JP2556984B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡に関するものである。

［従来の技術］ 内視鏡対物レンズとして第27図に示す特開昭49−1215
47号に記載されたもののようなレトロフォーカスタイプ
のものが知られている。この内視鏡対物レンズは、イメ
ージガイド１の入射面に垂直に入射するようにレンズ系
が構成されている。そのために、歪曲収差が大きく、レ
ンズの外径が像の径に比べて大きい等の欠点を有してい
る。

一方近年イメージガイドの代りに固体撮像素子を用い
た電子内視鏡においては、第28図に示すように主光線が
固体撮像素子に対して斜めに入射してもイメージファイ
バーを用いた時のような欠点を生ずることなしに画像は
伝送される。そのため対物レンズを特開昭61−35414号
に示されているような構成にして歪曲収差が小さく，レ
ンズ系の全長が短く，外径が小さく，広角で，周辺光量
を十分得られるようにしたものが知られている。

これら特開昭49−121547号，特開昭61−35414号の内
視鏡対物レンズは、いずれも像距離（最終レンズから結
像点までの距離）が短い。

これら従来例で、前者はイメージガイドを用いている
ために、イメージガイドの長手方向とスコープの長手方
向とが一致しており、光学系の光軸もそれらに一致させ
る必要があるために、内視鏡の先端部をコンパクトにす
るためには像距離が短いほうが望ましい。

また後者の対物レンズのように固体撮像素子を用いた
内視鏡に使用されるものも像距離が短い方がコンパクト
化にとって望ましい。しかし現在用いられている固体撮
像素子は、撮像部に比べてパッケージの大きさが非常に
大きく内視鏡に組込んだ状態では内視鏡の太さが太くな
りすぎて実用的ではない。またフレームトランスファー
型の固体撮影素子（電荷結合素子）では、撮像部のとな
りに蓋積部が配置され固体撮像素子の大きさが撮像部の
２倍になり同様に内視鏡の径を補足するのには適してい
ない。

このような欠点を解決するために特開昭60−26981号
のようにレトロフォーカスタイプの対物レンズを用いそ
の後方にプリズムを配置して光路を曲げ、固体撮像素子
をその長手方向が内視鏡の中心軸に平行になるよう配置
したものが知られている。第29図はその一例を示す図で
あって内視鏡の先端部内に設けられたレトロフォーカス
タイプの対物レンズの後方のプリズムが配置されこのプ
リズムの射出側において固体撮像素子が内視鏡の中心軸
上にその長手方向を軸方向に平行に配置したものであ
る。このように構成したことによって固体撮像素子のた
めに内視鏡の先端部の径が太くなるのを避けることがで
きる。

しかし対物レンズがレトロフォーカスタイプであるた
めにレンズの径を細くすることが困難である。また第30
図に示すように主光線が光軸にほぼ平行であり、対物レ
ンズの後方にプリズムを配置しているために像距離が長
くなっており、固体撮像素子の前のプリズムの入射位置
で光線高が高くなりプリズムを小型に出来ずコンパクト
にすることが困難になる。また固体撮像素子の長手方向
が内視鏡の中心軸線に沿うために内視鏡先端から固体撮
像素子の後端までの距離が長くなり屈曲部分へ内視鏡を
挿入することが困難になる等の問題が生ずる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、固体撮像素子と先端光学系を含み、レンズ
系を細かくすると共に固体撮像素子の収納も含めて先端
部を細かくコンパクトにした内視鏡を提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、固体撮像素子と対物レンズを含み、固体撮
像素子の前面にプリズムを配置し固体撮像素子の長手方
向を内視鏡の軸方向に対し斜めに傾斜させるか或は軸方
向に平行に配置したもので、対物レンズのレンズ構成
は、物体側より順に負の屈折力を持つ最前群と、全体と
して正の屈折力を持つ中間群と、空気面に接する凹面を
有するレンズを含む負の屈折力を有する最終群と、中間
群の最も物体側の面から最も像側の面の間に絞りを配置
したレンズ系で次の条件（１），（２），（３）を満足
するものである。

（１） ｜θ₁|＞｜θ₂/3| （２） |f_B/f|＞1.4 （３） |h₁/f₁|＞1.15・|h₄/f₄| ただし、θ_１は最大画角における軸外主光線と光軸と
のなす角、θ_２は最大画角における軸外主光線と絞り周
辺を通った軸外光線とのなす角、f_Bは光学系のバックフ
ォーカス、f₁は最前群の焦点距離、f₄は最終群の焦点距
離、h₁は最大画角における軸外主光線が通過する最前群
の各レンズ面での光線高の平均値、h₄は最大画角におけ
る軸外主光線が通過する最終群の各レンズ面での光線高
の平均値、ｆは全系の焦点距離である。

本発明は内視鏡対物レンズは射出側の主光線が光軸に
対して平行ではなく発散光線になるようにいわば主光線
に対し発散系になるようにしたもので、これによってプ
リズムの入射面での光束径を小に出来プリズムを小型に
し得ると同時にレンズの外径を小にしレンズ系および固
体撮像素子の収納スペースを細くなし得て径の細い内視
鏡を実現し得るようにした。

又本発明の光学系で、固体撮像素子を斜めに配置した
方が光軸に平行に配置したものよりも内視鏡の径を細く
し得ると共に先端から固体撮像素子の最終面までの距離
を短くすることが出来、よりコンパクトな内視鏡になし
得る。

前述のように又第１図に示すように主光線が光軸に平
行ではなく発散系となるようにした方がプリズムの前面
での光束径を小さく出来、プリズムを小型化出来る。こ
のように発散系とするためには、最大画角における軸外
主光線と光軸とのなす角をθ_１、最大画角における軸外
主光線と絞り周辺を通った軸外光線とのなす角をθ_２と
するとき前記条件つまり次の関係を満足することが望ま
しい。

（１） ｜θ₁|＞｜θ₂/3| この条件を満足しないと十分に光束を小になし得ずし
たがってプリズムが大型になり、撮像素子を斜めにした
効果が得られない。

次に第２図，第３図に示すように像距離を十分に長く
する必要がある。それは撮像素子を光軸に斜め又は平行
に置くためにレンズ系の後方にプリズムを配置する必要
があることと、光学的ローパスフィルター（水晶）、赤
外カットフィルター、固体撮像素子保護用カバーガラス
を配置する必要があるためである。

固体撮像素子は、一般に赤外光に対しても感度があ
り、したがってこれをカットするために赤外カットフィ
ルターが必要である。

又固体撮像素子としてモザイクフィルターアレーを用
いたカラー化方式の場合、モアレを除去するために光学
的ローパスフィルターが必要である。

更に撮像素子へのゴミの付着等を防止するために撮像
素子保護用カバーガラスが必要となる。

以上の理由によりレンズ系の撮像素子の間にプリズ
ム，赤外カットフィルター，光学的ローパスフィルタ
ー，撮像素子保護用カバーガラスを配置する必要があ
り、そのため像距離を十分長くしなければならない。

ここで像距離は物体距離によって変化するのでこれを
物体距離が無限大の時の像距離であるバッスフォーカス
f_Bにて規定すると全系の焦点距離をｆにて表わせば次に
示す前記条件（２）を満足する必要がある。

（２） |f_B/f|＞1.4 上記条件（２）より外れるとバックフォーカスf_Bが小
になり、つまり像距離が短くなって前記のフィルター等
の配置が困難になる等の問題が生ずる。

更に条件（３）は収差補正上重要な条件である。つま
り最大画角における軸外主光線が通過する最前群の各レ
ンズ面での光線高の平均値h₁とパワー_１の積と、凹面
を含む最大画角における軸外主光線が通過する最終群の
各レンズ面での光線高の平均値h₄とパワーの積とを比
較した時、次の条件を満足することが重要になる。

|h₁・₁|＞1.15・|h₄・₄| 例えば第28図に示すように固体撮像素子３を用いた電
子内視鏡においては、この図に示すように主光線４が固
定撮像素子３に対して斜めに入射してもイメージファイ
バーを用いた時のような欠点はなく、画像は伝送され
る。

本発明は、像面の前に物体側に凹面を有するレンズを
含む最終群を配置することによって、従来のレトロフォ
ーカスタイプの内視鏡対物レンズの欠点であった歪曲収
差が大きく、レンズの外径が大きい点を解決したもので
ある。

また本発明の対物レンズは、明るさ絞りＳを中間群の
前面から後面の間に配置したもので、これによって歪曲
収差の補正等を可能にした。つまり前記の個所に明るさ
絞りを配置すれば、通常のテレセントリックタイプのレ
トロフォーカス型内視鏡対物レンズに比較して絞りが後
方に下がる分だけ像面への主光線の入射角を大きく出
来、歪曲収差の補正にとって有効である。また絞りを前
記の位置に配置すれば、レトロフォーカス型の発散群と
収斂群の間に絞りを置いた場合のレンズ系の著しい非対
称性（絞りの前は負の群だけで絞りの後の正の群だけで
構成されている）が、正の屈折力の一部が絞りよりも前
に来ることによって緩和され、これによってコマ収差の
補正にとっても有利である。

また本発明のレンズ系に類似する光学系として第29図
に示す特公昭42−23896号の光学系がある。この光学系
は、最終群による主光線の屈折力|h₄/f₄|が強すぎるた
めに、画角が大になればなるほど主光線が像面に対して
大きな角度で入射するでcos4乗則による周辺光量の低下
が著しい。

この点に鑑み、本発明の好適実施例では最前群による
主光線の屈折力|h₁/f₁|を最終群による主光線の屈折力|
h₄/f₄|より強くし、これによって最前群でレンズを広角
化し、最終群では主光線を適度に曲げて周辺光量があま
り低下しない範囲で歪曲収差を除去し、また全長（第一
面から像面までの長さ）を短くし、レンズ外径を小さく
している。そのためには最前群の焦点距離f₁および最終
群の焦点距離f₄を条件（３）を満足するように定める必
要がある。したがって前記の条件（３）より外れると歪
曲収差が補正できずまたレンズ系が大きくなる。

以上述べたようにレンズ構成としては物体側より順に
負の屈折力のレンズ群（最前群）と、正の屈折力のレン
ズ群（中間群）と、強い凹面を含んでいるレンズ群（最
終群）とよりなり、正の屈折力のレンズ群の最も物体側
の面から最も像側の面の間に絞が来るようにする必要が
ある。

このような構成において前述のような長いバックフォ
ーカスを持ち、主光線に対し適度な発散系となるように
するためには更に次のようにすることが望ましい。

まず最前群でる負の屈折力のレンズ群と、それ以外の
レンズ群とのパワー配分が重要である。最も像側に負の
屈折旅の群を配置したことから一般的にはバックフォー
カスは短くなる。そのためバックフォーカスを十分とる
ためには、最前群にバックフォーカスを長くする作用を
もたせる必要がある。

最前群の焦点距離をf₁,全系の焦点距離をf,後群（中
間群と最終群の合成の系）の倍率をβとすると次の関係
が成り立つ。

ｆ＝f₁×β 上の関係から、又第４図を参照にして、|f₁|を短くす
ることによりβを大にすればf_Bを大きくすることが可能
であることがわかる。またβの値が同じ場合には後群
（最前群より後方の系）の焦点距離が大きければf_Bを大
にすることが出来る。しかしこの場合は、コンパクト化
に逆行することになるため後群の焦点距離には適宜な範
囲があり上限がある。又同じβの値で後群の焦点距離が
小さくなるとf_Bを伸ばすことが出来ず、下限がある。

以上のことから最前群の焦点距離f₁と中間群と最終群
の合成の系の焦点距離f₂₃₄は次の条件（４），（５）の
範囲内に定めることが望ましい。

（４） |f₁/f|＜１ （５） 0.4＜|f₂₃₄|/f＜２ |f₁/f|＞１になるとf_Bが十分得られなくなる。同様に
|f₂₃₄|/fが0.4より小になってもf_Bが十分得られなくな
る。更に|f₂₃₄|/fが２より大になるとコンパクトになし
得なくなる。

更に本発明は前述のように最前群と最終群の屈折力の
バランスを定めたが、更に最前群の凹面の曲率半径R₁と
最終群の凹面の曲率半径R₄を適切に定めることが望まし
く下記の条件（６），（７）を満足するのがよい。

（６） 0.2＜|R₁|/f＜10 （７） 0.2＜|R₄|/f＜10 これら条件の下限を越えるとコマ収差を良好に補正し
にくくなり、いわゆるコマ収差の平坦性がなくなり曲が
りを生ずることになる。また条件の上限を越えるといず
れも最前群，最終群のレンズの径が小に出来なくなり又
射出瞳を発散系とし最終群のレンズ径およびその後に配
置するプリズム等の光学素子を小さくすることが出来な
くなる。

［実施例］ 次に本発明の内視鏡対物レンズの各実施例を示す。

実施例１ ｆ＝1,F/8.7,IH＝0.821 ２ω＝78.8゜ r₁＝∞ d₁＝0.1138 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.4116 d₂＝0.1434 r₃＝0.7405 d₃＝0.3301 n₂＝1.72825 ν_２＝28.46 r₄＝−0.5552 d₄＝0.0911 n₃＝1.72916 ν_３＝54.68 r₅＝1.5126 d₅＝0.0455 r₆＝∞ d₆＝0.3415 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₇＝∞（絞り） d₇＝0.0455 r₈＝∞ d₈＝0.1707 n₅＝1.51633 ν_５＝64.15 r₉＝−0.6941 d₉＝0.1480 r₁₀＝1.4316 d₁₀＝0.2504 n₆＝1.51633 ν_６＝64.15 r₁₁＝−0.7847 d₁₁＝0.1366 r₁₂＝−0.6779 d₁₂＝0.0911 n₇＝1.84666 ν_７＝23.88 r₁₃＝−1.4783 d₁₃＝0.1480 r₁₄＝∞ d₁₄＝0.7967 n₈＝1.54869 ν_８＝45.55 r₁₅＝∞ d₁₅＝1.4466 n₉＝1.68893 ν_９＝31.08 r₁₆＝∞ d₁₆＝0.0046 r₁₇＝∞ d₁₇＝0.5566 n₁₀＝1.68893 ν₁₀＝31.08 r₁₈＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−17.5゜｜−|13.28゜/3|＞０ f_B/f＝1.76,|h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝4.65 |f₁|/f＝0.466,|f₂₃₄|/f＝0.843 実施例２ ｆ＝1,F/12,IH＝0.839 ２ω＝79.9゜ r₁＝∞ d₁＝0.1301 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.5568 d₂＝0.6251 r₃＝9.0785 d₃＝0.7785 n₂＝1.60342 ν_２＝38.01 r₄＝−1.0737 d₄＝0.1162 r₅＝∞ d₅＝0.7460 n₃＝1.51633 ν_３＝64.15 r₆＝∞（絞り） d₆＝0.1162 r₇＝1.4999 d₇＝0.5461 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₈＝−0.9017 d₈＝0.2324 r₉＝−0.6921 d₉＝0.1487 n₅＝1.84666 ν_５＝23.78 r₁₀＝∞ d₁₀＝0.1859 n₆＝1.88300 ν_６＝40.78 r₁₁＝−1.7704 d₁₁＝0.1162 r₁₂＝∞ d₁₂＝0.8134 n₇＝1.54869 ν_７＝45.55 r₁₃＝∞ d₁₃＝1.7936 n₈＝1.68893 ν_８＝31.08 r₁₄＝∞ d₁₄＝0.0005 r₁₅＝∞ d₁₅＝0.2515 n₉＝1.68893 ν_９＝31.08 r₁₆＝∞ d₁₆＝0.0004 r₁₇＝∞ d₁₇＝0.1162 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₈＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−17.0゜｜−|2.4゜/3|＞０ f_B/f＝1.74＞1.4 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝4.80＞1.15 |f₁|/f＝0.631＜1,|f₂₃₄|/f＝1.204 実施例３ ｆ＝1,F/12,IH＝0.843 ２ω＝80.3゜ r₁＝∞ d₁＝0.1307 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.5594 d₂＝0.2802 r₃＝∞ d₃＝0.8872 n₂＝1.88300 ν_２＝40.78 r₄＝∞ d₄＝0.0934 r₅＝10.8137 d₅＝0.4179 n₃＝1.60342 ν_３＝38.01 r₆＝−1.0834 d₆＝0.1167 r₇＝∞ d₇＝0.7495 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₈＝∞（絞り） d₈＝0.1167 r₉＝1.5069 d₉＝0.5487 n₅＝1.51633 ν_５＝64.15 r₁₀＝−0.9059 d₁₀＝0.2335 r₁₁＝−0.6953 d₁₁＝0.1494 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₂＝∞ d₁₂＝0.1868 n₇＝1.88300 ν_７＝40.78 r₁₃＝−1.7787 d₁₂＝0.1167 r₁₄＝∞ d₁₄＝0.8172 n₈＝1.54869 ν_８＝45.55 r₁₅＝∞ d₁₅＝1.8020 n₉＝1.68893 ν_９＝31.08 r₁₆＝∞ d₁₆＝0.0005 r₁₇＝∞ d₁₇＝0.2526 n₁₀＝1.68893 ν₁₀＝31.08 r₁₈＝∞ d₁₈＝0.0004 r₁₉＝∞ d₁₉＝0.1167 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₀＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−17.0゜｜−|2.4゜/3|＞０ f_B/f＝1.75＞1.4 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝4.78＞1.15 |f₁|/f＝0.634＜1,|f₂₃₄|/f＝1.204 実施例４ ｆ＝1,F/8,IH＝0.811 ２ω＝78.1゜ r₁＝∞ d₁＝0.1124 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.3826 d₂＝0.1566 r₃＝0.7213 d₃＝0.3147 n₂＝1.72825 ν_２＝28.46 r₄＝−0.5618 d₄＝0.0899 n₃＝1.72916 ν_３＝54.68 r₅＝1.7290 d₅＝0.2885 r₆＝∞（絞り） d₆＝0.0225 r₇＝1.9806 d₇＝0.1798 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₈＝−0.6210 d₈＝0.0225 r₉＝1.4344 d₉＝0.2247 n₅＝1.51633 ν_５＝64.15 r₁₀＝−0.8141 d₁₀＝0.0718 r₁₁＝−0.5977 d₁₁＝0.1124 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₂＝−2.1423 d₁₂＝0.2247 r₁₃＝∞ d₁₃＝0.6742 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₄＝∞ d₁₄＝1.9101 n₈＝1.68893 ν_８＝31.08 r₁₅＝∞ d₁₅＝0.1348 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₆＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−20.0゜｜−|3.6゜/3|＞０ f_B/f＝1.73＞1.4 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝4.81＞1.15 |f₁|/f＝0.433＜1,|f₂₃₄|/f＝0.741 実施例５ ｆ＝1,F/8.0,IH＝0.714 ２ω＝71.1゜ r₁＝∞ d₁＝0.0990 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.3364 d₂＝0.1384 r₃＝0.7525 d₃＝0.2178 n₂＝1.72825 ν_２＝28.46 r₄＝−0.5937 d₄＝0.0792 n₃＝1.72916 ν_２＝54.68 r₅＝−6.6363 d₅＝0.2001 r₆＝∞（絞り） d₆＝0.0198 r₇＝8.9097 d₇＝0.1584 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₈＝−0.5278 d₈＝0.0198 r₉＝1.4245 d₉＝0.1979 n₉＝1.51633 ν_５＝64.15 r₁₀＝−0.7237 d₁₀＝0.0771 r₁₁＝−0.5271 d₁₁＝0.0990 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₂＝−2.0374 d₁₂＝0.0792 r₁₃＝∞ d₁₃＝0.5937 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₄＝∞ d₁₄＝1.6822 n₈＝1.68893 ν_８＝31.08 r₁₅＝∞ d₁₅＝0.2969 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₆＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−20゜｜−|3.6゜/3|＞０ f_B/f＝1.48＞1.4 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝3.54＞1.15 |f₁|/f＝0.381＜1,|f₂₃₄|/f＝0.568 実施例６ ｆ＝1,F/7.6,IH＝0.829 ２ω＝79.3゜ r₁＝∞ d₁＝0.1149 n₁＝1.51633 ν_１＝64.15 r₂＝0.4898 d₂＝0.9699 r₃＝∞ d₃＝0.1149 n₂＝1.54869 ν_２＝45.55 r₄＝∞ d₄＝0.1126 n₃＝1.78590 ν_３＝44.18 r₅＝−1.5407 d₅＝0.0689 r₆＝∞（絞り） d₆＝0.2297 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₇＝∞ d₇＝0.1149 r₈＝1.6505 d₈＝0.2527 n₅＝1.56384 ν_５＝60.69 r₉＝−0.6492 d₉＝0.1122 r₁₀＝−0.5428 d₁₀＝0.1149 n₆＝1.72825 ν_６＝28.46 r₁₁＝9.0796 d₁₁＝0.1149 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₂＝−1.5806 d₁₂＝0.1654 r₁₃＝∞ d₁₃＝0.6892 n₈＝1.54869 ν_８＝45.55 r₁₄＝∞ d₁₄＝2.0216 n₉＝1.68893 ν_９＝31.08 r₁₅＝∞ d₁₅＝0.1263 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₆＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−18.0゜｜−|3.8゜/3|＞０ f_B/f＝1.76＞1.40 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝2.94＞1.15 |f₁|/f＝0.949,|f₂₃₄|/f＝1.133 実施例７ ｆ＝1,F/7.3,IH＝0.708 ２ω＝70.6゜ r₁＝∞ d₁＝0.0982 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.4371 d₂＝0.0983 r₃＝∞ d₃＝0.0982 n₂＝1.51633 ν_２＝64.15 r₄＝∞ d₄＝0.0196 r₅＝1.3851 d₅＝0.1570 n₃＝1.84666 ν_３＝23.78 r₆＝−1.9631 d₆＝0.0982 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₇＝63.9503 d₇＝0.4464 r₈＝∞（絞り） d₈＝0.0020 r₉＝1.6143 d₉＝0.0982 n₅＝1.51633 ν_５＝64.15 r₁₀＝−0.5780 d₁₀＝0.0981 n₆＝1.68893 ν_６＝31.08 r₁₁＝−0.7627 d₁₁＝0.0196 r₁₂＝1.5267 d₁₂＝0.1576 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₃＝−0.7404 d₁₃＝0.1178 r₁₄＝−0.5354 d₁₄＝0.1178 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝−2.5284 d₁₅＝0.0785 r₁₆＝∞ d₁₆＝0.5889 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₇＝∞ d₁₇＝1.6686 n₁₀＝1.68893 ν₁₀＝31.08 r₁₈＝∞ d₁₈＝0.2945 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₁₉＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−20゜｜−|3.9゜/3|＞０ f_B/f＝1.47＞1.40 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝3.61＞1.15 |f₁|/f＝0.495＜1,|f₂₃₄|/f＝0.723 実施例８ ｆ＝1,F/6.8,IH＝0.714 ２ω＝71.1゜ r₁＝∞ d₁＝0.0989 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.3189 d₂＝0.1369 r₃＝0.7682 d₃＝0.0989 n₂＝1.72825 ν_２＝28.46 r₄＝11.9171 d₄＝0.0198 r₅＝∞ d₅＝0.0989 n₂＝1.72825 ν_３＝28.46 r₆＝−0.5935 d₆＝0.0989 n₄＝1.72916 ν_４＝54.68 r₇＝∞ d₇＝0.1697 r₈＝∞（絞り） d₈＝0.0198 r₉＝0.7310 d₉＝0.1978 n₅＝1.51633 ν_５＝64.15 r₁₀＝−0.6141 d₁₀＝0.0198 r₁₁＝2.6598 d₁₁＝0.1385 n₆＝1.51633 ν_６＝64.15 r₁₂＝−0.6012 d₁₂＝0.0893 r₁₃＝−0.3604 d₁₃＝0.1187 n₇＝1.84666 ν_７＝23.78 r₁₄＝−1.1869 d₁₄＝0.0791 r₁₅＝∞ d₁₅＝0.5935 n₈＝1.68893 ν_８＝31.08 r₁₆＝∞ d₁₆＝1.6815 n₉＝1.68893 ν_９＝31.08 r₁₇＝∞ d₁₇＝0.2967 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₈＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−20゜｜−|4.2゜/3|＞０ f_B/f＝1.48＞1.40 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝2.80＞1.14 |f₁|/f＝0.361＜1,|f₂₃₄|/f＝0.541 実施例９ ｆ＝1,F/6.6,IH＝0.694 ２ω＝69.5゜ r₁＝∞ d₁＝0.0961 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.5274 d₂＝0.3228 r₃＝−19.2890 d₃＝0.2947 n₂＝1.88300 ν_２＝40.78 r₄＝−68.9735 d₄＝0.0258 r₅＝1.2365 d₅＝0.2500 n₃＝1.64769 ν_３＝33.80 r₆＝8.7930 d₆＝0.3015 r₇＝2.3531（絞り） d₇＝0.3077 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₈＝−0.9412 d₈＝0.1154 n₅＝1.84666 ν_６＝23.78 r₉＝−1.1878 d₉＝0.0192 r₁₀＝2.7473 d₁₀＝0.2966 n₆＝1.51633 ν_６＝64.15 r₁₁＝−1.1497 d₁₁＝0.2049 r₁₂＝−0.6852 d₁₂＝0.2324 n₇＝1.88300 ν_７＝40.78 r₁₃＝−1.1725 d₁₃＝0.1291 r₁₄＝∞ d₁₄＝2.8846 n₈＝1.51633 ν_８＝64.15 r₁₅＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−13.3゜｜−|4.3゜/3|＞０ f_B/f＝1.85＞1.40 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝5.69＞1.14 |f₁|/f＝0.597＜1,|f₂₃₄|/f＝1.041 実施例10 ｆ＝1,F/6.7,IH＝0.845 ２ω＝80.4゜ r₁＝∞ d₁＝0.1173 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.5713 d₂＝0.4774 r₃＝1.4113 d₃＝0.4928 n₂＝1.51742 ν_２＝52.41 r₄＝−1.0827 d₄＝0.0705 r₅＝∞（絞り） d₅＝0.6102 n₃＝1.51633 ν_３＝64.15 r₆＝∞ d₆＝0.2323 r₇＝2.5203 d₇＝0.1619 6₄＝1.72825 ν_４＝28.46 r₈＝0.8214 d₈＝0.3755 n₅＝1.72916 ν_５＝54.68 r₉＝−0.9814 d₉＝0.1643 r₁₀＝−0.7474 d₁₀＝0.1173 n₆＝1.78472 ν_６＝25.71 r₁₁＝−1.9794 d₁₁＝0.0939 r₁₂＝∞ d₁₂＝0.8214 n₇＝1.56138 ν_７＝45.18 r₁₃＝∞ d₁₃＝0.2347 n₈＝1.51633 ν_８＝64.15 r₁₄＝∞ d₁₄＝1.2204 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₅＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−9.2゜｜−|4.3゜/3|＞０ f_B/f＝1.43 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝2.19＞1.14 |f₁|/f＝0.647＜1,|f₂₃₄|/f＝1.043 実施例11 ｆ＝1,F/5,IH＝0.952 ２ω＝87.2゜ r₁＝∞ d₁＝0.1846 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝0.7814 d₂＝1.1864 r₃＝10.8176 d₃＝0.3725 n₂＝1.78590 ν_２＝44.18 r₄＝1.2548 d₄＝0.9228 n₃＝1.64769 ν_３＝33.80 r₅＝−1.6224 d₅＝0.1318 r₆＝∞（絞り） d₆＝0.2636 n₄＝1.51633 ν_４＝64.15 r₇＝∞ d₇＝0.3427 r₈＝4.0013 d₈＝0.3691 n₅＝1.53256 ν_５＝45.91 r₉＝−0.9441 d₉＝0.1318 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝−1.5897 d₁₀＝0.0264 r₁₁＝1.8567 d₁₁＝0.4214 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₂＝−1.5819 d₁₂＝0.1320 n₈＝1.72825 ν_８＝28.46 r₁₃＝1.2837 d₁₃＝0.4746 r₁₄＝∞ d₁₄＝0.9228 n₉＝1.54869 ν_９＝45.55 r₁₅＝∞ d₁₅＝2.0348 n₁₀＝1.69680 ν₁₀＝55.52 r₁₆＝∞ d₁₆＝0.0005 r₁₇＝∞ d₁₇＝0.2853 n₁₁＝1.69680 ν₁₁＝55.52 r₁₈＝∞ d₁₈＝0.0004 r₁₉＝∞ d₁₉＝0.1318 n₁₂＝1.51633 ν₁₂＝64.15 r₂₀＝∞ ｜θ₁|−｜θ₂/3|＝｜−15.5゜｜−|5.7゜/3|＞０ f_B/f＝2.350＞1.40 |h₁/f₁|/|h₄/f₄|＝10.9＞1.14 |f₁|/f＝0.885＜1,|f₂₃₄|/f＝1.582 上記実施例のデーターで、r₁,r₂,…はレンズ各面の曲
率半径、d₁,d₂,…は各レンズの肉厚および空気間隔、
n₁,n₂,…は各レンズの屈折率、ν₁,ν₂,…は各レンズの
アッベ数、IHは像高、２ωは画角である。

実施例１は第５図に示すレンズ構成で、レンズ系の後
方に固体撮像素子を斜めに配置しその中間に２回反射さ
せて正立像を形成させる２枚のプリズムP₁,P₂と光学的
ローパスフィルターが配置されている。

この実施例はf_B/f＝1.76であって、バックフォーカス
が非常に長く勿論条件を満足している。

この条件で前方のレンズと共に後群のプリズム部分を
コンパクトにするためには、射出光の最大像高の主光線
が光軸に平行でなく発散系であることが好ましく、又前
方のレンズの径とプリズムの径とをバランスさせるため
には、レンズ系の中での主光線の傾きはなるべく小さい
ほうが良い。そのためには、プリズムP₁の入射面の前方
近傍に強い凹面を設け、絞り位置をさらにその前方に配
置し、又入射側にも物体側に負のレンズ群を配置し、中
央部に正のレンズ群を配置した。更に後群を特にコンパ
クト化するために前記の各条件を満足するようにした。

この実施例１の収差状況は第16図に示す通りである。

実施例２乃至実施例11は、夫々第６図乃至第15図に示
す通りのレンズ構成である。これらの図においては、フ
ィルターやプリズムはすべてガラスブロックの形で示し
てある。

これら実施例２乃至実施例11の収差状況は、夫々第17
図乃至第26図に示す通りである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の対物レンズは、バックフォ
ーカスを十分長くとることが出来、対物レンズの後方に
光学的ローパスフィルターや赤外線除去フィルターを配
置し得ると共に固体撮像素子を斜め又は横向きに置いて
先端部を径を細くししかもコンパクトになし得る。又レ
トロフォーカスタイプに比べ歪曲収差を小さくし得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明対物レンズの基本構成を示す図、第２
図，第３図は本発明におけるプリズム等の配置例を示す
図、第４図は後群倍率とバックフォーカスの関係を示す
図、第５図乃至第15図は夫々本発明の実施例１乃至実施
例11の断面図、第16図乃至第26図は夫々実施例１乃至実
施例11の収差曲線図、第27図乃至第30図はいずれも従来
の対物レンズの構成を示す図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前面
   に配置されたプリズムと、前記プリズムの前方に配置さ
   れた内視鏡対物レンズとから構成され、前記固体撮像素
   子は、その長手方向を内視鏡の軸方向に対して斜めに傾
   斜させるか、あるいは軸方向に平行に配置したものであ
   り、前記内視鏡対物レンズは、物体側より順に負の屈折
   力を有する最前群と、全体で正の屈折力の中間の各群
   と、空気に接する凹面を含む最終群とを有し、前記中間
   各群の最も物体側の面と最も像側の面の間に絞り配置
   し、以下の条件を満足する内視鏡。 （１） ｜θ₁|＞｜θ₂/3| （２） |f_B/f|＞1.4 （３） |h₁/f₁|＞1.5・|h₄/f₄| ただし、θ_１は最大画角における軸外主光線と光軸との
   なす角、θ_２は最大画角における軸外主光線と絞り周辺
   を通った軸外光線とのなす角、f_Bは光学系のバックフォ
   ーカス、f₁は最前群の焦点距離、f₄は最終群の焦点距
   離、h₁は最大画角における軸外主光線が通過する最前群
   の各レンズ面での光線高の平均値、h₄は最大画角におけ
   る軸外主光線が通過する最終群の各レンズ面での光線高
   の平均値、ｆは全系の焦点距離である。
2. 【請求項２】前記内視鏡が、以下の条件を満足する請求
   項１の内視鏡。 （４） |f₁/f|＜１ （５） 0.4＜|f₂₃₄|/f＜２ ただし、f₂₃₄は中間群と最終群の合成の焦点距離であ
   る。
3. 【請求項３】前記最終群が前記固体撮像素子側に凹面に
   向けた負レンズを有すると共に、前記内視鏡が、以下の
   条件を満足する請求項２の内視鏡。 （６） 0.2＜|R₁|/f＜10 （７） 0.2＜|R₄|/f＜10 ただし、R₁は最前群の凹面の曲率半径、R₄は最終群の凹
   面の曲率半径である。