(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、明るさ絞りを挟んで前群レンズ群と後群レンズ群とからなり、
前記前群レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズと、正の屈折力を持つ第２レンズとからなり、
前記後群レンズ群が、その中心から周辺へ向けて曲率が緩くなる非球面からなる面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズと、正の屈折力を持つ第４レンズと、負の屈折力を持つ第５レンズとからなり、
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合され、且つ、
次の条件式(1)、(4)、(3)を満足することを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
−２＜ＳＦ＜−０．９                                    …(1)
０．６５＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４                …(4)
０．８６＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．１３    …(3)
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【請求項２】
次の条件式(1')を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
−１．５＜ＳＦ＜−１．０                                …(1')
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。
【請求項３】
次の条件式(3')を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡用対物レンズ。
０．９０＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．０６  …(3')
但し、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【請求項４】
次の条件式(4')を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡用対物レンズ。
０．８＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４                …(4')
但し、Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角である。
【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が求められており、内視鏡に用いる対物レンズにもその外径の小型化が望まれている。
【０００３】
従来、内視鏡に用いる対物レンズは非常に画角が大きいため、一般的に、対物レンズの最も物体側に平凹レンズを使ったレトロフォーカスタイプのレンズが多く採用されている。この種のレトロフォーカスタイプのレンズ系において、対物レンズを小さく設計する方法としては、最も物体側の平凹レンズに強い負のパワーを持たせる方法がある。しかし、第１面を平面で構成すると画角のバラツキが大きくなるという問題がある。また、レトロフォーカスタイプにおいて、前群負レンズ群のパワーを大きくし、仕様を保とうとすれば、必然的に後群の凸パワーを大きくしなければならない。
しかるに、従来、第１面を曲面で構成した内視鏡用対物レンズとして、例えば、次の特許文献１，２に開示されたものがある。
【特許文献１】特開平０８−３３４６８８号公報
【特許文献２】特開平０２−１８８７０９号公報（第２図）
【０００４】
特許文献１に記載の内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズと、平凸形状の第２レンズと、絞りと、平凸形状の第３レンズと、両凸形状の第４レンズを配置し、所定の条件式(51)〜(55)を満足するように構成されており、第１面が凸面となっている。
Ｂｆ’＞１，５ｆ’                                      …(51)
１．８０＜Ｄ／ｒ2＜２．４０                             …(52)
ν2＜４５．０                                           …(53)
ν3＞５０．０                                           …(54)
ν4＞５０．０                                           …(55)
但し、Ｂｆ’はバックフォーカス、ｆ’はこの光学系全体の焦点距離、ｒ2は第１レンズの像側の曲率半径、Ｄは「ｄ2＋（ｄ3／ｎ2）＋ｄ4」の値を示し、ｄ2は第１レンズと第２レンズとの空気間隔、ｄ3は第２レンズの中心厚、ｄ4は第２レンズと絞りとの空気間隔、ｎ2は第２レンズの屈折率である。
【０００５】
また、特許文献２に記載の内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、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第１レンズと、曲率半径の大きい面を像側へ向けた正の屈折力を持つメニスカス形状の第２レンズと、明るさ絞りと、曲率半径の大きい面を物体側へ向けた両凸形状の第３レンズと、全体で正の屈折力を有する第４接合レンズを配置し、所定の条件式(61)〜(65)を満足するように構成されており、第１面が凸面となっている。
０．６０＜｜ｆ1／ｆ｜＜０．７０                         …(61)
ｎ2＞１．６０      ν2＜４５．０                        …(62)
ｎ3＞１．６０      ν3＞５０．０                        …(63)
ν4＜４０．０                                           …(64)
ｎ5＞１．６０      ν5＞５０．０                        …(65)
但し、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆは全系の合成焦点距離、ｎ2，ｎ3，ｎ5は第２レンズ，第３レンズ，第４接合レンズの凸レンズに使用されている硝材のｄ線に対する屈折率、ν2，ν3，ν4，ν5，は第２レンズ，第３レンズ，第４接合レンズの凹レンズ，第４接合レンズの凸レンズに使用されている硝材のアッベ数である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の内視鏡用対物レンズでは、第一レンズをメニスカス形状とすることにより、凹レンズとしてのパワーは小さくなる。これでは画角が小さくなってしまうため、第一レンズと明るさ絞りの距離を大きくとることにより、画角が小さくなった分を吸収する構成となっている。つまり、レンズが巨大化してしまい、近年の細径化が求められている内視鏡には適さない。
また、特許文献２に記載の内視鏡用対物レンズでは、像面湾曲やコマ収差の補正ができず画質が悪くなり、微小な細部を観察する内視鏡に実用できない。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、画角のバラツキを小さくしながら、収差を充分に補正して良好な画質を得ることができ、且つ、小型化することが可能な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】
【０００８】
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、明るさ絞りを挟んで前群レンズ群と後群レンズ群とからなり、前記前群レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズと、正の屈折力を持つ第２レンズとからなり、前記後群レンズ群が、その中心から周辺へ向けて曲率が緩くなる非球面からなる面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズと、正の屈折力を持つ第４レンズと、負の屈折力を持つ第５レンズとからなり、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合され、且つ、次の条件式(1)、(4)、(3)を満足することを特徴としている。
−２＜ＳＦ＜−０．９                                    …(1)
０．６５＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４                …(4)
０．８６＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．１３    …(3)
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【０００９】
また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、次の条件式(1')を満足するのが好ましい。
−１．５＜ＳＦ＜−１．０                                …(1')
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。
【００１０】
また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、次の条件式(3')を満足するのが好ましい。
０．９０＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．０６      …(3')
但し、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【００１１】
また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、次の条件式(4')を満足するのが好ましい。
０．８＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４                 …(4')
但し、Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画角のバラツキを小さくしながら、収差を充分に補正して良好な画質を得ることができ、且つ、小型化することが可能な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する。
本発明に対する参考発明としての本第一の発明の内視鏡用対物レンズは、明るさ絞りを挟んで前群レンズ群と後群レンズ群とを有し、前記前群レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズと、正の屈折力を持つ第２レンズとからなり、前記後群レンズ群が、曲率半径の小さな面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズと、正の屈折力を持つ第４レンズと、負の屈折力を持つ第５レンズとからなり、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている。
第１レンズを物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状にすれば、第１面が平面ではなく曲面となるので、画角のバラツキを極力小さくすることができ、また、被写界深度を大きくとることができる。
【００１４】
ここで、本第一の発明の内視鏡用対物レンズは、次の条件式(1)〜(3)を満足する。
−２＜ＳＦ＜−０．９                                  …(1)
０．９４＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）＜１．７                  …(2)
０．８６＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．１３      …(3)
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【００１５】
条件式(1)の上限値を上回ると、第１面が平面に近づきすぎて、第１レンズをメニスカス形状にするメリットが得られない。
一方、条件式(1)の下限値を下回ると、第１レンズの負のパワーが小さくなり、画角を広く保つことができなくなる。ここで、特許文献１のように明るさ絞りに対し、第１レンズを離せば画角を広く保つことができるが、それでは上述したようにレンズが巨大化してしまい、近年の細径化が求められている内視鏡には適さない。また、第１レンズの負のパワーが小さくなった条件で、画角を広く保つためには、後群の、そして全体の焦点距離を決める上で重要な役割をしている第３レンズのパワーを大きくする必要があり、それでは、第３レンズのパワーが大きくなり過ぎて、レンズの加工性が非常に悪くなるとともに収差の補正が難しくなる。
【００１６】
なお、好ましくは、次の条件式(1')を満足するのがよい。
−１．５＜ＳＦ＜−１．０                                …(1')
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。
【００１７】
条件式(1)や(1')の範囲にある第１凹レンズのパワーが小さくなっている条件のもとで、条件式(2)の下限値を下回り、かつレンズが巨大化することを防ぎ、内視鏡に求められる画角を得ようとした場合、必然的に第３レンズのパワーが大きくなり、像面湾曲やコマ収差を補正できなくなる。
一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第１凹レンズのパワーが小さくなっている条件で内視鏡に求められる画角を得ようとすれば、特許文献１のように第１レンズが大きくなり過ぎて、近年の細径化が求められている内視鏡には使えない。
【００１８】
条件式(1)や(1')の範囲内にあり、かつ条件式(2)の範囲内にある状態で条件式(3)の下限値を下回ると、第３レンズ面の曲率が強くなり、その上で前群と後群において収差を補正しようとした場合、像面湾曲や球面収差、コマ収差を補正できなくなる。
一方、条件式(3)の上限値を上回ると、第３レンズの曲率が弱くなり過ぎて、レンズが巨大化してしまうと同時に、像面湾曲が補正過剰となり補正が難しくなる。
【００１９】
なお、好ましくは、次の条件式(3')を満足するのがよい。
０．９０＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．０６     …(3')
但し、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【００２０】
また、本第一の発明の内視鏡用対物レンズにおいては、前記第３レンズは、その中心から周辺へ向けて曲率が緩くなる非球面からなる面を像側へ向けた正の屈折力を持つレンズであるのが好ましい。
このようにすると、第４レンズと第５レンズの接合面の曲率を緩くすることができ、加工性が良くなる。
【００２１】
また、本第二の発明の内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、明るさ絞りを挟んで前群レンズ群と後群レンズ群とからなり、前記前群レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズと、正の屈折力を持つ第２レンズとからなり、前記後群レンズ群が、その中心から周辺へ向けて曲率が緩くなる非球面からなる面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズと、正の屈折力を持つ第４レンズと、負の屈折力を持つ第５レンズとからなり、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている。
第１レンズを物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状にすれば、第１面が平面ではないので、画角のバラツキを極力小さくすることができ、また、被写界深度を大きくとることができる。
【００２２】
ここで、本第二の発明の内視鏡用対物レンズは、次の条件式(1)，(4)，(3)を満足している。
−２＜ＳＦ＜−０．９                                 …(1)
０．６５＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４             …(4)
０．８６＜（Ｄ1＋Ｄ2−ｆ1）／（２×ｆ3）＜１．１３   …(3)
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角、Ｄ1は第１レンズの物体側の面の面頂から明るさ絞りまでの実測定距離、Ｄ2は明るさ絞りから第３レンズの像側の面までの距離（空気換算長）、ｆ1は第１レンズの焦点距離、ｆ3は第３レンズの焦点距離である。
【００２３】
条件式(1)の上限値を上回ると、第１面が平面に近づきすぎて、第１レンズをメニスカス形状にするメリットが得られない。
一方、条件式(1)の下限値を下回ると、第１レンズの負のパワーが小さくなり、画角を広く保つことができなくなる。ここで、特許文献１のように明るさ絞りに対し、第１レンズを離せば画角を広く保つことができるが、それでは上述したようにレンズが巨大化してしまい、近年の細径化が求められている内視鏡には適さない。また、第１レンズの負のパワーが小さくなった条件で、画角を広く保つためには、後群の、そして全体の焦点距離を決める上で重要な役割をしている第３レンズのパワーを大きくする必要があり、それでは、第３レンズのパワーが大きくなり過ぎて、レンズの加工性が非常に悪くなるとともに収差の補正が難しくなる。
【００２４】
なお、好ましくは、次の条件式(1')を満足するのがよい。
−１．５＜ＳＦ＜−１．０                              …(1')
但し、ＳＦは第１レンズのシェイプファクターであり、物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、ＳＦ＝（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）で示される値である。
【００２５】
条件式(1)や(1')の範囲にある第１凹レンズのパワーが小さくなっている条件のもとで、条件式(4)の下限値を下回り、かつレンズが巨大化することを防ぎ、内視鏡に求められる画角を得ようとした場合、必然的に第３レンズのパワーが非常に大きくなり、球面レンズのみでは加工性が悪くなり、像面湾曲の補正もできなくなるため、非球面レンズが必要となるが、たとえ、第３レンズのレンズ面を非球面で構成しても収差補正が困難となる。
一方、条件式(4)の上限値を上回ると、第１凹レンズのパワーが小さくなっている条件で内視鏡に求められる画角を得ようとすれば、やはり第３レンズにはある程度大きなパワーが必要となるが、条件式(2)を満たす場合には、本第一の発明となり、非球面レンズを必ずしも必要としなくても像面湾曲やコマ収差の補正ができるようになる。
【００２６】
なお、好ましくは、次の条件式(4')を満足するのがよい。
０．８＜Ｄ／（ｆ×ｓｉｎθ）≦０．９４              …(4')
但し、Ｄは第１レンズの像側の面の面頂から明るさ絞りまでの距離（空気換算長）、ｆは全系の合成焦点距離、θは半画角である。
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例１
図１は本発明の参考例としての実施例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とフィルタＦ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。
ここで、フィルタＦは、赤外カットフィルタである。実施例１の内視鏡用対物レンズでは、第３レンズＬ３における中肉厚が比較的厚くなる一部を赤外フィルタに置き換え、置き換えた赤外フィルタが第３レンズＬ３と明るさ絞りＳの間に位置するようにして、対物光学系に挿入したものである。また、この赤外カットフィルタのレンズ面には、内視鏡処置で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片面に施されている。また、もう一方の片面にＹＡＧレーザーカットコートを追加しても、あるいはＬＤレーザーカットコートを施しても、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よく、また単にマルチコートのような反射防止コートでも良い。このように、図１に示す実施例１の内視鏡用対物レンズにおいては、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てもよい。また、図１に示す実施例１の内視鏡用対物レンズでは、第３レンズＬ３における中肉厚が厚くなる一部を赤外カットフィルタ１枚に置き換えて、第３レンズＬ３と明るさ絞りＳの間に挿入しているが、第３レンズＬ３の加工性が許す限りの範囲で２枚、３枚というように複数枚の赤外カットフィルタを第３レンズＬ３と明るさ絞りＳの間に挿入しても良いし、異なる機能を持たせたフィルタを２枚、３枚というように複数枚挿入してもよい。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よいし、また、例えば、赤外カットフィルタ１枚、色フィルタ１枚、ノッチフィルタ１枚などを同時に挿入しても問題ない。もちろん、機能性フィルタであればどのようなフィルタでも置き換えができる。
また、図１に示す実施例１の内視鏡用対物レンズでは、第３レンズＬ３における中肉厚の一部をフィルタに置き換えたが、第２レンズＬ２における中肉厚の一部をフィルタに置き換えて第２レンズＬ２と明るさ絞りＳの間に挿入してもよいし、加工性の許す範囲で数枚のフィルタを対物レンズ内部に挿入してもよい。また無理にレンズにおける中肉厚の一部をフィルタに置き換えなくても、フィルタを前群レンズ群Ｇ１と後群レンズ群Ｇ２の間及びその前後に挿入することができれば、その範囲においてフィルタをどこに挿入してもよい。これらフィルタについての配置、構成は、本発明のすべての実施例において成り立つ。
【００２８】
前群レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズＬ１と、物体側が凸面で像側が平面の平凸形状の第２レンズＬ２とで構成されている。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００２９】
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          ∞                    8.0000
1          16.1898                 0.4642            1.88815    40.76
2           0.8149                 0.6108
3           8.5567                 1.1240            1.81078    40.88
4（絞り）    ∞                    0.0421
5            ∞                    0.3665            1.51965    75.00
6            ∞                    0.0313
7            ∞                    1.2339            1.81078    40.88
8          -1.7861                 0.1344
9           3.3987                 1.2217            1.72341    50.23
10          -1.4184                 0.3665            1.93429    18.90
11          -9.6782                 1.0079
12            ∞                    1.6700            1.51825    64.14
13            ∞                    0
14（像面）    ∞                    0
各種データ
焦点距離            0.99997
Ｆナンバー          6.7904
画角               80.73700°
像高                1.114
レンズ全長          8.2733
バックフォーカス   -0.11402
【００３０】
実施例２
図３は本発明の参考例としての実施例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。
【００３１】
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          ∞                    7.7000
1           8.2676                 0.4606            1.88815    40.76
2           0.6968                 0.5510
3           5.3127                 0.7344            1.73234    54.68
4（絞り）    ∞                    0.0322
5            ∞                    1.5530            1.81078    40.88
6          -1.5718                 0.1181
7           3.8580                 1.2165            1.73234    54.68
8          -1.2105                 0.3662            1.93429    18.90
9          -6.1306                 0.9170
10            ∞                    1.6200            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
各種データ
焦点距離            1.00005
Ｆナンバー          6.5017
画角               75.31034°
像高                1.133
レンズ全長          7.5691
バックフォーカス   -0.12059
【００３２】
実施例３
図５は本発明の参考例としての実施例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の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、物体側が平面で像側が非球面の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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００３３】
実施例３の内視鏡用対物レンズは、後に示す表１を見ると分かるように、条件式パラメータの値が上述した参考発明としての本第一の発明の範囲内であり、非球面を使わなくてもよい範囲である。また、実施例３の内視鏡用対物レンズは、実施例２の内視鏡用対物レンズと条件式パラメータの値を比較した場合、非常に似かよった値を示し、また、画角もほぼ同じ仕様となっている。つまり、内視鏡用対物レンズの仕様としては、実施例２と実施例３は非常に似たものである。
ここで、実施例２の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３と、実施例３の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５とを比較すると、接合された第４レンズＬ４の像側の曲率Ｒに大きな違いがあり、非球面レンズを導入した実施例３の内視鏡用対物レンズのほうが、第４レンズＬ４の像側の曲率を大きくでき、第４レンズＬ４の加工性を大きく改善していることが分かる。このように、条件式パラメータの値が本第一の発明の範囲において非球面レンズは必ずしも必要ではないが、レンズの加工性改善等の生産性を考慮した場合には、本第一の発明の範囲に条件式パラメータの値があっても非球面を導入することのメリットを見出すことができる。実施例３の内視鏡用対物レンズにおいては、条件式パラメータの値は本第一の発明の範囲でありながら、非球面レンズを導入することにより第４レンズＬ４の像側の曲率の加工性を改善することができた。なお、非球面レンズを用いることによる加工性改善等の効果は、接合レンズだけに限られるものではなく、他の球面レンズに対しても有効である。
【００３４】
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。
なお、以下の数値データの中において示される回転対称な非球面は次式の定義にしたがって示してある。
Ｚ＝ｃｈ2／［１＋√｛１−（１＋ｋ）ｃ2ｈ2｝］＋Ａ２ｈ2＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10＋Ａ１２ｈ12＋Ａ１４ｈ14＋Ａ１６ｈ16＋Ａ１８ｈ18＋Ａ２０ｈ20・・・
但し、ｃは頂点の曲率、ｋは円錐係数、Ａ２は２次非球面係数、Ａ４は４次非球面係数、Ａ６は６次非球面係数、Ａ８は８次非球面係数、Ａ１０は１０次非球面係数、Ａ１２は１２次非球面係数、Ａ１４は１４次非球面係数、Ａ１６は１６次非球面係数、Ａ１８は１８次非球面係数、Ａ２０は２０次非球面係数である。また、ｈは光軸からの距離であり、光軸に対し垂直な面における水平方向をｘ、垂直方向をｙとしたときｈ2＝ｘ2＋ｙ2で示される。
この非球面の定義式は、以下の各実施例においても共通である。
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          ∞                    8.0000
1           7.8792                 0.4581            1.88815    40.76
2           0.6923                 0.5480
3           6.0626                 0.8222            1.81078    40.88
4（絞り）    ∞                    0.0355
5            ∞                    1.5495            1.81078    40.88
6（非球面）-1.5499                 0.1175
7           4.2882                 1.2098            1.73234    54.68
8          -1.4682                 0.3641            1.93429    18.90
9          -7.1899                 1.3600
10            ∞                    1.0000            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
非球面データ
第６面
Ｋ＝0
Ａ２＝0.0000E+00，Ａ４＝6.1204E-03，Ａ６＝4.1123E-03，Ａ８＝1.3460E-02，Ａ１０＝0.0000E+00，Ａ１２＝0.0000E+00，Ａ１４＝0.0000E+00，Ａ１６＝0.0000E+00，Ａ１８＝0.0000E+00，Ａ２０＝0.0000E+00
各種データ
焦点距離            1.00005
Ｆナンバー          6.3276
画角               74.48333°
像高                1.130
レンズ全長          7.4647
バックフォーカス   -0.11359
【００３５】
ここで、同じ内視鏡用対物レンズの仕様（例えば、画角が同じ）を考えた場合、仮に、第１レンズが負のメニスカス形状をしておらず、従来、多くの内視鏡用対物レンズで採用されているような平凹レンズである場合には、曲率半径の小さな面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズの像側の曲率半径は小さくする必要がない。
これに対し、本願発明の目的にあるように、内視鏡用対物レンズにおける重要な課題としての画角のバラツキを小さくするため、内視鏡用対物レンズにおける前群レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズを、負の屈折力を持つメニスカス形状にしながら（条件式(1)や(1')を満足し）、レンズを大きくすることなく（条件式(2)を満足し）、内視鏡用対物レンズとして使える画角を保つには、曲率半径の小さな面を像側へ向けた正の屈折力を持つ第３レンズにはある程度強いパワーが必要となり、第３レンズの像側の曲率半径は仕様から小さくなる。
そのような構成は、収差補正の観点でみた場合、第３レンズの曲率半径の小さな面における影響が大きく、像面湾曲の補正が特に難しい。このようなことから、第３レンズの曲率半径の小さな面に非球面を導入する場合には、中心から周辺へ向けて曲率半径が緩くなるようにすることが必要となる。つまり、この実施例３の内視鏡用対物レンズのように、第３レンズＬ３”の曲率半径の小さな面に非球面を導入したときの各次の非球面係数は必ず０以上となる。
【００３６】
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、物体側から順に、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とから構成されている。図７中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、物体側が平面で像側が非球面の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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
非球面を導入している目的についてはすでに述べた通りであり、実施例４の内視鏡用対物レンズにおいては、４次と６次、８次の非球面係数を使っているが、ともに０以上である。
【００３７】
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          ∞                    8.0000
1           6.8003                 0.4534            1.88815    40.76
2           0.6509                 0.4200
3           5.2720                 0.6053            1.93429    18.90
4（絞り）    ∞                    0.0322
5            ∞                    1.5013            1.81078    40.88
6（非球面）-1.3006                 0.0567
7           4.8259                 1.0427            1.73234    54.68
8          -1.3601                 0.3400            1.93429    18.90
9          -7.0908                 1.2114
10            ∞                    1.0011            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
非球面データ
第６面
Ｋ＝0
Ａ２＝0.000E+00，Ａ４＝1.9581E-02，Ａ６＝1.7765E-02，Ａ８＝1.4906E-02，Ａ１０＝0.0000E+00，Ａ１２＝0.0000E+00，Ａ１４＝0.0000E+00，Ａ１６＝0.0000E+00，Ａ１８＝0.0000E+00，Ａ２０＝0.0000E+00
各種データ
焦点距離            1.00015
Ｆナンバー          6.2473
画角               64.83589°
像高                1.052
レンズ全長          6.6641
バックフォーカス   -0.11291
【００３８】
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、物体側から順に、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とから構成されている。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の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、像側が非球面である両凸形状の第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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００３９】
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          ∞                    8.0000
1           6.8097                 0.4540            1.88815    40.76
2           0.6559                 0.4210
3           5.9889                 0.5675            1.81078    40.88
4（絞り）    ∞                    0.1248  
5           9.0796                 1.4294            1.81078    40.88
6（非球面）-1.33314                0.0567
7           5.1625                 1.0441            1.73234    54.68
8          -1.3619                 0.3405            1.93429    18.90
9          -8.5160                 0.7870
10            ∞                    1.5500            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
非球面データ
第６面
Ｋ＝0
Ａ２＝0.0000E+00，Ａ４＝2.3222E-02，Ａ６＝2.6517E-02，Ａ８＝7.8886E-03，Ａ１０＝0.0000E+00，Ａ１２＝0.0000E+00，Ａ１４＝0.0000E+00，Ａ１６＝0.0000E+00，Ａ１８＝0.0000E+00，Ａ２０＝0.0000E+00
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          4.9693
画角               65.01851°
像高                1.053
レンズ全長          6.7751
バックフォーカス   -0.10902
【００４０】
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、物体側から順に、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とから構成されている。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の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、物体側が平面で像側が非球面の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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００４１】
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          ∞                    8.0000
1           6.8112                 0.4541            1.88815    40.76
2           0.6541                 0.4208
3           4.9128                 0.6063            1.93429    18.90
4（絞り）    ∞                    0.0257
5            ∞                    1.4911            1.81078    40.88
6（非球面）-1.3125                 0.0568
7           5.2503                 1.0444            1.73234    54.68
8          -1.1352                 0.3266            1.85504    23.78
9          -7.2330                 0.8300
10            ∞                    1.5491            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
非球面データ
第６面
Ｋ＝0
Ａ２＝0.0000E+00，Ａ４＝1.6773E-02，Ａ６＝1.4371E-02，Ａ８＝1.1602E-02，Ａ１０＝0.0000E+00，Ａ１２＝0.0000E+00，Ａ１４＝0.0000E+00，Ａ１６＝0.0000E+00，Ａ１８＝0.0000E+00，Ａ２０＝0.0000E+00
各種データ
焦点距離            1.00000
Ｆナンバー          4.9069
画角               65.11309°
像高                1.053
レンズ全長          6.8048
バックフォーカス   -0.10818
【００４２】
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、物体側から順に、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とから構成されている。図１３中、ＣＧはカバーガラス、ＩＭは像面である。
前群レンズ群Ｇ１の基本的なレンズ構成は、実施例１と略同じである。
後群レンズ群Ｇ２は、曲率半径の小さな面を像側へ向けた、物体側が平面で像側が非球面の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とで構成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合されている。
【００４３】
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          ∞                    8.5000
1           8.5688                 0.4896            1.88815    40.76
2           0.7351                 0.5413
3           5.1986                 0.6270            1.85504    23.78
4（絞り）    ∞                    0.0314
5            ∞                    1.5836            1.81078    40.88
6（非球面）-1.4484                 0.0612
7           4.8629                 1.1262            1.73234    54.68
8          -1.4689                 0.3672            1.93429    18.90
9          -6.3545                 0.7500
10            ∞                    1.6500            1.51825    64.14
11            ∞                    0
12（像面）    ∞                    0
非球面データ
第６面
Ｋ＝0
Ａ２＝0.0000E+00，Ａ４＝1.3449E-02，Ａ６＝1.6201E-02，Ａ８＝2.4472E-03，Ａ１０＝0.0000E+00，Ａ１２＝0.0000E+00，Ａ１４＝0.0000E+00，Ａ１６＝0.0000E+00，Ａ１８＝0.0000E+00，Ａ２０＝0.0000E+00
各種データ
焦点距離            1.00001
Ｆナンバー          6.0087
画角               76.80901°
像高                1.150
レンズ全長          7.2276
バックフォーカス   -0.09887
【００４４】
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
0005226882.tif 000002
【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】本発明の参考例としての実施例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】本発明の参考例としての実施例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】本発明の参考例としての実施例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。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ１          前群レンズ群
Ｇ２          後群レンズ群
Ｌ１          物体側に凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカス形状の第１レンズ
Ｌ２          物体側が凸面で像側が平面の平凸形状の第２レンズ
Ｌ２          両凸形状の第２レンズ
Ｌ３          曲率半径の小さな面を像側へ向けた、物体側が平面で像側が凸面の平凸形状の第３レンズ
Ｌ３’        両凸形状の第３レンズ
Ｌ３”        物体側が平面で像側が非球面の凸面の平凸形状の第３レンズ
Ｌ３”’        曲率半径の小さな面を像側へ向けた、像側が非球面である両凸形状の第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          カバーガラス
Ｆ            フィルタ
ＩＭ          像面
Ｓ            明るさ絞り
【図１】
0005226882.tif 000003
【図２】
0005226882.tif 000004
【図３】
0005226882.tif 000005
【図４】
0005226882.tif 000006
【図５】
0005226882.tif 000007
【図６】
0005226882.tif 000008
【図７】
0005226882.tif 000009
【図８】
0005226882.tif 000010
【図９】
0005226882.tif 000011
【図１０】
0005226882.tif 000012
【図１１】
0005226882.tif 000013
【図１２】
0005226882.tif 000014
【図１３】
0005226882.tif 000015
【図１４】
0005226882.tif 000016