(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
明るさ絞りの物体側と像側にそれぞれレンズ群を有する内視鏡対物レンズ系において、
上記明るさ絞りより像側のレンズ群中に、光軸上においては非接触で光軸外において環状に接触する凸面と凹面をそれぞれ有する正レンズと負レンズを配置し、
明るさ絞りより像側の上記正レンズと負レンズの光軸上の間隔をｘとし、上記正レンズの負レンズ側の面の曲率半径をＲ(+)とし、負レンズの正レンズ側の曲率半径をＲ(-)、負レンズの屈折率をｎ(-)、アッベ数をν(-)とし、全系の焦点距離をｆとするとき、以下の条件式（１）〜（５）を満たすことを特徴とする内視鏡対物レンズ系。
（１）１．７１≦｜Ｒ(+)｜／ｆ＜４
（２）１．５０≦｜Ｒ(-)｜／ｆ＜３
（３）０．０２＜ｘ／ｆ＜０．２
（４）１．７５＜ｎ(-)
（５）ν(-)＜３０
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡対物レンズ系において、上記正レンズと負レンズの合成パワーは正である内視鏡対物レンズ系。
【請求項３】
請求項１または２記載の内視鏡対物レンズ系において、明るさ絞りより物体側のレンズ群は負レンズ１枚で構成されている内視鏡対物レンズ系。
【請求項４】
請求項１または２記載の内視鏡対物レンズ系において、明るさ絞りより像側のレンズ群は、明るさ絞り側から順に、正レンズ群と、上記正レンズと負レンズとからなっている内視鏡対物レンズ系。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、さらに、以下の条件式（６）を満たす内視鏡対物レンズ系。
（６）０．８＜｛（２｜Ｒ(+)｜Ｓ(+)−Ｓ(+)2）｝1/2／ｆ＜１．６
但し、
Ｓ(+)=ｄ（２｜Ｒ(-)｜−ｘ）／２（｜Ｒ(+)−Ｒ(-)｜＋ｘ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、内視鏡対物レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
広角でテレセントリック性が要求される内視鏡対物レンズ系は、一般的に物体側から順に、負レンズ群と正レンズ群を配置したレトロフォーカスタイプで構成されている。広角になるに従い負レンズ群で大きく発生する諸収差を正レンズ群で補正しているが、特に倍率色収差を補正するために正レンズと負レンズを貼り合わせた接合レンズが多用されている。しかし、内視鏡対物レンズ系のように直径数ｍｍ程度の非常に小さいレンズを接合し、芯取りするのは困難であり、加工コストがかかる。
【０００３】
また、内視鏡の滅菌にオートクレーブを用いた場合、１３０℃程度の非常に高い温度がかかるため、接合レンズの接合面が高温により剥離したり、接合している接着剤が変質・黄変するなどの問題が生じる。
【０００４】
接合レンズを用いない従来例として、第１群に負レンズを１枚配置し、絞りをはさんで第２群に正レンズを２枚配置した３枚構成の対物レンズが既知である。しかし、レンズ枚数は少ないが倍率色収差が大きく、周辺部の解像度が低下してしまう。また、明るさ絞りの前の第１群に負レンズと正レンズを配置し、倍率色収差を低減した例が特開平２‐１７６６１１号公報などに開示されているが、絞りの前に正レンズを配置しているため第１レンズの外径が大きくなり、小型化が求められる内視鏡対物レンズ系としては不利である。また、倍率色収差補正のためには正レンズのアッベ数を小さくする必要があり、軸上色収差が大きくなる。さらに、テレセン角を小さくするためには第２群に正レンズを配置する必要があり、絞りより前側に正レンズを配置してあると全長が大きくなる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、従来の内視鏡対物レンズ系についての以上の問題意識に基づき、接合レンズを用いることなく、加工コストを低減すると共に、オートクレーブなどの高温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数で、レンズ外径を大きくすることなく倍率色収差、像面湾曲を補正した内視鏡対物レンズ系を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、接合レンズを用いる代わりに、正レンズと負レンズを光軸外で環状に接触する玉当てにすることでコストを削減すると共に諸収差を低減し、レンズ外径を小さくするという着眼に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、明るさ絞りの物体側と像側にそれぞれレンズ群を有する内視鏡対物レンズ系において、明るさ絞りより像側のレンズ群中に、光軸上においては非接触で光軸外において環状に接触する凸面と凹面をそれぞれ有する正レンズと負レンズを配置し、明るさ絞りより像側の上記正レンズと負レンズの光軸上の間隔をｘとし、上記正レンズの負レンズ側の面の曲率半径をＲ(+)とし、負レンズの正レンズ側の曲率半径をＲ(-)、負レンズの屈折率をｎ(-)、アッベ数をν(-)とし、全系の焦点距離をｆとするとき、以下の条件式（１）〜（５）を満たすことを特徴としている。
（１）１．７１≦｜Ｒ(+)｜／ｆ＜４
（２）１．５０≦｜Ｒ(-)｜／ｆ＜３
（３）０．０２＜ｘ／ｆ＜０．２
（４）１．７５＜ｎ(-)
（５）ν(-)＜３０
正レンズと負レンズを玉当てにすることにより、間隔環やスペーサーなどの部品を削減することができる。この正レンズと負レンズの合成パワーは正とするのがよい。正レンズと負レンズの順番は問わない。
【０００７】
明るさ絞りより物体側のレンズ群は、負レンズ１枚で構成することができる。また、明るさ絞りより像側のレンズ群は、明るさ絞り側から順に、正レンズ群と、上記玉当ての正レンズと負レンズとから構成することができる。
【０００９】
さらに、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．８＜｛（２｜Ｒ(+)｜Ｓ(+)−Ｓ(+)2）｝1/2／ｆ＜１．６
但し、
Ｓ(+)=ｄ（２｜Ｒ(-)｜−ｘ）／２（｜Ｒ(+)−Ｒ(-)｜＋ｘ）
【００１０】
【発明の実施形態】
本発明の内視鏡用対物レンズは、図１、図３、図５、図７及び図９の各実施例のレンズ構成図に示すように、明るさ絞りＳを挟んで、その物体側に負レンズ群（前群）１０、像側に正レンズ群（後群）２０を有している。正レンズ群２０は、絞りＳ側から順に、正のパワーの第１サブ群２１と、全体として正のパワーの玉当ての第２サブ群２２とからなっている。いずれの実施例も、負レンズ群１０は負の単レンズからなり、正レンズ群２０の第１サブ群２１は正の単レンズからなっている。より具体的には、負レンズ群１０は、実施例１ないし４では物体側の面が平面の単レンズ、実施例５では物体側の面が凹面の単レンズからなっている。
【００１１】
正レンズ群２０の第２サブ群２２は、実施例３を除き、物体側から順に、正レンズ２３と負レンズ２４からなり、実施例３では、物体側から順に、負レンズ２４と正レンズ２３からなっている。正レンズ２３の負レンズ２４側の面は凸面からなり、負レンズ２４の正レンズ２３側の面は凹面からなっていて、この対向面は、光軸上においては非接触で間隔ｘを保持し、光軸外において光軸を中心とする環状に接触している。すべてのレンズ（群）は、光軸を中心とする回転対称形状をした球面レンズである。
【００１２】
条件式（１）、（２）は、玉当てにする正レンズと負レンズの対向する凸面と凹面の曲率半径に関する条件である。条件式（１）の上限を越えると、倍率色収差の補正が不足する。下限を下回るとコマ収差、球面収差の発生が大きくなる。
【００１３】
また、条件式（２）の上限を越えると、倍率色収差の補正が不足する。下限を下回るとコマ収差、球面収差の発生が大きくなる。
【００１４】
条件式（３）は、玉当てにする正レンズと負レンズの間隔に関する条件である。この条件式（３）の上限を越えると、正負レンズ間の間隔が大きくなりすぎ、スペーサを用いずに玉当てにしようとすると、レンズ外径が大きくなる。
【００１５】
条件式（４）、（５）は玉当てにする負レンズについての条件である。この条件式から外れると倍率色収差の補正が不足する。
【００１６】
条件式（６）は、正レンズと負レンズが接する環状の線（円）の光軸からの距離（半径）を規定する条件である。条件式（６）の上限を上回るとレンズ外径が大きくなる。下限を下回ると玉当て面での有効径が小さくなり、テレセン角が大きくなる。大きくなったテレセン角は、さらに像側にレンズを配置して小さくすることが可能であるが、そうすると、レンズ枚数が多くなる。
【００１７】
次に具体的な数値実施例について説明する。諸収差図において、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件であり、ｄ線、ｇ線、Ｃ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Ｆナンバー、fは全系の焦点距離、Ｗは半画角（°）、FBはバックフォーカス、mは横倍率、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は、実施例１のレンズ構成を示し、図２は図１のレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。
【００１９】
【表１】
FNO=1:1.9
f=    1.00
W=   48.7
FB=   0.59
m=  -0.073
面No.       ｒ           ｄ           Ｎd        ν
1           ∞          0.60      1.45854     68.0
2         0.956         0.18         -         -
絞り        ∞          0.05         -         -
3           ∞          1.19      1.72916     54.7
4        -1.046         0.08         -         -
5         2.199         1.02      1.77250     49.6
6        -2.199         0.04         -         -
7        -1.840         0.50      1.92286     18.9
8        -6.150          -           -         -
【００２０】
［実施例２］
図３は、実施例２のレンズ構成を示し、図４は図３のレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。
【００２１】
【表２】
FNO=   1: 2.0
f=    1.00
W=  49.7
FB=   0.50
m=  -0.073
面No.       ｒ              ｄ         Ｎd        ν
1           ∞            0.62      1.51633      64.1
2         0.920           0.20         -          -
絞り        ∞            0.05         -          -
3           ∞            1.33      1.77250      49.6
4        -1.151           0.08         -          -
5         2.129           1.28      1.77250      49.6
6        -2.627           0.07         -          -
7        -2.279           0.50      1.92286      18.9
8       -36.384            -           -          -
【００２２】
［実施例３］
図５は、実施例３のレンズ構成を示し、図６は図５のレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。
【００２３】
【表３】
FNO=   1: 2.3
f=    1.00
W=   49.6
FB=   0.64
m=   -0.070
面No.      ｒ           ｄ           Ｎd         ν
1           ∞          0.69      1.45854       68.0
2         0.958         0.15         -           -
絞り        ∞          0.05         -           -
3           ∞          0.98      1.88300       40.8
4        -1.008         0.09         -           -
5         3.708         0.52      1.92286       18.9
6         1.500         0.05         -           -
7         1.710         0.87      1.77250       49.6
8        -2.827          -           -           -
【００２４】
［実施例４］
図７は、実施例４のレンズ構成を示し、図８は図７のレンズ構成での諸収差を示す。表４はその数値データである。
【００２５】
【表４】
FNO= 1: 2.3
f= 1.00
W= 59.2
FB= 0.58
m=-0.079
面No.     ｒ      ｄ        Ｎd      ν
1         ∞      0.59     1.88300   40.8
2        1.255    0.18        -        -
絞り      ∞      0.05        -        -
3         ∞      1.28     1.77250   49.6
4       -1.114    0.13        -        -
5        2.177    1.22     1.77250   49.6
6       -2.177    0.10        -        -
7       -1.690    0.57     1.92286   18.9
8       -5.764      -         -        -
【００２６】
［実施例５］
図９は、実施例５のレンズ構成を示し、図１０は図９のレンズ構成での諸収差を示す。表５はその数値データである。
【００２７】
【表５】
FNO=   1:2.2
f=    1.00
W=   50.0
FB=   0.50
m=   -0.072
面No.       ｒ            ｄ           Ｎd          ν
1           ∞            0.59        1.51633     64.1
2         0.936           0.20          -          -
絞り        ∞            0.10          -          -
3        -5.985           1.11        1.72916     54.7
4        -1.017           0.07          -          -
5         2.125           1.34        1.72916     54.7
6        -2.566           0.10          -          -
7        -1.789           0.50        1.84666     23.8
8        -4.005            -            -          -
【００２８】
各条件式の各実施形態に対する値を表６に示す。
【表６】
実施例１    実施例２    実施例３    実施例４    実施例５
条件式(1)  2.199     2.627      1.710       2.177       2.566
条件式(2)  1.840     2.279      1.500       1.690       1.789
条件式(3)  0.040     0.070      0.050       0.100       0.101
条件式(4)  1.92286   1.92286    1.92286     1.92286     1.84666
条件式(5)  18.9      18.9       18.9        18.9        23.8
条件式(6)  0.877     1.354      0.943       1.067       0.989
各実施例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。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、接合レンズを用いることなく、加工コストを低減し、オートクレーブなどの高温下でも耐性を持たせ、少ないレンズ枚数で、レンズ外径を大きくすることなく倍率色収差、像面湾曲を含む諸収差を補正した内視鏡対物レンズ系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例１の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レンズ系の実施例２の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レンズ系の実施例３の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レンズ系の実施例４の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】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例５レンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【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】
0004142261.tif 000008
【図８】
0004142261.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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