(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に使用する対物変倍光学系であって、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群とからなり、
変倍に際し、第１レンズ群は不動で、第２レンズ群は可動であり、
第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含み、
第２レンズ群は、ともに正の第２ａ群と第２ｂ群からなり、低倍率端から高倍率端への変倍に際し、この第２ａ群は物体側に移動し、第２ｂ群は第２ａ群の移動に伴う像面位置の移動を補正するように移動して、物像間距離を一定に保持しながら変倍し、
次の条件式（１）及び（３）を満足することを特徴とする内視鏡対物変倍光学系。
（１）（ν１／ｆ１ａ＋ν２／ｆ１ｂ）・ｆ１＞５０
（３）０．１＜｜ｆ２ａ／ｆ２ｂ｜≦０．３３
但し、
ν１：第１レンズ群の最も物体側の負レンズのアッベ数、
ν２：第１レンズ群の最も像側の負レンズのアッベ数、
ｆ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆ１ｂ：第１レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２ａ：第２ａ群の焦点距離、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離。
【請求項２】
内視鏡に使用する対物変倍光学系であって、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群とからなり、
変倍に際し、第１レンズ群は不動で、第２レンズ群は可動であり、
第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含み、
第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２ａ群と負の第２ｂ群からなり、低倍率端から高倍率端への変倍に際し、この第２ａ群は物体側に移動し、第２ｂ群は第２ａ群の移動に伴う像面位置の移動を補正するように移動して、物像間距離を一定に保持しながら変倍し、
次の条件式（１）及び（３）を満足することを特徴とする内視鏡対物変倍光学系。
（１）（ν１／ｆ１ａ＋ν２／ｆ１ｂ）・ｆ１＞５０
（３）０．１＜｜ｆ２ａ／ｆ２ｂ｜≦０．３３
但し、
ν１：第１レンズ群の最も物体側の負レンズのアッベ数、
ν２：第１レンズ群の最も像側の負レンズのアッベ数、
ｆ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆ１ｂ：第１レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２ａ：第２ａ群の焦点距離、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離。
【請求項３】
請求項１または２記載の内視鏡対物変倍光学系において、第１レンズ群の物体側の負レンズは最も物体側に位置し、該負レンズの物体側の面は平面からなり、次の条件式（２）を満足する内視鏡対物変倍光学系。
（２）０．０５＜｜ｆ１ａ／ｆ１ｂ｜＜１．２
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、内視鏡に使用する対物変倍光学系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
近年、内視鏡において拡大観察のニーズが増加傾向にあり、そのニーズに応えるための対物変倍光学系を有する内視鏡が登場してきている。従来のこのような内視鏡の対物変倍光学系としては、例えば、特開平１−２７９２１９号公報、特開平４−２１８０１２号公報、特開平３−１４５６１４号公報に記載のものがあるが、これらの内視鏡の対物変倍光学系は、いずれも低倍率端の入射角２ωが１００°程度と広角化が不十分である。また、特開平６−３１７７４４号公報に記載の対物変倍光学系はレンズ枚数が多く構成が複雑である。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、簡単な構成で低倍率端の入射角２ωが１３０°以上の内視鏡に使用する対物変倍光学系を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、内視鏡に使用する対物変倍光学系であって、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群とからなり、変倍に際し、第１レンズ群は不動で、第２レンズ群は可動であり、第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含み、第２レンズ群は、ともに正の第２ａ群と第２ｂ群からなり、低倍率端から高倍率端への変倍に際し、この第２ａ群は物体側に移動し、第２ｂ群は第２ａ群の移動に伴う像面位置の移動を補正するように移動して、物像間距離を一定に保持しながら変倍し、次の条件式（１）及び（３）を満足することを特徴としている。
（１）（ν１／ｆ１ａ＋ν２／ｆ１ｂ）・ｆ１＞５０
（３）０．１＜｜ｆ２ａ／ｆ２ｂ｜≦０．３３
但し、
ν１：第１レンズ群の最も物体側の負レンズのアッベ数、
ν２：第１レンズ群の最も像側の負レンズのアッベ数、
ｆ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆ１ｂ：第１レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２ａ：第２ａ群の焦点距離、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離、
である。
【０００５】
本発明は、別の態様によると、内視鏡に使用する対物変倍光学系であって、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群とからなり、変倍に際し、第１レンズ群は不動で、第２レンズ群は可動であり、第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含み、第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２ａ群と負の第２ｂ群からなり、低倍率端から高倍率端への変倍に際し、この第２ａ群は物体側に移動し、第２ｂ群は第２ａ群の移動に伴う像面位置の移動を補正するように移動して、物像間距離を一定に保持しながら変倍し、次の条件式（１）及び（３）を満足することを特徴としている。
（１）（ν１／ｆ１ａ＋ν２／ｆ１ｂ）・ｆ１＞５０
（３）０．１＜｜ｆ２ａ／ｆ２ｂ｜≦０．３３
但し、
ν１：第１レンズ群の最も物体側の負レンズのアッベ数、
ν２：第１レンズ群の最も像側の負レンズのアッベ数、
ｆ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆ１ｂ：第１レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２ａ：第２ａ群の焦点距離、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離。
【０００６】
第１レンズ群の物体側の負レンズは最も物体側に位置し、該負レンズの物体側の面は平面からなり、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）０．０５＜｜ｆ１ａ／ｆ１ｂ｜＜１．２
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明の内視鏡対物変倍光学系は、図９及び図１０の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０とからなり、物像間距離が変化しない（物像間距離を一定に保持する）。負のパワーの第１レンズ群１０は、図９及び図１０のいずれの態様でも、変倍に際し不動である。一方、正のパワーの第２レンズ群は、図９の態様では、ともに正の第２ａ群２０ａと第２ｂ群２０ｂからなっており、図１０の態様では、正の第２ａ群と負の第２ｂ群とからなっている。図９の態様、図１０の態様ともに、低倍率端から高倍率端への変倍に際し、第２ａ群２０ａと第２ｂ群２０ｂはともに物体側に移動するが、第２ｂ群２０ｂは、図９の態様では一旦第１レンズ群１０との距離を縮めた後広げ、図１０の態様では一旦第１レンズ群１０との距離を広げた後縮める。明るさ絞りＳは、いずれの態様でも、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間に配置され第２レンズ群２０と一緒に移動する。
【００１１】
本発明の内視鏡対物変倍光学系は、第１レンズ群１０を負のパワー、第２レンズ群２０を正のパワーとすることで、いわゆるレトロフォーカスタイプを構成し、低倍率端における第１レンズ群１０への周辺光束の入射高さを小さく保ち、レンズ径の増大を押さえ、バックフォーカスを十分に確保している。ここで、広い入射角で高い変倍比を得ようとすると、低倍率端と高倍率端とで負の第１レンズ群を通る周辺光束の入射高さに大きな差が生じてしまう。一方、この負の第１レンズ群１０を単レンズで構成しようとすると、広い入射角でも諸収差、特にコマ収差、非点隔差を良好に保つため、屈折率が１．８を越える高屈折率ガラスを使用せざるを得ない。しかしながら、このような高屈折率ガラスでは分散が小さいものはなく、特に低倍率端の倍率色収差が大きくなってしまう。そこで、この負の第１レンズ群１０を２枚に分割して分散の小さい低屈折率ガラスを使用することで倍率色収差を低減するとともに、コマ収差、非点隔差を良好に保つことを可能にしている。また、低屈折率のガラスを負のパワーの第１レンズ群１０に使用することで、ペッツバール和を改善し像面を平坦化することができる。
【００１２】
条件式（１）は、第１レンズ群に含まれる２枚の負レンズのアッベ数に関する条件である。
条件式（１）の下限を越えて分散の大きなガラスを使用すると、低倍率時の倍率色収差が補正不足となる。
【００１３】
内視鏡では、使用後の洗浄が極めて重要である。この洗浄のしやすさを考慮すると、外部に露出する第１レンズ群の最も物体側のレンズ面は平面であることが好ましい。
条件式（２）は、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面を平面とした場合のコマ収差、非点隔差を良好に保つ条件である。
条件式（２）の下限を越えると、第１レンズ群の物体側のレンズの像側の面のパワーが強くなりすぎ、コマ収差、非点隔差が増大する。条件式（２）の上限を越えて第１レンズ群の像側のレンズのパワーが大きくなると、コマ収差は小さくなるが、物体側のレンズの入射高さが大きくなり、レンズ径の大型化を招く。
【００１４】
本実施形態では、上述のように、変倍に際し、物像間距離を一定に保つため、第２レンズ群を第２ａ群と第２ｂ群に分割し、それぞれ独立に移動させる。条件式（３）は、このように物像間距離を一定に保つとき、第２ａ群と第２ｂ群のパワーを適切に保つ条件である。条件式（３）の下限を越えて第２ａ群のパワーが大きくなると、第２ｂ群の移動量が大きくなり大型化を招く。条件式（３）の上限を越えて第２ｂ群のパワーが大きくなると、第２ａ群の移動量が大きくなり大型化を招く。
【００１５】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、Ｙは像高である。また、表中のＦNOは実効Ｆナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｍは横倍率、２ωは全画角（゜）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄはｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【００１８】
［実施例１］
図１ないし図４は、本発明の内視鏡対物変倍光学系の実施例１を示す。この実施例１は、図９のタイプ、すなわち、変倍に際し、結像位置を一定に保つようにともに正の第２ａ群２０ａと第２ｂ群２０ｂがそれぞれ独立して移動するタイプ（物像間距離一定タイプ）についての実施例である。図１、図３はそれぞれ、最低倍率、最高倍率におけるレンズ構成図であり、第１レンズ群１０は、２枚の負レンズで構成され、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズからなる正のパワーの第２ａ群２０ａと、正単レンズからなる第２ｂ群２０ｂとで構成されている。第１レンズ群１０の物体側の負レンズは最も物体側に位置し、該負レンズの物体側の面は平面である。第２レンズ群２０の像側の平行平面板は、撮像素子の撮像面の前に置かれたフィルター類Ｇである。図２、図４はそれぞれ、図１、図３のレンズ構成の諸収差図、表１はその数値データである。明るさ絞りＳは面No.5の物体側0.1ｍｍの位置にある。
【００１９】
［表１］
最低倍率                最高倍率
FNO=1:           4.6            −       7.0
f=               1.40           −       3.45
M=              -0.12           −       -0.35（変倍比；2.9）
入射角２ω=     137.6           −       42.6（°）
物体距離＝10（mm）
面No.   ｒ              ｄ              Ｎｄ            ν
1       ∞              0.300          1.51633         64.1
2       1.884           1.122           -               -
3       547.264         0.300          1.51633         64.1
4       7.078           3.550-0.366     -               -
5       2.844           0.547          1.88300         40.8
6       -24.257         0.572           -               -
7       5.154           0.474          1.84666         23.8
8       1.390           1.524          1.49700         81.6
9       -5.677          0.200-0.223     -               -
10      7.061           0.525          1.77250         49.6
11      ∞              1.004-4.165     -               -
12      ∞              1.300          1.51633         64.1
13      ∞               -              -               -
【００２０】
［実施例２］
図５ないし図８は、本発明の内視鏡対物変倍光学系の実施例２を示す。この実施例２は、図１０のタイプ、すなわち、変倍に際し、結像位置を一定に保つように正の第２ａ群２０ａと負の第２ｂ群２０ｂがそれぞれ独立して移動するタイプ（物像間距離一定タイプ）についての実施例である。図５、図７はそれぞれ、最低倍率、最高倍率におけるレンズ構成図であり、基本的なレンズ構成は、第２ｂ群２０ｂが負単レンズからなる点を除いて実施例１と同様である。図６、図８はそれぞれ、図５、図７のレンズ構成の諸収差図、表２はその数値データである。明るさ絞りＳは面No.5の物体側0.105ｍｍの位置にある。
【００２１】
［表２］
最低倍率                最高倍率
FNO=1:          4.7             −      7.0
f=              1.41            −      3.15
M=              -0.13           −      -0.35（変倍比；2.9）
入射角２ω=     138.5           −      42.5（°）
物体距離＝10（mm）
面No.   ｒ              ｄ              Ｎｄ            ν
1       ∞              0.300           1.58913         61.2
2       1.587           1.070           -               -
3       -17.754         0.300           1.51633         64.1
4       18.360          3.280-0.429     -               -
5       3.383           0.711           1.88300         40.8
6       -5.693          0.464           -               -
7       5.399           0.400           1.84666         23.8
8       1.270           2.124           1.51633         64.1
9       -2.890          0.586-3.199     -               -
10      -6.300          0.378           1.78472         25.7
11      ∞              0.418-0.656     -               -
12      ∞              1.300           1.51633         64.1
13      ∞              -               -               -
【００２２】
各実施例の各条件式に対する値を表３に示す。
［表３］
実施例１        実施例２
条件式（１）            59.6            58.2
条件式（２）            0.26            0.15
条件式（３）            0.28            0.33
実施例１及び２は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で低倍率端の入射角が広い内視鏡対物変倍光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡対物変倍光学系の実施例１の最低倍率におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による内視鏡対物変倍光学系の実施例１の最高倍率におけるレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による内視鏡対物変倍光学系の実施例２の最低倍率におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による内視鏡対物変倍光学系の実施例２の最高倍率におけるレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明の実施例１の内視鏡対物変倍光学系の簡易移動図である。
【図１０】本発明の実施例２の内視鏡対物変倍光学系の簡易移動図である。
【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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