している。レンズデータおよび添付のレンズ断面図は、光路に挿入されたメニスカスレンズを含んでいる。【００２９】
〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る内視鏡対物光学系は、図４に示されるように、前群が平行平板からなり、後群が物体側から順に像側に凸面を向けた平凸レンズと物体側に凸面を向けた平凸レンズとからなる。メニスカスレンズは、前群と明るさ絞りとの間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例１に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。【００３０】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                    １０．７２７
１            ∞  ０．５２７  １．８８３  ４０．８  １．０５５
２            ∞  ０．１４８                        １．０５５
３  −１．４５５  ０．４２２  １．８８３  ４０．８  ０．４２２
４  −１．５６９  ０．０６３                        ０．４２２
５（Ｓ）      ∞  ０．０６３                        ０．１４８
６            ∞  ０．９０４  １．８８３  ４０．８  １．０５５
７  −１．６４３  ０．３５４                        １．０５５
８    １．５６４  １．６３５  １．８８３  ４０．８  １．０５５
９            ∞  ０．０００                        １．０５５
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        ０．６５３【００３１】
各種データ
通常観察          近接観察
ｄ０        １６．８７８        ８．４３９【００３２】
〔実施例２〕
本発明の実施例２に係る内視鏡対物光学系は、図５に示されるように、前群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなる発散レンズ系である。後群が、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズと、２つの平行平板と、物体側に凸面を向けた平凸レンズと、平行平板とからなる収束レンズ系である。メニスカスレンズは、前群と明るさ絞りとの間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例２に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。【００３３】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                      ９．９４４
１            ∞  ０．２０４  １．７６８  ７２．２  ０．９１７
２    ０．７７１  ０．４００                        ０．６１２
３    １．６５８  ０．４６８  １．９２３  １８．９  ０．６６３
４    ６．３８５  ０．２９７                        ０．３７６
５  −２．１４４  ０．２０４  １．８８３  ４０．８  ０．２５５
６  −２．１８１  ０．０９９                        ０．２５５
７（Ｓ）      ∞  ０．０３１                        ０．１２２
８            ∞  ０．４１２  １．７７２  ４９．６  ０．６６３
９  −１．０５８  ０．０５１                        ０．６６３
１０            ∞  ０．４０８  １．５２３  ５８．５  ０．７６５
１１            ∞  ０．０３１                        ０．７６５
１２            ∞  ０．６１２  １．５２３  ７５．０  ０．７６５
１３            ∞  ０．４２４                        ０．７６５
１４    ４．２７９  ０．８７７  １．５２３  ６４．１  １．０１９
１５            ∞  ０．０２０  １．５１    ６３．８  １．０１９
１６            ∞  ０．４０８  １．６１１  ５０．２  １．０１９
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        ０．９３０【００３４】
各種データ
通常観察状態        近接観察状態
ｄ０              １０．１４９          ５．２０７
全系の焦点距離      １．０００          ０．９５９【００３５】
〔実施例３〕
本発明の実施例３に係る内視鏡対物光学系は、図６に示されるように、前群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズと、平行平板と、両凸レンズとからなる。後群が、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズと、２つの平行平板とからなる収束レンズ系である。メニスカスレンズは、明るさ絞りと後群との間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例３に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。本実施例の内視鏡対物光学系は、ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ＝１．１４となり、条件式（２）を満たしている。【００３６】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                      ６．１７０
１            ∞  ０．３５９  １．８８３  ４０．８  １．０３２
２    ０．９１９  ０．４７０                        ０．６８８
３            ∞  ０．５５７  １．５１６  ７５．０  ０．９６３
４            ∞  ０．１２６                        ０．９６３
５    ２．１１６  １．５４４  ２．００    ２８．３  ０．９６３
６  −２．７２２  ０．０７２                        ０．９６３
７（Ｓ）      ∞  ０．０５５                        ０．１６５
８    １．０９２  ０．２７５  １．８８３  ４０．８  ０．３１０
９    ０．９１９  ０．１３８                        ０．３１０
１０            ∞  ０．６８２  １．５１６  ６４．１  ０．９６３
１１  −２．１２４  ０．３７３                        ０．９６３
１２            ∞  ０．７１８  １．５１６  ６４．１  １．１２２
１３            ∞  ０．０１８  １．５１    ６４．１  １．１２２
１４            ∞  ０．７１８  １．５２    ６４．１  １．１２２
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        １．１２２【００３７】
各種データ
通常観察状態        近接観察状態
ｄ０          １１．０１１          ４．１２９
全画角              １２０°    １０４．９１３°【００３８】
〔実施例４〕
本発明の実施例４に係る内視鏡用対物光学系は、図７に示されるように、前群が、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる発散レンズ系である。後群が、物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズと、両凸レンズとメニスカスレンズとの接合レンズと、４枚の平行平板とからなる収束レンズ系である。メニスカスレンズは、前群と明るさ絞りとの間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例４に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。【００３９】
本実施例の内視鏡用対物光学系は、条件式（１）を満たしている。また、メニスカスレンズのパワーＰが０．０３８７であり、条件式（４）を満たしている。また、明るさ絞りを挟む前後の面間隔Ｌが１．０６であり、条件式（５）を満たしている。また、通常観察状態における有効Ｆｎｏ．は７．９である。本実施例に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態および近接観察状態における各種収差図を図８および図９にそれぞれ示す。本実施例に係る対物光学系にメニスカスレンズを駆動する駆動機構を設けた構成の一例を図１０に示す。符号４はレンズを保持する枠部材、符号５はアーム部材２を駆動するモータ、符号６はアーム部材２を支持し鏡筒２に対して固定される保持部材である。【００４０】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                      ５．６４６
１            ∞  ０．２２３  １．７６８  ７１．７  ０．８４７
２    ０．８３１  ０．４０４                        ０．５６２
３    １．８７３  ０．２６４  １．８８３  ４０．８  ０．２３９
４    １．８４５  ０．０３９                        ０．２３９
５（Ｓ）      ∞  ０．０２３                        ０．１０８
６            ∞  ０．３３０                        ０．１０８
７            ∞  ０．７０１  １．８８３  ４０．８  ０．７３２
８    １．１２５  ０．０４６                        ０．７３２
９    ３．０６６  ０．７５２  １．５１８  ５８．９  ０．７３２
１０    ０．８９４  ０．２３１  １．９２３  １８．９  ０．７３２
１１    ３．１８５  ０．７３９                        ０．８０９
１２            ∞  ０．２３９  １．５２３  ５８．６  ０．９６３
１３            ∞  ０．０２３                        ０．９６３
１４            ∞  ０．２３９  １．５１    ７５．０  ０．９６３
１５            ∞  ０．０３９                        ０．９６３
１６            ∞  ０．３８５  １．５１６  ６４．１  １．０４６
１７            ∞  ０．０１５  １．５１    ６４．１  １．０４６
１８            ∞  ０．５０１  １．５０６  ５０．２  １．０４６
１９            ∞  ０．０００                        １．０４６
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        ０．９３０【００４１】
各種データ
通常観察状態        近接観察状態
ｄ０                ６．９３３          ２．９２７
全系の焦点距離      １．０００          ０．９７５【００４２】
〔実施例５〕
本発明の実施例５に係る内視鏡用対物光学系は、図１１に示されるように、前群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凸レンズと、両凸レンズとからなる。後群が、物体側から順に、両凸レンズとメニスカスレンズとの接合レンズと、３つの平行片板とからなる収束レンズ系である。メニスカスレンズは、明るさ絞りと後群との間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例５に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。【００４３】
本実施例に係る内視鏡用対物光学系は、ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ＝１．２３となり、条件式（２）を満たしている。また、明るさ絞りを挟む前後の面間隔Ｌが１．０１５であり、条件式（５）を満たしている。本実施例に係る内視鏡対物光学系の通常観察状態および近接観察状態における各種収差図を図１２および図１３にそれぞれ示す。本実施例に係る対物光学系にメニスカスレンズを駆動する駆動機構を設けた構成の一例を図１４に示す。【００４４】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                      ４．９９３
１            ∞  ０．３３０  １．８８３  ４０．８  ０．９５０
２    ０．６４４  ０．３７６                        ０．５４５
３    ３．０３８  １．４７４  １．６７    ４７．２  ０．６６１
４  −１．１７２  ０．０２５                        ０．６６１
５（Ｓ）      ∞  ０．０２５                        ０．１８２
６            ∞  ０．１２４                        ０．１９０
７    ０．８８５  ０．２４８  １．８８３  ４０．８  ０．３１４
８    ０．７６６  ０．６２８                        ０．３１４
９    ３．３３２  １．１０５  １．７２９  ５４．７  ０．９２５
１０  −１．１９４  ０．３３０  １．９２３  １８．９  ０．９２５
１１  −３．２４４  ０．０８３                        １．００８
１２            ∞  ０．２５６  １．４９４  ７５．０  １．００８
１３            ∞  ０．５５６                        １．００８
１４            ∞  ０．６２０  １．５１６  ６４．１  １．１１５
１５            ∞  ０．００８  １．５１    ６４．１  １．１１５
１６            ∞  ０．５３７  １．５０４  ６０．０  １．１１５
１７            ∞  ０．０００                        １．１１５
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        ０．９９７【００４５】
各種データ
通常観察状態        近接観察状態
ｄ０              １０．７４０          ３．３０５
全画角                １３０°        １０５．８°
全系の焦点距離      １．０００          １．０１５【００４６】
〔実施例６〕
本発明の実施例６に係る内視鏡用対物光学系は、実施例４のレンズ構成において、メニスカスレンズを、物体側の面（第３面）が非球面である成形レンズに代えたものであり、それ以外の構成は実施例４と同一である。このように構成された実施例６に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。
なお、非球面は下式によって定義される。
ｙ＝Ｃｘ２／［１＋｛１−（１＋Ｋ）｝１／２Ｃ２ｘ２］＋Ａ１ｘ４＋Ａ２ｘ６＋Ａ３ｘ８【００４７】
レンズデータ
面番号            ｒ          ｄ        ｎｄ      νｄ          φ
ＯＢＪ            ∞  ｄ０（可変）                      ５．７２１
１            ∞  ０．２２３  １．７６８  ７１．７  ０．８４７
２    ０．８３０  ０．４０４                        ０．５６２
３＊−１．８７３  ０．２６３  １．８８３  ４０．８  ０．２３９
４  −１．８４５  ０．０６２                        ０．２３９
５（Ｓ）      ∞  ０．０２３                        ０．１０８
６            ∞  ０．３０６                        ０．１０８
７            ∞  ０．７０１  １．８８３  ４０．８  ０．７３１
８  −１．１２４  ０．０４６                        ０．７３１
９    ３．０６４  ０．７５１  １．５１８  ５８．９  ０．７３１
１０  −０．８９４  ０．２３１  １．９２３  １８．９  ０．７３１
１１  −３．１８３  ０．７３８                        ０．８０８
１２            ∞  ０．２３９  １．５２３  ５８．６  ０．９６２
１３            ∞  ０．０２３                        ０．９６２
１４            ∞  ０．２３９  １．５１    ７５．０  ０．９６２
１５            ∞  ０．０３８                        ０．９６２
１６            ∞  ０．３８５  １．５１６  ６４．１  ０．９６２
１７            ∞  ０．０１５  １．５１    ６４．１  ０．９６２
１８            ∞  ０．５００  １．５０６  ５０．２  １．０４６
１９            ∞  ０．０００                        １．０４６
ＩＭＧ            ∞  ０．０００                        ０．９３３【００４８】
非球面データ
第３面
Ｃ＝−１．８７３，  Ｋ＝２４．８５８
Ａ１＝−０．７０１，  Ａ２＝１８．２１９，  Ａ３＝−８５．８３７【００４９】
各種データ
通常観察状態        近接観察状態
ｄ０            ６．９３３          ２．９２７【００５０】
上述した本発明の実施例１から６に係る内視鏡対物光学系の条件式（１）から（５）の値を表１に示す。【００５１】
【表１】
2013002019.tif 000003
【符号の説明】
【００５２】
１  内視鏡対物光学系
ＦＧ  前群
ＢＧ  後群
Ｓ  明るさ絞り
Ｌｍ，Ｌｍ’  メニスカスレンズ
【図１】
2013002019.tif 000004
【図２】
2013002019.tif 000005
【図３】
2013002019.tif 000006
【図４】
2013002019.tif 000007
【図５】
2013002019.tif 000008
【図６】
2013002019.tif 000009
【図７】
2013002019.tif 000010
【図８】
2013002019.tif 000011
【図９】
2013002019.tif 000012
【図１０】
2013002019.tif 000013
【図１１】
2013002019.tif 000014
【図１２】
2013002019.tif 000015
【図１３】
2013002019.tif 000016
【図１４】
2013002019.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月9日(2013.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に配置された前群、明るさ絞りおよび後群と、
前記明るさ絞りと前記前群または前記後群との間の光路に前記明るさ絞り側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズとからなる内視鏡対物光学系。
【請求項２】
前記前群が、発散レンズ系であり、
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記前群との間の光路に挿脱可能であり、
以下の条件式（１）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（１）        ０．９  ≦  Ｆｉｎ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．１
ただし、
Ｆｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全系の焦点距離、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項３】
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記後群との間に挿脱可能であり、
以下の条件式（２）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（２）        １．１  ＜  ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ  ＜  １．５
ただし、
ＦＯＶｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全画角、
ＦＯＶｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全画角
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（３）        １．５  ≦  Ｄ／Ａ  ≦３
ただし、
Ａ：前記明るさ絞りの内径、
Ｄ：前記メニスカスレンズの外径
である。
【請求項５】
前記メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（４）        −０．１  ≦  Ｐ  ≦０．１
ただし、
Ｐ：前記メニスカスレンズのパワー
である。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（５）        ０．７  ≦  Ｌ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．４
ただし、
Ｌ：前記明るさ絞りを挟む前後のレンズの面間隔、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項７】
前記メニスカスレンズが、成形レンズである請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項８】
前記メニスカスレンズを保持し該メニスカスレンズを前記光路に挿入される挿入位置と前記光路から退避する退避位置との間で移動させるアーム部材を備え、
該アーム部材が、前記メニスカスレンズと一体成形されている請求項７に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項９】
前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの有効Ｆナンバーが、５以上である請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項１０】
前記メニスカスレンズが、複数のレンズからなる請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から順に配置された前群、明るさ絞りおよび後群と、前記明るさ絞りと前記前群または前記後群との間の光路に前記明るさ絞り側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズとからなる内視鏡対物光学系を提供する。
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に配置された前群、明るさ絞りおよび後群と、
前記明るさ絞りと前記前群または前記後群との間の光路に前記明るさ絞り側に凸面を向けて挿脱可能なメニスカスレンズとからなる内視鏡対物光学系。
【請求項２】
前記前群が、発散レンズ系であり、
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記前群との間の光路に挿脱可能であり、
以下の条件式（１）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（１）        ０．９  ≦  Ｆｉｎ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．１
ただし、
Ｆｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全系の焦点距離、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項３】
前記後群が、収束レンズ系であり、
前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記後群との間に挿脱可能であり、
以下の条件式（２）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（２）        １．１  ＜  ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ  ＜  １．５
ただし、
ＦＯＶｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全画角、
ＦＯＶｉｎ：前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全画角
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（３）        １．５  ≦  Ｄ／Ａ  ≦３
ただし、
Ａ：前記明るさ絞りの内径、
Ｄ：前記メニスカスレンズの外径
である。
【請求項５】
前記メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（４）        −０．１  ≦  Ｐ  ≦０．１
ただし、
Ｐ：前記メニスカスレンズのパワー
である。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満たす請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
（５）        ０．７  ≦  Ｌ／Ｆｏｕｔ  ≦  １．４
ただし、
Ｌ：前記明るさ絞りを挟む前後のレンズの面間隔、
Ｆｏｕｔ：前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全系の焦点距離
である。
【請求項７】
前記メニスカスレンズが、成形レンズである請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項８】
前記メニスカスレンズを保持し該メニスカスレンズを前記光路に挿入される挿入位置と前記光路から退避する退避位置との間で移動させるアーム部材を備え、
該アーム部材が、前記メニスカスレンズと一体成形されている請求項７に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項９】
前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの有効Ｆナンバーが、５以上である請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【請求項１０】
前記メニスカスレンズが、複数のレンズからなる請求項１に記載の内視鏡対物光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記発明においては、前記後群が、収束レンズ系であり、前記メニスカスレンズが、前記明るさ絞りと前記後群との間に挿脱可能であり、以下の条件式（２）を満たすこととしてもよい。
（２）        １．１  ＜  ＦＯＶｏｕｔ／ＦＯＶｉｎ  ＜  １．５
ただし、ＦＯＶｏｕｔは前記メニスカスレンズが前記光路から退避しているときの全画角、ＦＯＶｉｎは前記メニスカスレンズが前記光路に挿入されているときの全画角である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
〔実施例５〕
本発明の実施例５に係る内視鏡用対物光学系は、図１１に示されるように、前群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズと、両凸レンズとからなる。後群が、物体側から順に、両凸レンズとメニスカスレンズとの接合レンズと、３つの平行片板とからなる収束レンズ系である。メニスカスレンズは、明るさ絞りと後群との間に挿脱可能に設けられている。このように構成された実施例５に係る内視鏡対物光学系のレンズデータおよび各種データは以下に示す通りである。
【国際調査報告】
2013002019.tif 000018
2013002019.tif 000019