(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、
前記前群レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群とからなり、
前記後群レンズ群が、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとからなり、且つ、
次の条件式(1)を満足することを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
０．８９≦｜ｆ0／ｆ1｜≦１．１                        ・・・(1)
但し、ｆoは前記前群レンズ群の合成焦点距離、ｆ1は前記第１レンズの焦点距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に使用される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療の分野における患者の体内の治療・診断等、外部から観察することが難しい部位の観察に内視鏡が用いられている。近年、経鼻内視鏡に代表されるような内視鏡の細径化に伴い、内視鏡用小型撮像素子（例：ＣＣＤやＣＭＯＳ）が開発されており、その画素ピッチは年々縮小化している。それに伴い、内視鏡用対物レンズに対しては、小型化を達成しつつ、広角化、収差補正、光量の低減防止等の光学性能を満足させる必要がある。
【０００３】
従来、内視鏡用対物レンズとしては、例えば、次の特許文献１〜４に記載のものが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−６１７６３号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４８８８号公報
【特許文献３】特開平８−１２２６３２号公報
【０００４】
特許文献１に記載の内視鏡対物レンズは、１３５〜１４０度程度と広角でかつ必要なバックフォーカスを確保しつつ、収差、特に倍率色収差を良好に補正し良好な光学性能を有することを目的としている。
そして、その目的の達成のために、物体側より、像側に凹面を向けた負の第１レンズＬ1、像側に平面を向けた正の第２レンズＬ2、明るさ絞り、物体側に平面または曲率半径の大きい面を向けた正の第３レンズＬ3、および、物体側に平面または曲率半径の大きい面を向けた正の第４レンズＬ4と負のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ5との接合からなり、全体で正の屈折力を有する接合レンズＬ4+5の４群５枚構成からなり、次の条件式(21)〜(23)を満足することを特徴としている。
１．５０｜ｄ／ｆ1’｜＜２．５０                         ・・・(21)
０．９６＜ｆ’／ｈ＜１．０４                            ・・・(22)
１２．０＜ｆ’×（ν4−ν5）／（ＲC×Ｂｆ’）           ・・・(23)
但し、ｄは第１レンズＬ1の凹面頂点より明るさ絞りまでの距離、ｆ１’は第１レンズＬ1の焦点距離、ｈは最大像高、ｆ’は全系の焦点距離、Ｂｆ’はバックフォーカス、ν4は正の第４レンズＬ4のアッベ数、ν5は負の第５レンズＬ5のアッベ数、ＲCは接合レンズＬ4+5の接合面の曲率半径の絶対値である。
【０００５】
特許文献２に記載の内視鏡対物レンズは、広角で、外径が小さく第１レンズの最大光線高が低く、更に小型ＣＣＤに適することを目的としている。
そして、その目的の達成のために、絞りを挟んで前群レンズ群と後群レンズ群とよりなり、前記前群レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズと、曲率半径の小さな面を物体側へ向けた正の屈折力の第２レンズとからなり、前記後群レンズ群は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた正の屈折力の第３レンズと、正の屈折力の第４レンズと負の屈折力の第５レンズとからなり、前記第４レンズと前記第５レンズとは接合され、ｆを全系の合成焦点距離、ｆ３を第３レンズの焦点距離としたとき、次の条件式(24)を満足することを特徴としている。
２．０＜｜ｆ3／ｆ｜＜３．０                             ・・・(24)
【０００６】
特許文献３に記載の内視鏡用対物レンズは、レンズ性能を良好に保持しつつレンズの研磨、組立てに要するコストの低減を図ることを目的としている。
そして、その目的の達成のために、物体側から順に、像側に凹面を向けた負の第１レンズＬ1、像側に平面を向けた正の第２レンズＬ2、明るさ絞り、物体側に平面を向けた正の第３レンズＬ3、物体側に平面を向けた正の第４レンズＬ4および負のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ5を配設し、前記第４レンズＬ4および前記第５レンズＬ5を全体として正の屈折力を有する接合レンズとし、さらに、次の条件式(25)、(26)、(27)を満足するように構成してなることを特徴としている。
０．７５＜｜ｆ1×Ｂｆ／ｆ2｜＜１．４５                  ・・・(25)
Ｄi＜Ｒi                                                ・・・(26)
ν2＜４５                                               ・・・(27)
但し、ｆ1は第１レンズＬ1の焦点距離、Ｂｆは全系（Ｌ1〜Ｌ5）のバックフォーカス、ｆは全系（Ｌ1〜Ｌ5）の合成焦点距離、Ｄiは凸面を有するレンズＬiの中心厚、Ｒiは凸面を有するレンズＬiの凸面の曲率半径、ν2は第２レンズＬ2のアッベ数である。
【０００７】
このように、特許文献１〜３に記載の内視鏡用対物レンズは、いずれも、最も物体側のレンズ又は絞りよりも物体側の前群レンズ群が負の屈折力を持つとともに、絞りよりも像側の後群レンズ群が正の屈折力を有する、いわゆるレトロフォーカスタイプのレンズ構成において、上記条件式(21)〜(27)に示される所定の条件の組み合わせを満たすようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
レトロフォーカスタイプのレンズ構成において、ある程度の広い画角を得るためには最も物体側のレンズを凹レンズで構成することが必要とされる。
しかるに、内視鏡用対物レンズに採用されているレトロフォーカスタイプの対物レンズにおいて、従来の内視鏡よりも更なる内視鏡の細径化の要求に応えるべく、レンズ外径を更に小さくしつつ、内視鏡に要求される広角化を達成するためには、前群レンズ群における凹レンズのパワーを大きくする、つまり、最も物体側の凹レンズの負のパワーを強くすることが考えられる。
【０００９】
しかし、内視鏡の更なる細径化に伴い、内視鏡用対物レンズにおける最も物体側の凹レンズの負パワーを大きくすると、最も物体側の凹レンズに形成される凹面の曲率が大きくなる。これでは、その凹レンズの加工性が悪くなる上、レンズとして大きな負のパワーを持つため、レンズが枠の中で偏心したときの画像に対する効きが大きくなり、内視鏡で得られる画像の周辺部がぼけてしまう片ボケと呼ばれる現象を招く。
しかるに、特許文献１〜３に記載の内視鏡用対物レンズ等、従来の内視鏡用対物レンズには、内視鏡を更に細径化した場合に伴い生じる片ボケの問題に着目したものは存在せず、その片ボケを解消するためには、部品公差をつめることでしか対応できず設計的に考慮された光学系が提案されていなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、内視鏡の更なる細径化、つまり内視鏡用対物レンズの更なる細径化を実現しつつ、第１レンズのパワーを大きくすることなく片ボケにも強いレトロフォーカスタイプの内視鏡用対物レンズ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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明による内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、前記前群レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群とからなり、前記後群レンズ群が、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとからなり、且つ、次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
０．８９≦｜ｆ0／ｆ1｜≦１．１                          ・・・(1)
但し、ｆoは前記前群レンズ群の合成焦点距離、ｆ1は前記第１レンズの焦点距離である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内視鏡の更なる細径化、つまり内視鏡用対物レンズの更なる細径化を実現しつつ、第１レンズのパワーを大きくすることなく片ボケにも強いレトロフォーカスタイプの内視鏡用対物レンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明をする。
本発明による内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、前記前群レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群とからなり、且つ、次の条件式(1)を満足する。
０．８９≦｜ｆ0／ｆ1｜≦１．１                          ・・・(1)
但し、ｆoは前記前群レンズ群の合成焦点距離、ｆ1は前記第１レンズの焦点距離である。
【００１４】
条件式(1)は、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群におけるレンズのパワー配分を規定した式である。つまり、前群レンズ群に必要な負のパワーを、最も物体側の第１レンズに集中させることなく、第２レンズ群へ分散させるための条件を規定している。条件式(1)を満足させて、第２レンズ群へ負のパワーを分散させると、前群レンズ群で最もパワーが大きい、最も物体側の第１レンズのパワーを小さく抑えたまま、小型化、広角化を実現できる。
条件式(1)の上限値を上回ると、第２レンズ群への負のパワーの分散度合いが不十分なものとなって、最も物体側の第１レンズ（凹レンズ）の凹面の曲率が大きくなり、加工性が悪くなる上、レンズの偏心の効きも増大し、画像の周辺部がぼけてしまう片ボケと呼ばれる現象を招いてしまう。
ところで、上記特許文献１〜特許文献３に記載のものには、いずれも条件式(1)に対応する条件式は記載されていない。また、上記特許文献１〜３に記載のものは、表２を用いて後述する条件式(1)のパラメータ対応値がいずれも条件式(1)の上限値を上回っている。このため、特許文献１〜特許文献３に記載のものでは、内視鏡用対物レンズを更なる細径化したときに片ボケを生じてしまう。
【００１５】
ここで、条件式(1)について、より詳細に説明する。条件式(1)の｜ｆ0／ｆ1｜は、次の式(1)-1のように表すことができる。
｜ｆ0／ｆ1｜＝｜（ｆ0／ｆ）／（ｆ1／ｆ）|          ・・・(1)-1
但し、ｆは全系の合成焦点距離である。
つまり、条件式(1)は、全系の合成焦点距離に対する前群レンズ群の合成焦点距離の比を分子にし、全系の合成焦点距離に対する第１レンズの焦点距離の比を分母にしたものにほかならない。つまり、従来技術である特許文献１〜特許文献３に記載のものにおいて、前群レンズ群がレトロフォーカスタイプの内視鏡対物レンズをより小型化するためには、｜ｆ0／ｆ｜を小さくする必要があるが、前群レンズ群の合成焦点距離ｆ0を小さくすることは、第１レンズの焦点距離を小さくすることと等価である。その結果、｜ｆ1／ｆ｜が小さくなり、第１レンズにパワーが集中し、第１レンズの加工性が悪くなる上、レンズ偏心の効きも大きくなってしまう。
【００１６】
また、従来技術である特許文献１〜特許文献３に記載のものにおいては、明るさ絞りの前方に配置された正の屈折力を持つ第２レンズが本発明のように最も像側の面が像側に凹面を向けた構成をとらない。つまり、凹レンズのパワー分散を行わない場合、前群レンズ群の合成焦点距離は、負の屈折力を持つ第１レンズと、負の屈折力を全く持たない正の屈折力を持つ第２レンズとの合成焦点距離との合成焦点距離となる。これを数値的に表すと、表２の従来例における数値データが示す通り、
｜ｆ0｜＞１．１×｜ｆ1｜
となる。
つまり、従来例における特許文献１〜特許文献３に記載のものにおいては必ず、｜ｆ0／ｆ｜を小さくすると、結果として、｜ｆ1／ｆ｜がより小さくなり、｜ｆ0／ｆ1｜が１．１より大きくなる。
【００１７】
よって、本発明のように、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、前群レンズ群が、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群とからなる構成をとると、前群レンズ群に必要なパワーを得ながら、つまり｜ｆ0／ｆ｜を小さくしながら、最も物体側の第１レンズにパワーを集中させることなく、つまり、｜ｆ1／ｆ｜を小さくすることなく、小型且つ広角な対物レンズが得られるようになる。
これを条件式で表すと、
０．８９≦｜ｆ0／ｆ1｜≦１．１                          ・・・(1)
を満たし、第２レンズ群へ負の屈折力を持つ第１レンズ群のパワーを分散させることにより、第１レンズの加工性がよく、また片ボケにも強い対物レンズが得られるようになる。
【００１８】
さらに、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、次の条件式(1')を満たすのが好ましい。
０．８９≦｜ｆ0／ｆ1｜≦１．０                          ・・・(1’)
但し、ｆoは前記前群レンズ群の合成焦点距離、ｆ1は前記第１レンズの焦点距離である。
条件式(1')を満足すれば、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群における第２レンズ群への負のパワー分散の度合いをより大きくすることができ、その分、最も物体側の第１レンズ（凹レンズ）の負のパワーをより小さくすることができ、凹面の曲率を小さくできるため、レンズの偏心の効きを小さくする効果も大きくなり、加工性も良くなり、片ボケも抑えることができる。
【００１９】
このように、上記特許文献１〜３に記載のものには、内視鏡用対物レンズの片ボケを解消するという着想がない。これは、従来内視鏡用対物レンズの分野においては、内視鏡用対物レンズの小型化と並行してレンズや枠の公差を詰めることを課題として製造してきた背景がある。しかし、近年の撮像素子の小型化はめざましく、内視鏡用対物レンズの設計自体で片ボケに強い光学系を得ることが望まれていた。また、従来の内視鏡用対物レンズに本発明を応用すると、従来の内視鏡光学系における片ボケを改善できるだけでなく、最も物体側のレンズの加工性、対物レンズの製造性もより容易になる。よって、上記特許文献１〜３の記載における条件式と本発明における条件式とでは解決すべき課題が異なっている。
【００２０】
そして、本発明の内視鏡用対物レンズにおける、前群レンズ群全体として必要な第１レンズの負のパワーの前群レンズ群全体への振り分けは、次の条件式(2)を満足していることが望ましい。
ｄ／ｆ≦０．３                                         ・・・(2)
但し、ｄは前群レンズ群における第２レンズ群の最も像側の面と、明るさ絞りとの面間隔、ｆは全系の合成焦点距離である。
これは、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群における最も物体側の第１レンズの負のパワーを第２レンズ群へ分散させる面の位置を指定したものであり、条件式(2)を満足するのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の内視鏡対物レンズは、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとからなる。
全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群に対し、後群レンズ群は、焦点距離を決めるために、全体として正の屈折力を必要とする。しかるに、この正のパワーを単レンズと接合レンズとに分散させると、倍率色収差やコマ収差補正が可能になる。
【００２２】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
実施例１
図１は本発明の実施例１にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図２は実施例１の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例１の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図１中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
【００２３】
前群レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側が平面で像側が凹面の平凹形状の第１レンズＬ１と、像側に凹面を向けた正の屈折力を持つメニスカス形状の第２レンズＬ２とで構成されており、全体として負の屈折力を持っている。
後群レンズ群Ｇ２は、物体側が平面で像側が凸面の平凸形状の第３レンズＬ３と、両凸形状の第４レンズＬ４と、物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第５レンズＬ５とで構成されており、全体として正の屈折力を持っている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００２４】
次に、実施例１の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
なお、図１に示したレンズ断面図におけるｒ1、ｒ2、……及びｄ1、ｄ2、……の数字は、以下の数値データにおける面番号の数字１、２、……に対応する。また、以下の数値データにおいて、屈折率及びアッベ数は、ｅ線における値である。これらは、他の実施例において共通である。
数値実施例１
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率     アッベ数
物体面          ∞                 13.5000
1            ∞                  0.4488          1.88815      40.76
2           0.8409               0.5065
3           2.8385               1.2200          1.93429      18.90
4           4.1922               0.0808
5（絞り）    ∞                  0.0539
6            ∞                  1.0732          1.88815      40.76
7          -1.6646               0.1077
8           2.8692               1.0234          1.59143      61.14
9          -1.5746               0.3739          1.93429      18.90
10          -3.4104               0.9899
11            ∞                  1.3683          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.476
半画角              63.75045°
像高                0.932
レンズ全長          7.2464
バックフォーカス   -0.05564
【００２５】
実施例２
図３は本発明の実施例２にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図４は実施例２の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例２の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図３中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００２６】
次に、実施例２の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例２
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率      アッベ数
物体面          ∞                 14.5000
1            ∞                  0.4904          1.88815      40.76
2           0.8882               0.8047
3           3.1015               1.2061          1.93429      18.90
4           3.1387               0.0883 
5（絞り）    ∞                  0.0589
6            ∞                  1.0418          1.88815      40.76
7          -1.7592               0.1177
8           3.1784               1.2144          1.59143      61.14
9          -2.0159               0.4910          1.93429      18.90
10          -3.8580               1.0935
11            ∞                  1.4713          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.392
半画角              77.94567°
像高                1.018
レンズ全長          8.0781
バックフォーカス   -0.06291
【００２７】
実施例３
図５は本発明の実施例３にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図６は実施例３の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例３の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図５中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００２８】
次に、実施例３の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例３
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率      アッベ数
物体面          ∞                 14.5000
1            ∞                  0.4834          1.88815      40.76
2           0.8439               0.7251
3           3.0571               1.1844          1.93429      18.90
4           2.9005               0.0870
5（絞り）    ∞                  0.0580
6            ∞                  0.9762          1.88815      40.76
7          -1.6525               0.1160
8           3.3855               1.2609          1.59143      61.14
9          -2.1964               0.4624          1.93429      18.90
10          -3.8773               1.1351
11            ∞                  1.4503          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.719
半画角              74.32714°
像高                1.004
レンズ全長          7.9389
バックフォーカス   -0.06451
【００２９】
実施例４
図７は本発明の実施例４にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図８は実施例４の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例４の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図７中、Ｆは赤外カットフィルタ、ＣＧ１はカバーガラス、ＣＧ２はＣＣＤのカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
なお、実施例４においては、後群レンズ群Ｇ２から像面までの空間に赤外カットフィルタＦが配置されている。また、この赤外カットフィルタのフィルタ面には、内視鏡処置において使用するレーザー処置のため、YAGレーザーカットコートが一方の面に施されている。なお、もう一方の面には、YAGレーザーカットコート、LDレーザーカットコート、あるいは、他の機能性コートを施しても良い。また、両面に機能性コートを施しても良く、さらには、単にマルチコートのような反射防止コートを施しても良い。また、実施例４では、赤外カットフィルタを挿入したが、他の機能性フィルタを挿入しても良い。例えば、赤外カットフィルタの代わりに色フィルタを挿入し、内視鏡画像の色再現性に変化を与えるようにしてもよい。
また、実施例４では、後群レンズ群Ｇ２から像面までの空間にフィルタ及びカバーガラスを３枚挿入しているが、枚数は制限されない。つまり、配置スペースがあれば、例えば、２枚、３枚と赤外カットフィルタを挿入しても良いし、あるいは、異なる機能を持たせたフィルタを２枚、３枚と挿入しても良い。例えば、赤外カットフィルタとノッチフィルタを同時に挿入しても良いし、また例えば、赤外カットフィルタ、色フィルタ、ノッチフィルタを夫々１枚ずつ挿入しても良い。勿論、機能性フィルタであれば、どのようなフィルタにも置き換えることができる。
【００３０】
次に、実施例４の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例４
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径               面間隔          屈折率      アッベ数
物体面           ∞                 13.5000
1             ∞                  0.4527          1.88815      40.76
2            0.8365               0.5704
3            2.8627               1.1589          1.93429      18.90
4            3.2593               0.0815
5（絞り）     ∞                  0.0543
6             ∞                  0.9959          1.88815      40.76
7           -1.5826               0.1086
8            3.0728               1.1589          1.59143      61.14
9           -1.7691               0.4889          1.93429      18.90
10           -3.5508               0.5794
11             ∞                  0.5432          1.51965      75.00
12             ∞                  0.0543
13             ∞                  0.6337          1.51825      64.14
14             ∞                  0.7470          1.61354      50.50
15             ∞                  0
16（像面）     ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.452
半画角             64.92624°
像高                0.940
レンズ全長          7.6277
バックフォーカス   -0.05044
【００３１】
実施例５
図９は本発明の実施例５にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図１０は実施例５の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例５の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図９中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００３２】
次に、実施例５の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例５
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径               面間隔          屈折率     アッベ数
物体面           ∞                 15.5000
1             ∞                  0.4269          1.88815      40.76
2            0.7121               0.6587
3            2.6195               0.9112          1.93429      18.90
4            2.5478               0.0768
5（絞り）     ∞                  0.0512
6             ∞                  0.8931          1.88815      40.76
7           -1.4367               0.1025
8            2.7399               0.9497          1.51825      64.14
9           -1.7100               0.4611          1.93429      18.90
10           -3.5666               1.3700
11             ∞                  1.2808          1.51825      64.14
12             ∞                  0
13（像面）     ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.91
半画角             58.70555°
像高                0.886
レンズ全長          7.1821
バックフォーカス   -0.05235
【００３３】
実施例６
図１１は本発明の実施例６にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図１２は実施例６の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例６の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図１１中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００３４】
次に、実施例６の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例６
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率      アッベ数
物体面          ∞                 15.5000
1            ∞                  0.4294          1.88815      40.76
2           0.7094               0.5505
3           2.6343               0.9601          1.93429      18.90
4           2.5635               0.1718
5（絞り）    ∞                  0.0515
6            ∞                  0.9164          1.88815      40.76
7          -1.4589               0.1031
8           2.8190               0.9183          1.51825      64.14
9          -1.7151               0.4638          1.93429      18.90
10          -3.5655               1.4728
11            ∞                  1.2883          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            0.99999
Ｆナンバー          3.994
半画角             59.61560°
像高                0.891
レンズ全長          7.3259
バックフォーカス   -0.06076
【００３５】
実施例７
図１３は本発明の実施例７にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図１４は実施例７の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例７の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図１３中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
【００３６】
前群レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側が平面で像側が凹面の平凹形状の第１レンズＬ１と、第２レンズ群Ｌ２Ｇとで構成されており、全体として負の屈折力を持っている。
第２レンズ群Ｌ２Ｇは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つメニスカス形状のレンズＬ２１と像側に凹面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状のレンズＬ２２との接合レンズで構成されており、全体として正の屈折力を持っている。
後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００３７】
このように、実施例７の内視鏡用対物レンズは、全体として負の屈折率を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、前群レンズ群が、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群からなり、第２レンズ群が接合レンズからなる構成をとっている。そして、実施例７の内視鏡用対物レンズでは、第２レンズ群を接合レンズとしたので、収差補正がより簡単に行うことができるようになる。
なお、本発明の内視鏡用対物レンズでは、第２レンズ群は、一枚のレンズで構成しても良いし、数枚のレンズで構成しても良い。
【００３８】
次に、実施例７の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例７
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率      アッベ数
物体面          ∞                 14.0000
1            ∞                  0.4731          1.88815      40.76
2           0.8690               0.6413
3           2.9919               0.6367          1.93429      18.90
4           7.5697               0.4731          1.67765      32.10
5           3.2171               0.0852
6（絞り）    ∞                  0.0568
7            ∞                  1.1186          1.88815      40.76
8          -1.7300               0.1135
9           3.1016               1.0787          1.59143      61.14
10          -1.6915               0.3804          1.93429      18.90
11          -3.6123               1.0738
11            ∞                  1.4193          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          3.777
半画角             70.34747°
像高                0.982
レンズ全長          7.5505
バックフォーカス   -0.06539
【００３９】
実施例８
図１５は本発明の実施例８にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図、図１６は実施例８の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
実施例８の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りＳを挟んで、前群レンズ群Ｇ１と、後群レンズ群Ｇ２を有して構成されている。図１５中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１、後群レンズ群Ｇ２の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
【００４０】
なお、実施例８の内視鏡用対物レンズでは、前群レンズ群Ｇ１における最も物体側のレンズの硝材に、他の実施例に比べて屈折率の低いサファイアを用いている。
実施例８は、本発明の実施例であるが、本発明の従来例として例示している特許文献１〜３に記載の実施例では、対物レンズにおける最も物体側の硝材の屈折率は、すべて１．８以上である。その理由は、従来例においては、前群レンズ群における最も物体側のレンズに強い負のパワーが必要になるからであり、レンズの加工性を考慮した場合、どうしても高屈折な硝材を使う必要があった。これは、一般的に知られているように、ある形状のレンズに対し、低屈折率の硝材で置き換えると、レンズの曲率を大きくすることと等価になり、その結果、従来例においては、第１レンズを低屈折率な硝材で構成すると、凹面の曲率が大きくなってしまい、加工上問題があった。このため、高屈折率の硝材が使われていたのである。
【００４１】
実施例８では、本発明の構成を採用し、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ後群レンズ群とからなり、前群レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群とで構成し、内視鏡用対物レンズとして必要な前群レンズのパワーを維持しながら、第２レンズ群へ必要なパワーを分散させている。このため、レンズの加工性を良好に保ったまま、負の屈折力を持つ第１レンズの屈折率に対する制限を取り除けるメリットもある。
このように、実施例８の内視鏡用対物レンズによれば、負の屈折力を持つ第１レンズを通常の光学ガラスから、サファイアのような、ガラスに比べてモース硬度が大きい、つまり硬い硝材へと置き換えることも容易となる。
【００４２】
次に、実施例８の内視鏡用対物レンズを構成する光学部材の数値データを示す。
数値実施例８
単位：ｍｍ
面データ
面番号        曲率半径              面間隔          屈折率      アッベ数
物体面          ∞                 13.0000
1            ∞                  0.3200          1.77066      71.79
2           0.8204               0.5786
3           2.7305               1.1399          1.93429      18.90
4           2.6770               0.0777
5（絞り）    ∞                  0.0518
6            ∞                  0.9499          1.88815      40.76
7          -1.4853               0.1036
8           2.9309               1.1053          1.59143      61.14
9          -1.6874               0.4663          1.93429      18.90
10          -3.3868               0.8635
11            ∞                  1.2780          1.51825      64.14
12            ∞                  0
13（像面）    ∞                  0
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          5.599
半画角             59.21840°
像高                0.896
レンズ全長          6.9347
バックフォーカス   -0.07227
【００４３】
次に、各実施例における条件式パラメータの値を表１に示す。
表１
0004695662.tif 000002
【００４４】
また、本発明の比較例として、特許文献１〜３における本発明の条件式パラメータの対応値を次の表２に示す。表２中における実施例、比較例は、それぞれの特許文献における実施例、比較例である。
表２
0004695662.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の内視鏡用対物レンズは、患者の体内の狭い管腔等、細い径の孔を内視鏡を用いて観察することが求められる医療や工業の分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例１にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】実施例２の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例３にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】実施例３の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例４にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】実施例４の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例５にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１０】実施例５の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例６にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】実施例６の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例７にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１４】実施例７の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例８にかかる内視鏡用対物レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１６】実施例８の光学系における球面収差、コマ収差（メリジオナル光線）、コマ収差（サジタル光線）像面湾曲を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ１          前群レンズ群
Ｇ２          後群レンズ群
Ｌ１          物体側が平面で像側が凹面の平凹形状の第１レンズ
Ｌ２          像側に凹面を向けた正の屈折力を持つメニスカス形状の第２レンズ
Ｌ２Ｇ        最も像側の面が像側に凹面を向けた、全体として負の屈折力を持つ第２レンズ群
Ｌ２１        物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つメニスカス形状のレンズ
Ｌ２２        像側に凹面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状のレンズ
Ｌ３          物体側が平面で像側が凸面の平凸形状の第３レンズ
Ｌ４          両凸形状の第４レンズ
Ｌ５          物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第５レンズ
ＣＧ、ＣＧ１、ＣＧ２          カバーガラス
Ｆ            フィルタ
ＩＭ          像面
Ｓ            明るさ絞り
【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】
0004695662.tif 000008
【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】
0004695662.tif 000014
【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】
0004695662.tif 000020
【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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