JP6266503B2 - 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡用対物レンズおよびこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡に関するものである。

従来、内視鏡観察においては、深い観察深度で高画質の画像を取得したいという要望があり、この要望に応えるためにフォーカス調整を可能にした内視鏡用対物レンズが提案されている。例えば、下記特許文献１には、２つのレンズ群からなり、像側のレンズ群を像側、物体側へ移動させてそれぞれ遠点物体と近点物体に合焦させる内視鏡用対物レンズが記載されている。

一方、近年では内視鏡で撮像した画像を電気信号に変換し、さらに画像処理を行うことにより、血管や表面構造等を観察することが行われている。このような観察では光源として白色光源に加え短波長のレーザ光を用いることもあり、このような光源に対応可能な内視鏡用対物レンズが考案されている。例えば、下記特許文献２では、約４０５ｎｍの波長を含む短波長域から可視域までの広い波長域で良好に収差補正された内視鏡用対物レンズが提案されている。

特開２０００−３３００１５号公報 特開２０１１−２２７３８０号公報

上記事項に加え、内視鏡観察においては広視野観察が求められることから、内視鏡用対物レンズは広角化の傾向がある。しかしながら、特許文献１に記載の内視鏡用対物レンズは、近年要望されているほどの広視野観察に対応するためにはさらなる広角化が望まれる。一般に、広角になるほど倍率色収差が大きくなりやすいが、近年の電子内視鏡における高画素化や近年要望されている観察の高精度化を考慮すると、広角化とともに良好な倍率色収差の補正も重要である。

特許文献２に記載の内視鏡用対物レンズは広い波長域で良好に色収差補正されたものであるが、特許文献２には遠点物体と近点物体に対してフォーカス切替を行うことに関する記載は無い。仮に、特許文献２に記載の内視鏡用対物レンズの最も像側の接合レンズを光軸方向に移動させて合焦を行った場合は、非点収差、倍率色収差の変動が大きいことが予想される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、遠点物体と近点物体に対してフォーカス切替が可能で、広角でありながら倍率色収差を含む諸収差が良好に補正されて高い解像性能を維持可能な内視鏡用対物レンズ、およびこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供することを目的とするものである。

本発明の内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有し像側に凹面を向けている第１レンズと、互いに異符号の屈折力を有する第２レンズおよび第３レンズが物体側から順に接合されてなる第１の接合レンズと、絞りと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けている第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズおよび負の屈折力を有する第６レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が像側に凸面を向けている第２の接合レンズとから実質的に構成され、第２の接合レンズのみを移動させることにより最遠点物体から最近点物体への合焦を行い、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
０．３＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．８ （１）
ただし、
Ｌ５ｆ：第５レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ６ｒ：第６レンズの像側の面の曲率半径

第１の接合レンズは、負の屈折力を有する第２レンズおよび正の屈折力を有する第３レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が物体側に凸面を向けているように構成してもよい。あるいは、第１の接合レンズは、正の屈折力を有する第２レンズおよび負の屈折力を有する第３レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が像側に凸面を向けているように構成してもよい。

本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、下記条件式（２）〜（９）、（１−１）〜（５−１）、（７−１）〜（９−１）のいずれか１つ、または任意の組み合わせを満足することが好ましい。
２＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜１０ （２）
２５＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜６０ （３）
０．０１＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０４ （４）
０．０４＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０９ （５）
０．１５＜ｆ／ｆＣ２＜０．４ （６）
０＜ｆ／ｆＣ１＜０．３ （７）
０．０２＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１５ （８）
０＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０７ （９）
０．４＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．７ （１−１）
３＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜８ （２−１）
３０＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜５０ （３−１）
０．０１５＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０３５ （４−１）
０．０５＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０８ （５−１）
０．０５＜ｆ／ｆＣ１＜０．１ （７−１）
０．０６＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１２ （８−１）
０．０２＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０６ （９−１）
ただし、
Ｌ５ｆ：第５レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ６ｒ：第６レンズの像側の面の曲率半径
ν１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
ν１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
ν２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
ν２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
θｇＦ１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｈｇ２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
ｆ：全系の焦点距離
ｆＣ１：第１の接合レンズの焦点距離
ｆＣ２：第２の接合レンズの焦点距離

なお、上記条件式で用いている焦点距離はｄ線に関するものであり、上記ｆは最遠点物体に合焦した状態での焦点距離である。また、レンズのｈ線（波長４０４．７ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の屈折率をそれぞれＮｈ、Ｎｇ、ＮＦ、ＮＣとしたとき、レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦはθｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものであり、レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比θｈｇはθｈｇ＝（Ｎｈ−Ｎｇ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。

なお、上記の「〜から実質的に構成され」の「実質的に」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル等を含んでもよいことを意図するものである。

なお、上記の屈折力の符号、面形状、面の曲率半径は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。また、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた形状のものを正とし、像側に凸面を向けた形状のものを負とすることにする。

本発明の内視鏡は、上記記載の本発明の内視鏡用対物レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明の内視鏡用対物レンズは、各レンズの構成を好適に設定し、特に、絞りの物体側および像側それぞれに正負のレンズからなる接合レンズを有し、最も像側の接合レンズを移動させて合焦を行い、所定の条件式を満足するようにしているため、遠点物体と近点物体に対してフォーカス切替が可能で、広角でありながら倍率色収差を含む諸収差が良好に補正されて高い解像性能を維持可能なレンズ系を実現することができる。

本発明の内視鏡は、本発明の内視鏡用対物レンズを備えているため、深い観察深度を有し、広視野観察が可能で、良好な画像を取得することができる。

本発明の一実施形態に係る内視鏡用対物レンズの構成例を示すものであり、実施例１の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例２の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例３の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例４の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例５の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例６の内視鏡用対物レンズの構成と光路を示す断面図である 本発明の実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施例５の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施例６の内視鏡用対物レンズの各収差図であり、紙面左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す 本発明の実施形態にかかる内視鏡の概略構成を示す図である 本発明の実施形態にかかる内視鏡の先端部の要部断面図である

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態にかかる内視鏡用対物レンズの光軸Ｚを含む断面における構成を示す。図１に示す構成例は、後述の実施例１のレンズ構成に対応している。図１では左側が物体側、右側が像側であり、図１の上段には最遠点物体に合焦した最遠点合焦状態を示し、下段には最近点物体に合焦した最近点合焦状態を示す。なお、最遠点物体、最近点物体の物体距離は、例えば、それぞれの物体距離における被写界深度を考慮して決めるようにしてもよい。この例では、最遠点物体、最近点物体の物体距離をそれぞれ１２ｍｍ、３ｍｍとしている。図１には最遠点合焦状態での軸上光束Ｂ０および最大画角の軸外光束Ｂ１の光路、最近点合焦状態での軸上光束Ｂ２および最大画角の軸外光束Ｂ３の光路も示している。

この内視鏡用対物レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、負の屈折力を有し像側に凹面を向けている第１レンズＬ１と、互いに異符号の屈折力を有する第２レンズＬ２および第３レンズＬ３が物体側から順に接合されてなる第１の接合レンズＣＥ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けている第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５および負の屈折力を有する第６レンズＬ６が物体側から順に接合されてなり接合面が像側に凸面を向けている第２の接合レンズＣＥ２とから実質的に構成される。また、第２の接合レンズＣＥ２のみを移動させることにより最遠点物体から最近点物体への合焦が行われるように構成されている。

なお、図１では第２の接合レンズＣＥ２の像側に入射面と出射面が平行平面の光学部材ＰＰを配置した例を示しているが、本発明においては光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。光学部材ＰＰは、光路を折り曲げるための光路変換プリズム、フィルタ、カバーガラス等を想定したものである。光路変換プリズムを用いた場合は屈曲光路となるが、理解を容易にするために図１では光路を展開した図を示している。なお、図１では光学部材ＰＰの像側の面が像面Ｓｉｍに一致した例を示しているが、必ずしもこの構成に限定されない。

この内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１を負レンズとすることで、第２レンズＬ２および第２レンズＬ２より像側のレンズへの軸外光線の入射角を減じることができ、広角化に有利となる。また、第１レンズＬ１の像側の面を凹面とすることで、非点収差の発生を抑えながら第１レンズＬ１に負の屈折力を与えることができる。

第１の接合レンズＣＥ１を構成する第２レンズＬ２および第３レンズＬ３は、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズである。正レンズと負レンズが接合された接合レンズとすることで倍率色収差の補正に有利となる。

第１の接合レンズＣＥ１は、負の屈折力を有する第２レンズＬ２および正の屈折力を有する第３レンズＬ３が物体側から順に接合されたものでもよく、その場合は接合面が物体側に凸面を向けている構成とすれば、結像領域周辺部で倍率色収差が補正過剰となるのを防ぐことができる。

第１の接合レンズＣＥ１は、正の屈折力を有する第２レンズＬ２および負の屈折力を有する第３レンズＬ３が物体側から順に接合されたものでもよく、その場合は接合面が像側に凸面を向けている構成とすれば、軸上色収差の補正に有利となる。

第４レンズＬ４を正レンズとすることで、物体側から像側へ進行して第１レンズＬ１により発散された光を、弱い発散光あるいは収束光とすることができる。これにより、第２の接合レンズＣＥ２の結像倍率が等倍付近とならないようにすることができ、最遠点物体から最近点物体へ合焦する際の第２の接合レンズＣＥ２の移動量を減じることができる。また、第４レンズＬ４の像側の面を凸面とすることで、非点収差の発生を抑えることができる。

第２の接合レンズＣＥ２においては、物体側から順に、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとすることで、軸上色収差、および第１レンズＬ１で発生した倍率色収差を補正することできる。第２の接合レンズＣＥ２の接合面を像側に凸面を向けている構成とすることで、結像領域周辺部で倍率色収差が補正過剰となるのを防ぐことができる。

第２の接合レンズＣＥ２は、全体として正の屈折力を有することが好ましい。また、第２の接合レンズＣＥ２は、全体として物体側に凹面を向けたメニスカス形状としてもよく、このようにした場合は、収差発生量を抑えることができ、合焦による非点収差、倍率色収差の変動を抑えることができる。

第２の接合レンズＣＥ２を移動させて最遠点物体から最近点物体への合焦を行うことで、フォーカス切替が可能な構成となり、観察距離を切り替えることができ、観察深度を深くすること、つまり、最近点物体と最遠点物体それぞれの物体距離における被写界深度を含めた全体の観察深度を深くとることが可能になる。なお、第２の接合レンズＣＥ２は、最近点合焦状態で最遠点合焦状態よりも物体側に位置するように移動することが好ましい。

また、この内視鏡用対物レンズは、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
０．３＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．８ （１）
ただし、
Ｌ５ｆ：第５レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ６ｒ：第６レンズの像側の面の曲率半径

条件式（１）の下限以下にならないように構成することで、球面収差の発生を抑制することができる。条件式（１）の上限以上にならないように構成することで、非点収差の発生を抑制し、また、合焦による非点収差、倍率色収差の変動を抑えることができ、広角化に有利となる。

なお、条件式（１）に関する効果をさらに高めるためには下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
０．４＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．７ （１−１）

さらに、この内視鏡用対物レンズは、下記条件式（２）〜（９）のいずれか１つまたは任意の組合せを満足することが好ましい。
２＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜１０ （２）
２５＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜６０ （３）
０．０１＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０４ （４）
０．０４＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０９ （５）
０．１５＜ｆ／ｆＣ２＜０．４ （６）
０＜ｆ／ｆＣ１＜０．３ （７）
０．０２＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１５ （８）
０＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０７ （９）
ただし、
ν１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
ν１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
ν２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
ν２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
θｇＦ１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｇＦ２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
θｈｇ２Ｃｐ：第２の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ２Ｃｎ：第２の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ１Ｃｐ：第１の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
θｈｇ１Ｃｎ：第１の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
ｆ：全系の焦点距離
ｆＣ１：第１の接合レンズの焦点距離
ｆＣ２：第２の接合レンズの焦点距離

条件式（２）の下限以下にならないように構成することで、倍率色収差の補正に有利となる。条件式（２）の上限以上にならないように構成することで、第２の接合レンズＣＥ２による倍率色収差の補正の寄与を大きくすることができ、第１の接合レンズＣＥ１による倍率色収差の補正の寄与が過剰になるのを防ぐことができ、第１の接合レンズＣＥ１で倍率色収差と軸上色収差のバランスを取ることに有利となる。

条件式（３）の下限以下にならないように構成することで、倍率色収差が補正不足になるのを防ぐことができる。条件式（３）の上限以上にならないように構成することで、倍率色収差が補正過剰になるのを防ぐことができる。条件式（３）を満足することで倍率色収差の補正に有利となる。

条件式（４）の下限以下にならないように構成することで、二次の倍率色収差が補正過剰になるのを防ぐことができる。条件式（４）の上限以上にならないように構成することで、二次の倍率色収差が補正不足になるのを防ぐことができる。条件式（４）を満足することで二次の倍率色収差の補正に有利となる。

条件式（５）の下限以下にならないように構成することで、二次の倍率色収差が補正過剰になるのを防ぐことができる。条件式（５）の上限以上にならないように構成することで、二次の倍率色収差が補正不足になるのを防ぐことができる。条件式（５）を満足することで二次の倍率色収差の補正に有利となる。

条件式（６）の下限以下にならないように構成することで、合焦の際の第２の接合レンズＣＥ２の移動量を抑えることができる。条件式（６）の上限以上にならないように構成することで、合焦による非点収差の変動を抑えることができる。

条件式（７）の下限以下にならないように構成することで、歪曲収差の補正に有利となる。条件式（７）の上限以上にならないように構成することで、バックフォーカスを好適に確保することができる。

条件式（８）の下限以下にならないように構成することで、近紫外域での倍率色収差が補正過剰になるのを防ぐことができる。条件式（８）の上限以上にならないように構成することで、近紫外域での倍率色収差が補正不足になるのを防ぐことができる。

条件式（９）の下限以下にならないように構成することで、近紫外域での倍率色収差が補正過剰になるのを防ぐことができる。条件式（９）の上限以上にならないように構成することで、近紫外域での倍率色収差が補正不足になるのを防ぐことができる。

なお、条件式（２）〜（９）それぞれに関する効果をさらに高めるためには条件式（２）〜（９）それぞれに代わり下記条件式（２−１）〜（９−１）それぞれを満足することがより好ましい。
３＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜８ （２−１）
３０＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜５０ （３−１）
０．０１５＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０３５ （４−１）
０．０５＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０８ （５−１）
０．２＜ｆ／ｆＣ２＜０．３ （６−１）
０．０５＜ｆ／ｆＣ１＜０．１ （７−１）
０．０６＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１２ （８−１）
０．０２＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０６ （９−１）

条件式に関する構成も含め上述した好ましい構成や可能な構成は内視鏡用対物レンズに要求される事項に応じて適宜選択することが好ましい。本実施形態は、広角の内視鏡用対物レンズに適用可能であり、具体的には例えば、全画角が１２０°以上、好ましくは１３０°以上の内視鏡用対物レンズに適用可能である。

次に、本発明の内視鏡用対物レンズの数値実施例について説明する。以下の実施例１〜６は全て、最遠点合焦状態での物体距離を１２ｍｍ、最近点合焦状態での物体距離を３ｍｍとしたものである。なお、物体距離は、物体から最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。

［実施例１］
実施例１の内視鏡用対物レンズのレンズ構成と光路は図１に示したものであり、その図示方法については上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。表１に実施例１の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータを示す。表１のＳｉの欄は最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄は最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄はｊ番目の光学要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦｊの欄にはｊ番目の光学要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示し、θｈｇｊの欄にはｊ番目の光学要素のｈ線とｇ線間の部分分散比を示す。ただし、θｇＦｊとθｈｇｊは接合レンズを構成するレンズについてのみ示す。

曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。面間隔の最下欄の値は、表に示す最も像側の面と像面との間の光軸Ｚ上の面間隔である。基本レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに対応する面の面番号の欄には面番号とともに（Ｓｔ）を記入している。合焦の際に変化する可変面間隔は、ＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤｉの欄に記入している。

表２に、実施例１の内視鏡用対物レンズのｄ線に関する諸元と可変面間隔の値を最遠点合焦状態と最近点合焦状態それぞれについて示す。表２では、諸元として、全系の焦点距離ｆ’、全系のバックフォーカスＢｆ’、Ｆ値ＦＮｏ．、全画角２ω（単位は度）を示す。

以下に示す各表では、角度の単位には度を用い、長さの単位にはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることも可能である。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。

図７に左から順に、実施例１の内視鏡用対物レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図７では、上段に最遠点合焦状態での各収差図を示し、下段に最近点合焦状態での各収差図を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、ｇ線、ｈ線に関する収差をそれぞれ黒の実線、長破線、灰色の実線、短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示す。歪曲収差図では、ｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、ｇ線、ｈ線に関する収差をそれぞれ長破線、灰色の実線、短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは最大全画角の半値（半画角）を意味する。

上記の実施例１のものに関する図示方法、各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の内視鏡用対物レンズのレンズ構成図と光路を図２に示す。実施例２の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔の値を表３、表４にそれぞれ示す。実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図を図８に示す。

［実施例３］
実施例３の内視鏡用対物レンズのレンズ構成図と光路を図３に示す。実施例３の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔の値を表５、表６にそれぞれ示す。実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図を図９に示す。

［実施例４］
実施例４の内視鏡用対物レンズのレンズ構成図と光路を図４に示す。実施例４の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔の値を表７、表８にそれぞれ示す。実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図を図１０に示す。

［実施例５］
実施例５の内視鏡用対物レンズのレンズ構成図と光路を図５に示す。実施例５の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔の値を表９、表１０にそれぞれ示す。実施例５の内視鏡用対物レンズの各収差図を図１１に示す。

［実施例６］
実施例６の内視鏡用対物レンズのレンズ構成図と光路を図６に示す。実施例６の内視鏡用対物レンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔の値を表１１、表１２にそれぞれ示す。実施例６の内視鏡用対物レンズの各収差図を図１２に示す。

表１３に、上記実施例１〜６の最遠点合焦状態での全系の焦点距離ｆと条件式（１）〜（９）の対応値を示す。表１３のデータはｄ線に関するものである。

次に、本発明の内視鏡用対物レンズが適用される内視鏡の実施形態について図１３、図１４を参照しながら説明する。図１３にはその内視鏡の概略的な全体構成図を示す。図１３に示す内視鏡１００は、主として、操作部１０２と、挿入部１０４と、コネクタ部（不図示）と接続されるユニバーサルコード１０６とを備える。挿入部１０４の大半は挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部１０７であり、この軟性部１０７の先端には湾曲部１０８が連結され、この湾曲部１０８の先端には先端部１１０が連結されている。湾曲部１０８は、先端部１１０を所望の方向に向けるために設けられるものであり、操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０９を回動させることにより湾曲操作が可能となっている。

図１４に、先端部１１０の要部断面図を示す。先端部１１０の内部には挿入部１０４の長軸方向と平行にその光軸が配置された内視鏡用対物レンズ１と、内視鏡用対物レンズ１の像側の光路を略９０度折り曲げるための光路変換プリズム７と、その受光面が挿入部１０４の長軸方向と平行になるように光路変換プリズム７に接合された固体撮像素子８とが配置されている。なお、図１４では内視鏡用対物レンズ１は概念的に図示されており、内視鏡用対物レンズ１による観察光学系の光軸を一点鎖線で示している。固体撮像素子８は、その撮像面が内視鏡用対物レンズ１の像面に一致するように配置されている。内視鏡用対物レンズ１により形成された光学像は、固体撮像素子８により撮像されて、電気信号に変換される。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数は、上記実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

１ 内視鏡用対物レンズ
７ 光路変換プリズム
８ 固体撮像素子
９ 処置具挿通チャンネル
１００ 内視鏡
１０２ 操作部
１０４ 挿入部
１０６ ユニバーサルコード
１０７ 軟性部
１０８ 湾曲部
１０９ 湾曲操作ノブ
１１０ 先端部
Ｂ０、Ｂ２ 軸上光束
Ｂ１、Ｂ３ 最大画角の軸外光束
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
ＣＥ１ 第１の接合レンズ
ＣＥ２ 第２の接合レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から順に、負の屈折力を有し像側に凹面を向けている第１レンズと、互いに異符号の屈折力を有する第２レンズおよび第３レンズが物体側から順に接合されてなる第１の接合レンズと、絞りと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けている第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズおよび負の屈折力を有する第６レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が像側に凸面を向けている第２の接合レンズとから実質的に構成され、
   前記第２の接合レンズのみを移動させることにより最遠点物体から最近点物体への合焦を行い、
   下記条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
   ０．３＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．８ （１）
   ただし、
   Ｌ５ｆ：前記第５レンズの物体側の面の曲率半径
   Ｌ６ｒ：前記第６レンズの像側の面の曲率半径
2. 下記条件式（２）を満足する請求項１記載の内視鏡用対物レンズ。
   ２＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜１０ （２）
   ただし、
   ν１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
   ν１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
3. 下記条件式（３）を満足する請求項１または２記載の内視鏡用対物レンズ。
   ２５＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜６０ （３）
   ただし、
   ν２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
   ν２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
4. 下記条件式（４）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０．０１＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０４ （４）
   ただし、
   θｇＦ１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
   θｇＦ１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
5. 下記条件式（５）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０．０４＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０９ （５）
   ただし、
   θｇＦ２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
   θｇＦ２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
6. 下記条件式（６）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０．１５＜ｆ／ｆＣ２＜０．４ （６）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆＣ２：前記第２の接合レンズの焦点距離
7. 下記条件式（７）を満足する請求項１から６のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０＜ｆ／ｆＣ１＜０．３ （７）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆＣ１：前記第１の接合レンズの焦点距離
8. 下記条件式（８）を満足する請求項１から７のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０．０２＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１５ （８）
   ただし、
   θｈｇ２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
   θｈｇ２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
9. 下記条件式（９）を満足する請求項１から８のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   ０＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０７ （９）
   ただし、
   θｈｇ１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
   θｈｇ１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
10. 前記第１の接合レンズは、負の屈折力を有する第２レンズおよび正の屈折力を有する第３レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が物体側に凸面を向けているものである請求項１から９のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
11. 前記第１の接合レンズは、正の屈折力を有する第２レンズおよび負の屈折力を有する第３レンズが物体側から順に接合されてなり接合面が像側に凸面を向けているものである請求項１から９のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
12. 下記条件式（１−１）を満足する請求項１から１１のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．４＜（Ｌ５ｆ−Ｌ６ｒ）／（Ｌ５ｆ＋Ｌ６ｒ）＜０．７ （１−１）
13. 下記条件式（２−１）を満足する請求項１から１２のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ３＜ν１Ｃｎ−ν１Ｃｐ＜８ （２−１）
    ただし、
    ν１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
    ν１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
14. 下記条件式（３−１）を満足する請求項１から１３のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ３０＜ν２Ｃｐ−ν２Ｃｎ＜５０ （３−１）
    ただし、
    ν２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｄ線基準のアッベ数
    ν２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｄ線基準のアッベ数
15. 下記条件式（４−１）を満足する請求項１から１４のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．０１５＜θｇＦ１Ｃｐ−θｇＦ１Ｃｎ＜０．０３５ （４−１）
    ただし、
    θｇＦ１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
    θｇＦ１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
16. 下記条件式（５−１）を満足する請求項１から１５のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．０５＜θｇＦ２Ｃｎ−θｇＦ２Ｃｐ＜０．０８ （５−１）
    ただし、
    θｇＦ２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
    θｇＦ２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
17. 下記条件式（７−１）を満足する請求項１から１６のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．０５＜ｆ／ｆＣ１＜０．１ （７−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆＣ１：前記第１の接合レンズの焦点距離
18. 下記条件式（８−１）を満足する請求項１から１７のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．０６＜θｈｇ２Ｃｎ−θｈｇ２Ｃｐ＜０．１２ （８−１）
    ただし、
    θｈｇ２Ｃｐ：前記第２の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
    θｈｇ２Ｃｎ：前記第２の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
19. 下記条件式（９−１）を満足する請求項１から１８のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    ０．０２＜θｈｇ１Ｃｐ−θｈｇ１Ｃｎ＜０．０６ （９−１）
    ただし、
    θｈｇ１Ｃｐ：前記第１の接合レンズの正レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
    θｈｇ１Ｃｎ：前記第１の接合レンズの負レンズのｈ線とｇ線間の部分分散比
20. 請求項１から１９のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズを備えたことを特徴とする内視鏡。