JP2008089658A

JP2008089658A - 内視鏡用対物レンズおよびそれを用いた内視鏡用撮像装置

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Publication number: JP2008089658A
Application number: JP2006267348A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyano; 俊宮野
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: US7486449B2; US20080080061A1; JP4964551B2

Abstract

【課題】光路変換プリズムを挿入可能なバックフォーカスを確保しつつ、軸上色収差および倍率色収差が良好に補正された内視鏡用対物レンズを提供する。
【解決手段】前群ＧＦは２枚の凹レンズＬ１，Ｌ２、後群ＧＲは、物体側の面が曲率半径の大きい正レンズＬ３と、物体側の面が曲率半径の大きい正レンズＬ４および負メニスカスレンズＬ５よりなり全体として正の接合レンズとからなる。ｄ_ｘを群間隔、ｆ，ｆ_Ｆ，ｆ_３を全系，ＧＦ，Ｌ３の焦点距離、ν_３，ν_４，ν_５をＬ３，Ｌ４，Ｌ５のアッベ数、Ｒ_ＡをＬ４とＬ５との接合面の曲率半径、Ｂｆをバックフォーカス、ｄ_５，ｎ_５をＬ５の中心厚，ｄ線に対する屈折率として、下記条件式を満足する。
｜ｄ_ｘ／ｆ_Ｆ｜≧３．０・・・・・・・・・・（１）
（ｆ／ｆ_３）×ν_３＜２３・・・・・・・・・・（２）
ｆ^２×（ν_５−ν_４）／｛Ｒ_Ａ×（Ｂｆ＋ｄ_５／ｎ_５）｝＞７・・・・・（３）
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡の先端部に設けられる対物レンズに関し、特に、その像面側に光路変換プリズムが配置される内視鏡用対物レンズおよびそれを用いた内視鏡用撮像装置に関する。

従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子を用いた直視型の内視鏡としては、固体撮像素子が先端部において軸方向に平行に配置されたものが知られている。このような内視鏡においては、一般に、固体撮像素子と対物レンズとの間にカバーガラス等を介して、光路変換のためのプリズムが挿入配置されるようになっている。この光路変換プリズムの大きさは、イメージサイズによって決定されるので、光路変換プリズムを挿入するために、対物レンズの最終面から結像位置までの距離、すなわちバックフォーカスを十分に確保しておく必要がある。

一方、固体撮像素子の小型化に伴い、イメージサイズの縮小化も図られている。しかしながら、プリズム壁面と有効光束との間隔に十分な余裕を持たせなければ、フレアやゴーストの原因となるため、部品の加工精度や組み立て精度を考慮すると、上記間隔を極端につめることはできず、プリズムサイズをイメージサイズに比例させて縮小することは難しい。このため、全系の焦点距離に対して十分に長いバックフォーカスを有する対物レンズが要求されている。

ところが、内視鏡用の対物レンズにおいては、その広角化の要請に伴い、イメージサイズが同一でも焦点距離が短くなる傾向にあり、十分なバックフォーカスを得ることが困難である。そこで、本願出願人は、内視鏡の先端部において、軸方向に平行配置された固体撮像素子と対物レンズとの間に光路変換プリズムを挿入配置することが可能な、焦点距離に対して十分なバックフォーカスを有する内視鏡用対物レンズを提案している（特許文献１）。特許文献１では、明るさ絞りを挟んで、前群発散レンズ系と後群収束レンズ系とを配置してなる構成において、特に前群発散レンズ系の光学要素について、所定の条件式を満足するように設定することで、諸収差を補正しつつ、全系の焦点距離に対して３倍以上ものバックフォーカスを確保することを可能としている。
特開平１０−２６０３４８号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、軸上色収差の補正に比して、倍率色収差の補正が不十分であり、軸上色収差と倍率色収差との補正のバランスを改善することが求められている。特に、近年では、固体撮像素子の高密度化が進み、画素数が増大するにつれ、倍率色収差の十分な補正が必要とされている。従って、光路変換プリズムを挿入配置することが可能な十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、特に軸上色収差および倍率色収差の両者を良好に補正した内視鏡用対物レンズの実現が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光路変換プリズムを挿入配置することが可能な十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、軸上色収差と倍率色収差とをバランス良く良好に補正することができる内視鏡用対物レンズおよびそれを用いて良好な観察画像を得ることができる内視鏡用撮像装置を提供することにある。

本発明による内視鏡用対物レンズは、物体側から順に、前群発散レンズ系と、明るさ絞りと、後群収束レンズ系とが配置されてなる内視鏡用対物レンズであって、前群発散レンズ系は、２枚の凹レンズである第１レンズおよび第２レンズからなり、後群収束レンズ系は、物体側から順に、物体側の面が像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい正の第３レンズと、物体側の面が像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい正の第４レンズおよび負のメニスカス形状を有する第５レンズよりなると共に、全体として正の屈折力を有する接合レンズとからなり、かつ、下記条件式を満足するように構成されている。ただし、ｄ_ｘを前群発散レンズ系の後側主点と後群収束レンズ系の前側主点との間隔、ｆ_Ｆを前群発散レンズ系の合成焦点距離、ｆを全系の合成焦点距離、ｆ_３を第３レンズの焦点距離、ν_３を第３レンズのアッベ数、ν_４を第４レンズのアッベ数、ν_５を第５レンズのアッベ数、Ｒ_Ａを第４レンズと第５レンズとの接合面の曲率半径、Ｂｆを全系のバックフォーカス、ｄ_５を第５レンズの中心厚、ｎ_５を第５レンズのｄ線に対する屈折率とする。
｜ｄ_ｘ／ｆ_Ｆ｜≧３．０・・・・・・・・・・（１）
（ｆ／ｆ_３）×ν_３＜２３・・・・・・・・・・（２）
ｆ^２×（ν_５−ν_４）／｛Ｒ_Ａ×（Ｂｆ＋ｄ_５／ｎ_５）｝＞７・・・・・（３）

本発明による内視鏡用撮像装置は、上記のような構成の内視鏡用対物レンズと、この内視鏡用対物レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。

本発明による内視鏡用対物レンズでは、明るさ絞りを挟んで、前群発散レンズ系と後群収束レンズ系とを配置してなる光学系において、各群のレンズの屈折力や形状を適切に設定すると共に、条件式（１）を満足することにより、全系の焦点距離の３倍以上の長いバックフォーカスが確保される。また、特に後群収束レンズ系の各光学要素が条件式（２）および条件式（３）を満足することにより、軸上色収差および倍率色収差の両者がバランス良く良好に補正される。

本発明による内視鏡用撮像装置では、本発明の内視鏡用対物レンズによって得られた良好な光学像に基づいて、高解像の撮像信号が得られる。

本発明の内視鏡用対物レンズによれば、明るさ絞りを挟んで、前群発散レンズ系と後群収束レンズ系とを配置してなる光学系において、各群のレンズの屈折力や形状を適切に設定すると共に、特に後群収束レンズ系の各光学要素が所定の条件式を満足するようにしたので、光路変換プリズムを挿入配置することが可能な十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

本発明の内視鏡用撮像装置によれば、本発明の高性能の内視鏡用対物レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、その撮像信号により、良好な観察画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図７）のレンズ構成に対応している。図２は、第２の構成例を示しており、後述の第２の数値実施例（図８）のレンズ構成に対応している。図３は、第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（図９）のレンズ構成に対応している。図４は、第４の構成例を示しており、後述の第４の数値実施例（図１０）のレンズ構成に対応している。図５は、第５の構成例を示しており、後述の第５の数値実施例（図１１）のレンズ構成に対応している。図６は、第６の構成例を示しており、後述の第６の数値実施例（図１２）のレンズ構成に対応している。図１〜図６において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像面側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。

この内視鏡用対物レンズは、特に、先端部において固体撮像素子が軸方向（長手方向）に対し平行に配置された内視鏡の対物レンズとして好適に使用されるものである。この内視鏡用対物レンズは、光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に、前群発散レンズ系ＧＦと、明るさ絞りＳｔと、後群収束レンズ系ＧＲとを備えている。この内視鏡用対物レンズの像面側には、光路変換プリズムＧＰが配置される。なお、図１〜図６においてＰは結像位置を示しており、光路変換プリズムＧＰを等価的に入射光軸Ｚ１と同一方向に展開し、結像位置Ｐが入射光軸Ｚ１と同一方向となるように図示している。

前群発散レンズ系ＧＦおよび後群収束レンズ系ＧＲは、全体として４群５枚構成となっている。前群発散レンズ系ＧＦは、全体として負の屈折力を有しており、２枚の凹レンズ、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２から構成されている。第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた形状を有しており、例えば平凹形状となっている。ただし、図３および図６の構成例のように、メニスカス形状であってもよい。第２レンズＬ２は、例えば像側に凹面を向けたメニスカス形状となっている。

後群収束レンズ系ＧＲは、全体として正の屈折力を有しており、物体側から順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４および負のメニスカス形状を有する第５レンズＬ５よりなる接合レンズとから構成されている。第３レンズＬ３は、物体側の面が像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい形状であり、例えば、両凸形状、物体側に凹面を向けたメニスカス形状であり、平凸形状であってもよい。第４レンズＬ４は、物体側の面が、像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい形状、例えば両凸形状となっている。第４レンズＬ４および第５レンズＬ５よりなる接合レンズは、全体として正の屈折力を有している。

この内視鏡用対物レンズは、さらに以下の条件式を満足している。ただし、ｄ_ｘを前群発散レンズ系ＧＦの後側主点と後群収束レンズ系ＧＲの前側主点との間隔、ｆ_Ｆを前群発散レンズ系ＧＦの合成焦点距離、ｆを全系の合成焦点距離、ｆ_３を第３レンズＬ３の焦点距離、ν_３を第３レンズＬ３のアッベ数、ν_４を第４レンズＬ４のアッベ数、ν_５を第５レンズＬ５のアッベ数、Ｒ_Ａを第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との接合面の曲率半径、Ｂｆを全系のバックフォーカス、ｄ_５を第５レンズＬ５の中心厚、ｎ_５を第５レンズＬ５のｄ線に対する屈折率とする。
｜ｄ_ｘ／ｆ_Ｆ｜≧３．０・・・・・・・・・・（１）
（ｆ／ｆ_３）×ν_３＜２３・・・・・・・・・・（２）
ｆ^２×（ν_５−ν_４）／｛Ｒ_Ａ×（Ｂｆ＋ｄ_５／ｎ_５）｝＞７・・・・・（３）

図７は、本実施の形態に係る内視鏡用撮像装置の構成例を示している。この撮像装置では、内視鏡の先端部において、固体撮像素子２００が、軸方向（Ｚ）に対して平行に配置されている。固体撮像素子２００は、図示しない信号線で外部のモニタ等に接続される。固体撮像素子２００と対物レンズ１００との間には、カバーガラス１０１を介して光路変換プリズム１０２が挿入配置されている。対物レンズ１００としては、本実施の形態に係る内視鏡用対物レンズが好適に用いられる。光路変換プリズム１０２が挿入配置されていることにより、対物レンズ１００の光軸Ｚ１は、固体撮像素子２００の方向に略９０度折り曲げられる。また、固体撮像素子２００により、対物レンズ１００によって形成された光学像に応じた撮像信号が出力される。撮像信号は、図示しない信号線を介して外部のモニタ等に出力され、そこで観察画像として観察される。

次に、以上のように構成された内視鏡用対物レンズの作用および効果を説明する。

この内視鏡用対物レンズでは、物体側から順に、前群発散レンズ系ＧＦと、明るさ絞りＳｔと、後群収束レンズ系ＧＲとを配置してなるレンズ系において、それぞれの群における各レンズの屈折力や形状を適切に設定し、かつ条件式（１）〜（３）を満足することにより、全系の焦点距離の３倍以上ものバックフォーカスを確保しつつ、諸収差、特に軸上色収差および倍率色収差がバランス良く補正される。以下、各条件式の具体的な作用について説明する。

条件式（１）は、全系の焦点距離の３倍以上のバックフォーカスを得るための式である。すなわち、２枚の薄肉レンズにおいて、一方の焦点距離をｆ_ａ、他方をｆ_ｂとし、この２枚のレンズの間隔をｄ_ｘとすると、２枚の合成焦点距離ｆおよびバックフォーカスＢｆは、次のように表わされる。
１／ｆ＝１／ｆ_ａ＋１／ｆ_ｂ−ｄ_ｘ／（ｆ_ａ・ｆ_ｂ）・・・・・（ａ）
Ｂｆ＝ｆ（１−ｄ_ｘ／ｆ_ａ）・・・・・（ｂ）
ここで、バックフォーカスＢｆを、焦点距離ｆの３倍、
Ｂｆ＝３ｆ・・・・・（ｃ）
とすると、
３ｆ＝ｆ（１−ｄ_ｘ／ｆ_ａ）・・・・・（ｄ）
より、
ｄ_ｘ＝−２ｆ_ａ・・・・・（ｅ）
が得られる。

本実施の形態においては、
ｆ_Ｆ：前群発散レンズ系ＧＦの合成焦点距離、
ｆ_Ｒ：後群収束レンズ系ＧＲの合成焦点距離
とすると、ｆ_Ｆがｆ_ａ、ｆ_Ｒがｆ_ｂに相当し、また、ｆ_Ｆ＜０，ｆ_Ｒ＞０であるから、
ｄ_ｘ≧２｜ｆ_Ｆ｜・・・・・（ｆ）
のとき、
Ｂｆ≧３ｆ・・・・・（ｇ）
が実現される。ただし、実際の光学系では、後群収束レンズ系ＧＲの合成の後側主点位置は、ほぼ全系の合成焦点距離ｆの分ほど、レンズの中に入り込んでいるため、これを考慮したバックフォーカスの値を（Ｂｆ）’として、
（Ｂｆ）’＝４ｆ・・・・・（ｈ）
を上記式（ｃ）に置き換えることにより、条件式（１）が得られる。

条件式（１）を満足することにより、全系の合成焦点距離ｆの３倍以上のバックフォーカスＢｆを確保することができると共に、内視鏡の先端部において、軸方向に配置された固体撮像素子と対物レンズとの間に、光路変換プリズムを挿入配置させても、被写体像を固体撮像素子上に結像させることができる。

条件式（２）および条件式（３）は、後群収束レンズ系ＧＲにおける各光学要素に関する式である。一般に、絞りから後の光学系においては、青（例えばＦ線）から赤（例えばＣ線）を引いた軸上色収差と倍率色収差の値は、例えば、正レンズのアッベ数を大きくすると、両者とも正方向へ移動する。本実施の形態においては、軸上色収差は正の値、倍率色収差は負の値となるので、負の倍率色収差の絶対値を減らそうとすると、軸上色収差は大きくなるという逆の動き方をする。そこで、両者を良好に補正するには、条件式（２）および条件式（３）を同時に満たす必要がある。なお、Ｆ線は波長４８６．１３ｎｍ、Ｃ線は波長６５６．２７ｎｍである。

条件式（２）は、後群収束レンズ系ＧＲの正レンズＬ３のアッベ数に、この正レンズＬ３のパワーを乗じたものである。条件式（２）を満足することにより、接合レンズの持つ倍率色収差および軸上色収差をオーバーにする効果によって、過剰に補正された軸上色収差が抑えられる。

条件式（３）は、後群収束レンズ系ＧＲの正レンズＬ４および負レンズＬ５よりなる接合レンズにおける接合面の倍率色収差に対する補正の度合いを示すものである。具体的には、正レンズＬ４と負レンズＬ５のアッべ数差を、焦点距離で規格化した接合面の曲率半径Ｒ_Ａおよび全系のバックフォーカスＢｆに負レンズＬ５の空気換算長ｄ_５／ｎ_５を加えた値で割ったものである。条件式（３）を満足することにより、すなわち、アッベ数差が大きくて、接合面の曲率半径が小さく、接合面が結像位置に近いほど、倍率色収差の補正に有利となる。

以上説明したように、本実施の形態に係る内視鏡用対物レンズによれば、物体側から順に、前群発散レンズ系ＧＦと、明るさ絞りＳｔと、後群収束レンズ系ＧＲとを配置してなるレンズ系において、各レンズの屈折力や面形状を適切に設定し、かつ、条件式（１）〜（３）を満足するようにしたので、像面側に光路変換プリズムＧＰを挿入配置することが可能な十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、軸上色収差および倍率色収差をバランス良く良好に補正することができる。

また、本実施の形態に係る内視鏡用撮像装置によれば、本実施の形態に係る内視鏡用対物レンズを用いるようにしたので、この対物レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号により、良好な観察画像を得ることができる。

なお、以上の説明では、全系のバックフォーカスＢｆが全系の合成焦点距離ｆの３倍よりも長いレンズ系であるとしているが、バックフォーカスＢｆが長ければ大きな光路変換プリズムＧＰを挿入でき、この場合、有効光束に対して、プリズムサイズを大きくできるので、ゴーストやフレアの発生を抑えるのに有利である。また、プリズムサイズを大きくしない場合には、最終レンズと光路変換プリズムＧＰとの間に十分な間隔を確保でき、必要に応じて、フィルタの挿入などが容易に行えるという利点がある。

次に、本実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第６の数値実施例（実施例１〜６）をまとめて説明する。

図８は実施例１に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを示している。図８に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１２）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。ｎｄｊは、隣り合うレンズ面間のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜６）の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。なお、曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値については、全系の合成焦点距離ｆが１ｍｍとなるように規格化してある。

以上の実施例１に係る内視鏡用対物レンズと同様にして、実施例２に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを図９に示す。同様に、実施例３に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを図１０に示す。同様に、実施例４に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを図１１に示す。同様に、実施例５に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを図１２に示す。同様に、実施例６に係る内視鏡用対物レンズの基本的なレンズデータを図１３に示す。なお、実施例２〜６についても、実施例１と同様、曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値については、全系の合成焦点距離ｆが１ｍｍとなるように規格化してある。

また、実施例１〜６に対する比較例に係る内視鏡用対物レンズとして、図２２には、その断面構成を示し、図２３には、その基本的なレンズデータを示す。なお、符号は実施例１〜６に係る内視鏡用対物レンズに対応する部分に同一の記号を付している。また、曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値については、全系の合成焦点距離ｆが１ｍｍとなるように規格化してある。この比較例は、上記特許文献１（特開平１０−２６０３４８号公報）において実施例１として記載されているものである。

図１４には、条件式等に関する値として、実施例１〜６および比較例の内視鏡用対物レンズにおけるイメージサイズ、物体距離、画角（２ω）、焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、前群発散レンズ系ＧＦの合成焦点距離、前群発散レンズ系ＧＦの後側主点位置、後群収束レンズ系ＧＲの前側主点位置、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ_３、軸上色収差の値（Ｆ線−Ｃ線）、最外画角での倍率色収差の値（Ｆ線−Ｃ線）および条件式（１）〜（３）の値を示す。なお、Ｃ線は波長６５６．２７ｎｍ、Ｆ線は波長４８６．１３ｎｍである。図１３に示したように、実施例１〜６については、条件式（１）〜（３）の数値範囲内となっており、バックフォーカスＢｆの値が全系の焦点距離の３倍以上確保されている。比較例については、条件式（１）および条件式（３）を満足するものの、条件式（２）の範囲を外れている。

図１５には、実施例１〜６および比較例についての、軸上色収差の値（縦軸）および倍率色収差の値（横軸）をプロットしたものを示す。図１５に示したように、軸上色収差と倍率色収差とは概ね相反するが、実施例１〜６では、軸上色収差を大幅に増大させることなく倍率色収差が良好に補正され、比較例に比べて収差量が大幅に改善されている。これは、条件式（２）および条件式（３）を同時に満足することにより得られる効果である。

図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係る内視鏡用対物レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示す。球面収差は、Ｃ線およびＦ線についての収差も示す。倍率色収差はＣ線およびＦ線について示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様にして、実施例２に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）に、実施例３に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）に、実施例４に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に、実施例５に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図２０（Ａ）〜図２０（Ｄ）に、実施例６に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図２１（Ａ）〜図２１（Ｄ）に示す。また同様にして、比較例に係る内視鏡用対物レンズについての諸収差を図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全系の焦点距離の３倍以上のバックフォーカスを確保しつつ、軸上色収差および倍率色収差の両者が良好に補正された内視鏡用対物レンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用対物レンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係る内視鏡用撮像装置の構成例を示すものである。本発明の実施例１に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例２に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例３に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例４に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例５に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。本発明の実施例６に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。条件式等に関する値を、各実施例についてまとめて示した図である。本発明の実施例１〜６および比較例における軸上色収差および倍率色収差の値を示す図である。本発明の実施例１の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例２の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例３の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例４の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例５の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例６の内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。比較例に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。比較例に係る内視鏡用対物レンズのレンズデータを示す図である。比較例に係る内視鏡用対物レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。

符号の説明

ＧＦ…前群発散レンズ系、ＧＲ…後群収束レンズ系、ＧＰ…光路変換プリズム、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、Ｓｔ…明るさ絞り、Ｚ１…光軸、１００…対物レンズ、１０１…カバーガラス、１０２…光路変換プリズム、２００…固体撮像素子。

Claims

物体側から順に、前群発散レンズ系と、明るさ絞りと、後群収束レンズ系とが配置されてなる内視鏡用対物レンズであって、
前記前群発散レンズ系は、２枚の凹レンズである第１レンズおよび第２レンズからなり、
前記後群収束レンズ系は、物体側から順に、物体側の面が像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい正の第３レンズと、物体側の面が像側の面よりも曲率半径の絶対値が大きい正の第４レンズおよび負のメニスカス形状を有する第５レンズよりなると共に、全体として正の屈折力を有する接合レンズとからなり、
かつ、下記条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
｜ｄ_ｘ／ｆ_Ｆ｜≧３．０・・・・・・・・・・（１）
（ｆ／ｆ_３）×ν_３＜２３・・・・・・・・・・（２）
ｆ^２×（ν_５−ν_４）／｛Ｒ_Ａ×（Ｂｆ＋ｄ_５／ｎ_５）｝＞７・・・・・（３）
ただし、
ｄ_ｘ：前群発散レンズ系の後側主点と後群収束レンズ系の前側主点との間隔
ｆ_Ｆ：前群発散レンズ系の合成焦点距離
ｆ：全系の合成焦点距離
ｆ_３：第３レンズの焦点距離
ν_３：第３レンズのアッベ数
ν_４：第４レンズのアッベ数
ν_５：第５レンズのアッベ数
Ｒ_Ａ：第４レンズと第５レンズとの接合面の曲率半径
Ｂｆ：全系のバックフォーカス
ｄ_５：第５レンズの中心厚
ｎ_５：第５レンズのｄ線に対する屈折率
とする。
請求項１に記載の内視鏡用対物レンズと、前記内視鏡用対物レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えた
ことを特徴とする内視鏡用撮像装置。