JP2004337346A - 対物レンズ及びそれを用いた内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である対物レンズ及びそれを用いた内視鏡を提供する。
【解決手段】物体側から順に、負の第１レンズＬ１と、正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、正の第３レンズＬ３を少なくとも有し、明るさ絞りＡＳより像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式を満足する。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側から順に、負の第１レンズＬ１と、正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、正の第３レンズＬ３を少なくとも有し、明るさ絞りＡＳより像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式を満足する。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ枚数の少ない簡素な構成の内視鏡対物レンズ及びそれを用いた内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療等に用いる内視鏡は、操作性向上のために内視鏡挿入部の細径化や内視鏡挿入部の先端硬質部の短縮化が望まれている。このため、これら内視鏡に用いる対物レンズは、実用上十分に収差が補正されていることと、レンズ外径が小さく全長が短く構成されていることが必要不可欠である。
従来の内視鏡対物レンズでレンズ枚数が３枚の簡素な構成のものとしては、例えば次の特許文献１，２に記載されたものがある。前者は簡素な構成でありながら色収差を良好に補正したものである。後者は小型でテレセントリック性が良好なものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１０７４７０号公報，
【特許文献２】
特開平１０−１７０８２１号公報
【０００４】
また、像面付近にフィールドレンズを配置した４枚構成のものとしては、例えば次の特許文献３に記載されたものがある。これは、特許文献１，２に記載のものに比べてテレセントリック性が良好なものであり、例えばファイバースコープに好適なものである。
【０００５】
【特許文献３】
特開平２−１７６６１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年では撮像素子の小型化高画素化に伴い、より小型で高性能な対物レンズが望まれている。
しかるに、第１の課題として、通常サイズの撮像素子を用いる場合と同様に、小型の撮像素子においても各種の光学フィルターを配置する間隔を対物レンズ内に確保する必要がある。そのためには、全系の焦点距離に対する充分なバックフォーカスを持った対物レンズが必要になる。
しかしながら、従来の対物レンズを縮小係数倍すると、撮影光学系内に配置される各種の光学フィルターを配置する間隔が不足する。また、レンズの縁肉の厚さが不足し、レンズの加工が困難となる。
【０００７】
また、第２の課題として、高画質化に関して倍率の色収差の補正の問題がある。
内視鏡の対物レンズは、明るさ絞りの物体側に負の屈折力、明るさ絞りの像側に正の屈折力を配置し、広角化を実現している。絞りに対して非対称な構成であり、特に倍率の色収差の補正が難しい。接合レンズを用いたレンズタイプでは構成が複雑となり、また小型の撮像素子用のレンズの場合、接合レンズの加工は困難である。
【０００８】
しかるに、上記従来の対物レンズでは、上記１，２の課題を同時に解決することができない。
例えば、特許文献１に記載の第１１実施例の対物レンズは、焦点距離の１．９４５倍のバックフォーカスを持っている。バックフォーカスとは第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。しかしながら、倍率の色収差（ＦラインとＣラインの差）は半画角ω＝５０°で焦点距離の１．２％と大きくなってしまっている。
また、例えば特許文献２に記載の第１実施例の対物レンズは、倍率の色収差は半画角ω＝５０°で焦点距離の０．８％と小さいが、バックフォーカスは焦点距離の１．３５倍のと小さくなってしまっている。
さらに、特許文献３に記載のものは、光学フィルターを配置する間隔が明らかに無い。
【０００９】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である対物レンズ及びそれを用いた内視鏡を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１の発明による対物レンズは、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式（１），（２）を満足することを特徴としている。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２ …（１）
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３ …（２）
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。
【００１１】
また、本第２の発明による対物レンズは、本第１の発明において次の条件式（３）を満足することを特徴としている。
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００１２】
また、本第３の発明の対物レンズは、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式（４）を満足することを特徴としている。
νｄ２ ＜ ２０ …（４）
但し、νｄ２は第２レンズのアッベ数である。
【００１３】
また、本第４の発明の内視鏡は、本第１〜第３のいずれかの対物レンズを用いて構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
明るさ絞りよりも像側のレンズが正の単レンズのみからなる構成の場合、絞りの像側では倍率の色収差が補正不足となる。よって、全系で倍率の色収差を補正するためには、絞りよりも物体側で倍率の色収差を補正不足にしない、または補正過剰にする必要がある。
条件式（１）は絞りより物体側のレンズのアッベ数を規定し倍率の色収差を良好に補正するための条件式である。
条件式（１）を外れると全系で色収差を補正することが困難となる。
【００１５】
また、充分なバックフォーカスを確保するためには、条件式（２）を満足する必要がある。
条件式（２）は第１レンズと第２レンズの焦点距離の比を規定した条件式である。
条件式（２）の下限値を下回ると、充分なバックフォーカスを確保することが困難となる。
一方、条件式（２）の上限値を上回ると、バックフォーカスの確保には有利であるが、第２レンズの屈折力が弱くなり、倍率の色収差が補正不足になりやすい。
しかるに、本第１の発明のように、条件式（１）、（２）を同時に満足すれば、倍率の色収差とバックフォーカスの確保を実現できる。
【００１６】
本発明において倍率の色収差をさらに良好に補正するためには、条件式（３）あるいは条件式（４）を満足すると良い。
条件式（３）は絞りよりも物体側で発生する倍率の色収差量を表した条件式である。
条件式（３）の下限値を下回ると、倍率の色収差が補正不足となりやすい。
一方、条件式（３）の上限値を上回ると、倍率の色収差には有利となるが、第２レンズの屈折力が強くなり、バックフォーカスの確保に不利となる。
【００１７】
条件式（４）は第２レンズのアッベ数を規定した条件式である。
第１レンズはアッベ数が大きいものを選択し、第２レンズはアッベ数が小さいものを選択することが倍率の色収差の補正には有利である。特に第２レンズのアッベ数を規定することが効果的であり、アッベ数が２０未満のレンズを用いると良い。
アッベ数が２０未満の硝材としては例えば次のものがある。
硝材名：Ｓ−ＮＰＨ２、アッベ数（νｄ）：１８．９、ガラスコード：９２３１８９、株式会社オハラ製
Ｓ−ＮＰＨ２は、色分散が大きく、極めて色収差補正能力が大きい。第２レンズに用いることで倍率の色収差の補正に有利となる。また、屈折率ｎｄが１．９２２８６と高いため、ペッツバール和を小さくするのに効果的である。
なお、本発明の第２レンズに用いる硝材は、Ｓ−ＮＰＨ２に限らず、アッベ数（νｄ）が２０未満のものであれば色収差の補正に関して同様の効果があるので、適用可能である。
【００１８】
また、第１レンズには、サファイヤを用いると良い。
サファイヤは、アッベ数が大きく（νｄ＝７１．７９）、倍率の色収差の補正には有利である。またサファイヤは、屈折率が高く（ｎｄ＝１．７６８２）、コマ収差の補正に有利である。さらにサファイヤは、オートクレーブ滅菌と呼ばれる高温高圧水蒸気滅菌に耐性を有するので外部に露出する第１レンズとして好ましい。なお、サファイヤの代わりに、合成石英、透過性ＹＡＧ、スピネルなどの高温高圧水蒸気に対する耐性が高い光学部材を用いても良い。
また、第１レンズ以外のレンズにサファイヤまたは、合成石英、透過性ＹＡＧ、スピネルなどの高温高圧水蒸気に対する耐性が高い光学部材を用いても良い。
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１実施例
図１は本発明の第１実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図２は第１実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第１実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ４と、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
なお、本実施例を含めて以下の全ての実施例の光学系は鉛及び砒素を含有しない硝材で構成されている。
【００２０】
弟１実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）を、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２１】
次に、第１実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、屈折率、アッベ数はｄ線におけるもので示してある。これらは、以下の各実施例においても共通である。
【００２２】
第２実施例
図３は本発明の第２実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図４は第２実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第２実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１と、赤外カットフィルタＩＦ１と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ２と、赤外カットフィルタＩＦ２と、フレア絞りＦＳ３と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦ２の両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２３】
第２実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＹＧＨ５１（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦ１，ＩＦ２はＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２４】
次に、第２実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
【００２５】
第３実施例
図５は本発明の第３実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図６は第３実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第３実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ３，ＦＳ４と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２６】
第３実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ６６（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２７】
次に、第３実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
【００２８】
第４実施例
図７は本発明の第４実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図８は第４実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第４実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１と、フィルタＦと、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ２と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ３と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。フィルタＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２９】
第４実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＴＩＨ５３（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＬ１８（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、フィルタＦはＢ２７０−ＳＵＰＥＲＷＩＴＥ（ＳＣＨＯＴＴ ＤＥＳＡＧ社）、赤外カットフィルタＩＦはＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００３０】
次に、第４実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
【００３１】
第５実施例
図９は本発明の第５実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図１０は第５実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第５実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての両凸レンズＬ２’と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ４と、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
【００３２】
第５実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はＧＦＫ６８（株式会社住田光学製）を、第２レンズＬ２’はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）を、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００３３】
次に、第５実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
【００３４】
次に、各実施例における条件式値、条件式パラメータ、その他のデータを次の表１〜表３に示す。
【表１】
【表２】
【表３】
【００３５】
表３および各収差図から明らかなように、各実施例の対物レンズは、半画角ωが、５７．７°（第１実施例），５８．２°（第２実施例），５８．８°（第３実施例），５８．４°（第４実施例），５７．９°（第５実施例）（２ω＝１１５．４°，１１６．３°，１１７．５°，１１６．７°，１１５．７°）であり、いずれも５０°よりも広角でありながら、倍率の色収差が、焦点距離の０．６％（第１実施例），０．９％（第２実施例），０．６％（第３実施例），０．５％（第４実施例），０．９％（第５実施例）であり、良好に補正されている。
【００３６】
なお、第１， 第５実施例におけるバックフォーカスは、既に定義した通り、第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。
第２実施例〜第４実施例におけるバックフォーカスは、フィールドレンズとしての第４レンズがあるために以下のように定義する。
第４レンズを除いた第１レンズから第３レンズまでの光学系において、第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。
表３から明らかなように、各実施例の対物レンズは、焦点距離の２．０８倍（第１実施例），２．７５８倍（第２実施例），２．１２６倍（第３実施例），２．０９２倍（第４実施例），２．０７３倍のバックフォーカスを確保している。
【００３７】
以上本発明の対物レンズの実施例を示したが、このような本発明の対物レンズを用いて内視鏡を構成することができる。
図１１は本発明の対物レンズを用いた内視鏡の一実施例を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大断面図である。
本実施例の内視鏡は、本発明の対物光学系を備えた挿入部１１と、挿入部を操作するための操作部１２と、図示省略した画像表示装置及び光源等とを接続するための接続部１３と、操作部１２と接続部１３とを接続する可撓性のユニバーサルコード部１４を有している。
挿入部１１の先端部は、硬性の硬質部１１ａとして構成されている。硬質部１１ａの内部には、図１１（ｂ）に示すように、図１〜図１０に示した実施例のいずれかの構成の対物レンズがレンズ枠１５に設けられている。また、硬質部１１ａの内部には、照明レンズ１６とライトガイド１７が設けられている。
本実施例の内視鏡によれば、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である本発明の対物レンズを用いたので、内視鏡挿入部１１をより細径化でき、また、先端硬質部１１ａを短縮化することができる。
その他の従来の内視鏡に共通の構成及び作用効果は、本実施例の内視鏡においても同じである。
【００３８】
以上説明したように、本発明の対物レンズ及びそれを用いた内視鏡は、特許請求の範囲に記載の発明の他に次のような特徴を備えている。
【００３９】
（１）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズの３枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４０】
（２）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、像面付近に配置された正の第４レンズの４枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４１】
（３）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズの３枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
νｄ２ ＜ ２０
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４２】
（４）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、像面付近に配置された正の第４レンズの４枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
νｄ２ ＜ ２０
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４３】
（５）前記第１レンズがサファイヤからなることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の対物レンズ。
【００４４】
（６）砒素、鉛など有害な物質を含まない材質からなることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の対物レンズ。
【００４５】
（７）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の対物レンズを用いた内視鏡。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である対物レンズ及びそれを用いた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】第１実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】第２実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】第３実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で
ある。
【図８】第４実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図９】本発明の第５実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で
ある。
【図１０】第５実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図１１】本発明の対物レンズを用いた内視鏡の一実施例を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）
は要部拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ（物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズ）
Ｌ２ 第２レンズ（物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズ）
Ｌ３ 第３レンズ（物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズ）
Ｌ４ 第４レンズ（物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズ）
ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、ＦＳ４ フレア絞り
ＡＳ 明るさ絞り
ＩＦ、ＩＦ１、ＩＦ２ 赤外カットフィルタ
ＣＧ１ ＣＣＤカバーガラス
ＣＧ２ ＣＣＤチップ封止ガラス
１１ 内視鏡挿入部
１１ａ 先端硬質部
１２ 操作部
１３ 接続部
１４ ユニバーサルコード部
１５ レンズ枠
１６ 照明レンズ
１７ ライトガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ枚数の少ない簡素な構成の内視鏡対物レンズ及びそれを用いた内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療等に用いる内視鏡は、操作性向上のために内視鏡挿入部の細径化や内視鏡挿入部の先端硬質部の短縮化が望まれている。このため、これら内視鏡に用いる対物レンズは、実用上十分に収差が補正されていることと、レンズ外径が小さく全長が短く構成されていることが必要不可欠である。
従来の内視鏡対物レンズでレンズ枚数が３枚の簡素な構成のものとしては、例えば次の特許文献１，２に記載されたものがある。前者は簡素な構成でありながら色収差を良好に補正したものである。後者は小型でテレセントリック性が良好なものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１０７４７０号公報，
【特許文献２】
特開平１０−１７０８２１号公報
【０００４】
また、像面付近にフィールドレンズを配置した４枚構成のものとしては、例えば次の特許文献３に記載されたものがある。これは、特許文献１，２に記載のものに比べてテレセントリック性が良好なものであり、例えばファイバースコープに好適なものである。
【０００５】
【特許文献３】
特開平２−１７６６１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年では撮像素子の小型化高画素化に伴い、より小型で高性能な対物レンズが望まれている。
しかるに、第１の課題として、通常サイズの撮像素子を用いる場合と同様に、小型の撮像素子においても各種の光学フィルターを配置する間隔を対物レンズ内に確保する必要がある。そのためには、全系の焦点距離に対する充分なバックフォーカスを持った対物レンズが必要になる。
しかしながら、従来の対物レンズを縮小係数倍すると、撮影光学系内に配置される各種の光学フィルターを配置する間隔が不足する。また、レンズの縁肉の厚さが不足し、レンズの加工が困難となる。
【０００７】
また、第２の課題として、高画質化に関して倍率の色収差の補正の問題がある。
内視鏡の対物レンズは、明るさ絞りの物体側に負の屈折力、明るさ絞りの像側に正の屈折力を配置し、広角化を実現している。絞りに対して非対称な構成であり、特に倍率の色収差の補正が難しい。接合レンズを用いたレンズタイプでは構成が複雑となり、また小型の撮像素子用のレンズの場合、接合レンズの加工は困難である。
【０００８】
しかるに、上記従来の対物レンズでは、上記１，２の課題を同時に解決することができない。
例えば、特許文献１に記載の第１１実施例の対物レンズは、焦点距離の１．９４５倍のバックフォーカスを持っている。バックフォーカスとは第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。しかしながら、倍率の色収差（ＦラインとＣラインの差）は半画角ω＝５０°で焦点距離の１．２％と大きくなってしまっている。
また、例えば特許文献２に記載の第１実施例の対物レンズは、倍率の色収差は半画角ω＝５０°で焦点距離の０．８％と小さいが、バックフォーカスは焦点距離の１．３５倍のと小さくなってしまっている。
さらに、特許文献３に記載のものは、光学フィルターを配置する間隔が明らかに無い。
【０００９】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である対物レンズ及びそれを用いた内視鏡を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１の発明による対物レンズは、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式（１），（２）を満足することを特徴としている。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２ …（１）
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３ …（２）
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。
【００１１】
また、本第２の発明による対物レンズは、本第１の発明において次の条件式（３）を満足することを特徴としている。
【００１２】
また、本第３の発明の対物レンズは、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、次の条件式（４）を満足することを特徴としている。
νｄ２ ＜ ２０ …（４）
但し、νｄ２は第２レンズのアッベ数である。
【００１３】
また、本第４の発明の内視鏡は、本第１〜第３のいずれかの対物レンズを用いて構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
明るさ絞りよりも像側のレンズが正の単レンズのみからなる構成の場合、絞りの像側では倍率の色収差が補正不足となる。よって、全系で倍率の色収差を補正するためには、絞りよりも物体側で倍率の色収差を補正不足にしない、または補正過剰にする必要がある。
条件式（１）は絞りより物体側のレンズのアッベ数を規定し倍率の色収差を良好に補正するための条件式である。
条件式（１）を外れると全系で色収差を補正することが困難となる。
【００１５】
また、充分なバックフォーカスを確保するためには、条件式（２）を満足する必要がある。
条件式（２）は第１レンズと第２レンズの焦点距離の比を規定した条件式である。
条件式（２）の下限値を下回ると、充分なバックフォーカスを確保することが困難となる。
一方、条件式（２）の上限値を上回ると、バックフォーカスの確保には有利であるが、第２レンズの屈折力が弱くなり、倍率の色収差が補正不足になりやすい。
しかるに、本第１の発明のように、条件式（１）、（２）を同時に満足すれば、倍率の色収差とバックフォーカスの確保を実現できる。
【００１６】
本発明において倍率の色収差をさらに良好に補正するためには、条件式（３）あるいは条件式（４）を満足すると良い。
条件式（３）は絞りよりも物体側で発生する倍率の色収差量を表した条件式である。
条件式（３）の下限値を下回ると、倍率の色収差が補正不足となりやすい。
一方、条件式（３）の上限値を上回ると、倍率の色収差には有利となるが、第２レンズの屈折力が強くなり、バックフォーカスの確保に不利となる。
【００１７】
条件式（４）は第２レンズのアッベ数を規定した条件式である。
第１レンズはアッベ数が大きいものを選択し、第２レンズはアッベ数が小さいものを選択することが倍率の色収差の補正には有利である。特に第２レンズのアッベ数を規定することが効果的であり、アッベ数が２０未満のレンズを用いると良い。
アッベ数が２０未満の硝材としては例えば次のものがある。
硝材名：Ｓ−ＮＰＨ２、アッベ数（νｄ）：１８．９、ガラスコード：９２３１８９、株式会社オハラ製
Ｓ−ＮＰＨ２は、色分散が大きく、極めて色収差補正能力が大きい。第２レンズに用いることで倍率の色収差の補正に有利となる。また、屈折率ｎｄが１．９２２８６と高いため、ペッツバール和を小さくするのに効果的である。
なお、本発明の第２レンズに用いる硝材は、Ｓ−ＮＰＨ２に限らず、アッベ数（νｄ）が２０未満のものであれば色収差の補正に関して同様の効果があるので、適用可能である。
【００１８】
また、第１レンズには、サファイヤを用いると良い。
サファイヤは、アッベ数が大きく（νｄ＝７１．７９）、倍率の色収差の補正には有利である。またサファイヤは、屈折率が高く（ｎｄ＝１．７６８２）、コマ収差の補正に有利である。さらにサファイヤは、オートクレーブ滅菌と呼ばれる高温高圧水蒸気滅菌に耐性を有するので外部に露出する第１レンズとして好ましい。なお、サファイヤの代わりに、合成石英、透過性ＹＡＧ、スピネルなどの高温高圧水蒸気に対する耐性が高い光学部材を用いても良い。
また、第１レンズ以外のレンズにサファイヤまたは、合成石英、透過性ＹＡＧ、スピネルなどの高温高圧水蒸気に対する耐性が高い光学部材を用いても良い。
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１実施例
図１は本発明の第１実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図２は第１実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第１実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ４と、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
なお、本実施例を含めて以下の全ての実施例の光学系は鉛及び砒素を含有しない硝材で構成されている。
【００２０】
弟１実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）を、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２１】
次に、第１実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、屈折率、アッベ数はｄ線におけるもので示してある。これらは、以下の各実施例においても共通である。
第２実施例
図３は本発明の第２実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図４は第２実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第２実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１と、赤外カットフィルタＩＦ１と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ２と、赤外カットフィルタＩＦ２と、フレア絞りＦＳ３と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦ２の両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２３】
第２実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＹＧＨ５１（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦ１，ＩＦ２はＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２４】
次に、第２実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
第３実施例
図５は本発明の第３実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図６は第３実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第３実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ３，ＦＳ４と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２６】
第３実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ６６（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００２７】
次に、第３実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
第４実施例
図７は本発明の第４実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図８は第４実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第４実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１と、フィルタＦと、第２レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ２と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ２と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ３と、第４レンズとしての物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズＬ４と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。フィルタＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
第４レンズＬ４は、撮像素子の斜入射感度特性に合わせて、像面付近に配置されており、光学系の射出瞳位置を制御するフィールドレンズとしての役割を果すように構成されている。
【００２９】
第４実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はサファイヤを、第２レンズＬ２はＳ−ＴＩＨ５３（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＬ１８（株式会社オハラ製）を、第４レンズＬ４はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、フィルタＦはＢ２７０−ＳＵＰＥＲＷＩＴＥ（ＳＣＨＯＴＴ ＤＥＳＡＧ社）、赤外カットフィルタＩＦはＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００３０】
次に、第４実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
第５実施例
図９は本発明の第５実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図、図１０は第５実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
第５実施例の対物光学系は、物体側から順に、第１レンズとしての物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズＬ１と、フレア絞りＦＳ１，ＦＳ２と、第２レンズとしての両凸レンズＬ２’と、明るさ絞りＡＳと、第３レンズとしての物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズＬ３と、フレア絞りＦＳ３と、赤外カットフィルタＩＦと、フレア絞りＦＳ４と、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１と、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２を有している。赤外カットフィルタＩＦの両面は、ＹＡＧレーザ及びＬＤレーザカットコート面となっている。
【００３２】
第５実施例の対物光学系では、第１レンズＬ１はＧＦＫ６８（株式会社住田光学製）を、第２レンズＬ２’はＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）を、第３レンズＬ３はＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）を、赤外カットフィルタＩＦはＣ５０００（ＨＯＹＡ株式会社）を、ＣＣＤカバーガラスＣＧ１はＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）をそれぞれ硝材として用いて構成されている。また、ＣＣＤチップ封止ガラスＣＧ２もまた鉛及び砒素を含有しない硝材で構成することができる。
また、各光学部材は、上記硝材と同等の光学特性を持つ他の硝材を用いて構成しても良い。
【００３３】
次に、第５実施例の対物光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
次に、各実施例における条件式値、条件式パラメータ、その他のデータを次の表１〜表３に示す。
【表１】
表３および各収差図から明らかなように、各実施例の対物レンズは、半画角ωが、５７．７°（第１実施例），５８．２°（第２実施例），５８．８°（第３実施例），５８．４°（第４実施例），５７．９°（第５実施例）（２ω＝１１５．４°，１１６．３°，１１７．５°，１１６．７°，１１５．７°）であり、いずれも５０°よりも広角でありながら、倍率の色収差が、焦点距離の０．６％（第１実施例），０．９％（第２実施例），０．６％（第３実施例），０．５％（第４実施例），０．９％（第５実施例）であり、良好に補正されている。
【００３６】
なお、第１， 第５実施例におけるバックフォーカスは、既に定義した通り、第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。
第２実施例〜第４実施例におけるバックフォーカスは、フィールドレンズとしての第４レンズがあるために以下のように定義する。
第４レンズを除いた第１レンズから第３レンズまでの光学系において、第３レンズの像側面から後ろ側焦点位置までの空気換算長である。
表３から明らかなように、各実施例の対物レンズは、焦点距離の２．０８倍（第１実施例），２．７５８倍（第２実施例），２．１２６倍（第３実施例），２．０９２倍（第４実施例），２．０７３倍のバックフォーカスを確保している。
【００３７】
以上本発明の対物レンズの実施例を示したが、このような本発明の対物レンズを用いて内視鏡を構成することができる。
図１１は本発明の対物レンズを用いた内視鏡の一実施例を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大断面図である。
本実施例の内視鏡は、本発明の対物光学系を備えた挿入部１１と、挿入部を操作するための操作部１２と、図示省略した画像表示装置及び光源等とを接続するための接続部１３と、操作部１２と接続部１３とを接続する可撓性のユニバーサルコード部１４を有している。
挿入部１１の先端部は、硬性の硬質部１１ａとして構成されている。硬質部１１ａの内部には、図１１（ｂ）に示すように、図１〜図１０に示した実施例のいずれかの構成の対物レンズがレンズ枠１５に設けられている。また、硬質部１１ａの内部には、照明レンズ１６とライトガイド１７が設けられている。
本実施例の内視鏡によれば、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である本発明の対物レンズを用いたので、内視鏡挿入部１１をより細径化でき、また、先端硬質部１１ａを短縮化することができる。
その他の従来の内視鏡に共通の構成及び作用効果は、本実施例の内視鏡においても同じである。
【００３８】
以上説明したように、本発明の対物レンズ及びそれを用いた内視鏡は、特許請求の範囲に記載の発明の他に次のような特徴を備えている。
【００３９】
（１）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズの３枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４０】
（２）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、像面付近に配置された正の第４レンズの４枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４１】
（３）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズの３枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
νｄ２ ＜ ２０
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４２】
（４）物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、像面付近に配置された正の第４レンズの４枚レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
νｄ２ ＜ ２０
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。
【００４３】
（５）前記第１レンズがサファイヤからなることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の対物レンズ。
【００４４】
（６）砒素、鉛など有害な物質を含まない材質からなることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の対物レンズ。
【００４５】
（７）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の対物レンズを用いた内視鏡。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、小型で高画素の撮像素子に好適で、かつ簡素な構成である対物レンズ及びそれを用いた内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】第１実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】第２実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、コマ収差を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】第３実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で
ある。
【図８】第４実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図９】本発明の第５実施例にかかる対物光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で
ある。
【図１０】第５実施例の対物光学系の収差図であり、球面収差、非点収差、倍率色収差、
コマ収差を示す図である。
【図１１】本発明の対物レンズを用いた内視鏡の一実施例を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）
は要部拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ（物体側が平面で像側が凹面の負メニスカスレンズ）
Ｌ２ 第２レンズ（物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズ）
Ｌ３ 第３レンズ（物体側が平面で像側が凸面の平凸レンズ）
Ｌ４ 第４レンズ（物体側が凸面で像側が平面の平凸レンズ）
ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、ＦＳ４ フレア絞り
ＡＳ 明るさ絞り
ＩＦ、ＩＦ１、ＩＦ２ 赤外カットフィルタ
ＣＧ１ ＣＣＤカバーガラス
ＣＧ２ ＣＣＤチップ封止ガラス
１１ 内視鏡挿入部
１１ａ 先端硬質部
１２ 操作部
１３ 接続部
１４ ユニバーサルコード部
１５ レンズ枠
１６ 照明レンズ
１７ ライトガイド
Claims (4)
- 物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、
前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、
次の条件式を満足することを特徴とする対物レンズ。
４５ ＜ νｄ１−νｄ２
−０．６ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ −０．３
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離である。 - 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
０ ＜｛１／（νｄ１×ｆ１）＋１／（νｄ２×ｆ２）｝×ｆ ＜ ０．０２
但し、νｄ１は第１レンズのアッベ数、νｄ２は第２レンズのアッベ数、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆは対物レンズ全系の焦点距離である。 - 物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズを少なくとも有し、
前記明るさ絞りよりも像側のレンズが、１枚または複数の正の単レンズからなり、かつ、
次の条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
νｄ２ ＜ ２０
但し、νｄ２は第２レンズのアッベ数である。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズを用いた内視鏡。
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