JP4014186B2 - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の先端部に設けられる対物レンズに関するものであり、特に画像情報を伝送するために用いられる高解像な撮像用素子に対応した内視鏡用対物レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡用対物レンズにおいては、画角が広くバックフォーカスも長いレンズが要求される。また、高精度な観察や正確な診断を行うために色収差の補正が重要となる。これらの要求を満足するものとして、例えば、本出願人は既に特開平２−188709号公報記載の内視鏡用対物レンズを開示している。
【０００３】
しかし、近年では、画像伝達に使用されるＣＣＤ素子やイメージファイバーの高解像化に伴い、レンズもより高解像のものが要望されている。特開平２−188709号公報記載の内視鏡用対物レンズは、画像伝達に用いられる素子の高解像化を考慮するとさらなる倍率色収差の改善が必要となっている。
【０００４】
また、色収差を補正する手段として回折光学面を備えた光学系（以下回折光学素子と称する）を用いた対物レンズも知られている。回折光学素子のアッベ数はνｄ＝-3.45と分散が通常のガラスレンズと１桁異なるほど大きく、またその符号も異なるので、通常のレンズでは期待できないほど効果的な色収差の補正が可能となる利点がある。このような内視鏡用対物レンズとして、例えば特開平10−197806号公報記載のものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10−197806号公報記載の内視鏡用対物レンズでは、回折光学素子を用いたために生じる、設計上では不要な光となる他次数の回折光や、製造誤差等で生じるフレア光等が高解像化に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、回折光学素子を用いることにより収差、特に倍率色収差を良好に補正しつつも、このような高解像化に悪影響を及ぼす光を低減させた内視鏡用対物レンズを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（２）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（１） Ｅ ＞ ０
（２） -2.0 ＜ ｆ Ｎ ／ｆ ＜ -0.3
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆ Ｎ ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【０００９】
また、本発明に係る内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するように構成されてなるとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（３）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（１） Ｅ ＞ ０
（３） ｆＮ／ｆ ＜ -100
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１０】
また、本発明に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、前記第１レンズ群は、回折光学面を備えた少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズを含み、前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた正の屈折力を有するレンズのうち最も強い正の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（４）、（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（４） Ｅ ＞ ０
（５） 1.0 ＜ ｆＰ／ｆ
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＰ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い正の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１１】
ここで、「回折光学面の位相差関数」とは、Φ（Ｙ）＝ＥＹ２＋ＦＹ４＋ＧＹ６＋ＨＹ８＋ＩＹ１０で表わされるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１〜３について図面を用いて説明する。
【００１３】
ここで、図１は本発明の実施形態１を代表させるものとして実施例１のレンズ基本構成を示すものである。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は回折光学面を有する少なくとも１枚の負の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成されている。
（１） Ｅ ＞ ０
（２） -2.0 ＜ ｆＮ／ｆ ＜ -0.3
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１５】
ここで、実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。なお、実施例１および以下の他の実施例において、絞り１の曲率半径は無限大とされている。
【００１６】
また、第２レンズ群Ｇ２の像側にはフィルタ部２が配され、さらに図示されない像側にはＣＣＤ素子やイメージファイバが配されて画像情報が伝達される。なお、図１中Ｘは光軸を示す。
【００１７】
本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１のうちの少なくとも１枚の負レンズに、下記に示す回折光学面の非球面形状式および位相差関数式により表される回折光学面を備えている。実施例１に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面が回折光学面とされている。
【００１８】
【数１】
【００１９】
なお、この回折光学面による現実の光路差を規定する回折光学面光路差関数は、波長をλ、位相差関数をΦ（Ｙ）として、λ×Φ（Ｙ）／２πで表わされる。
【００２０】
前述したとおり、回折光学面は逆分散性および異常分散性という特性を有するものである。回折光学面を備えた本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、この特性を利用することにより倍率色収差を効果的に補正することができる。
【００２１】
また、本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、設定波長をｄ線（587.6ｎｍ）とすることが望ましく、この波長としたとき回折光学面により生じた＋１次光が最も効率よく絞り１付近で収束する。絞り１の開口部を所定の大きさとし、回折光学面を絞り１よりも物体側に配置することにより、絞り１を透過するのは＋１次光のほぼ全光量のみとなり、不要光の大部分を絞り１によりカットすることができる。ここでいう不要光とは、例えば、回折光学面によって生じる０次、一次および２次以上の高次数の回折光でレンズ設計上利用されない光や、レンズの製造誤差等により生ずるフレア光のことで、これらの光はレンズの高解像化を妨げる原因ともなるものである。なお、厳密には、例えば回折光学面を透過した０次光のごく一部も絞り１開口部を透過するが、その光量は絞り１を透過する全光量のうちごく小さい割合であるため無視できる。
【００２２】
ここで、各条件式について説明する。
【００２３】
条件式（１）は回折光学面の位相差関数の２次の項の係数について数値範囲を規定している。この数値範囲を規定することによりレンズ系の負の倍率色収差を良好に補正することが可能となり、この下限値を超えるとさらに負の倍率色収差が増えてしまう。
【００２４】
条件式（２）は第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い負の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面を強い負のパワーを有するレンズに形成する場合、この数値範囲に規定されるパワー配分とすることにより諸収差をバランス良く補正することができる。この下限値を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎ、この上限値を超えると負のパワーが強くなりすぎて収差補正が困難になる。
【００２５】
内視鏡用対物レンズにおいては、広画角でバックフォーカスの長いレンズが要求されるため、レトロフォーカスタイプのレンズが使用されるのが一般的である。そのため、第１レンズ群Ｇ１中にある程度強い負のパワーを有するレンズを配して必要なバックフォーカスを確保することになるが、本実施形態１においては、この第１レンズ群Ｇ１中の強い負のパワーを有するレンズに回折光学面を形成して、簡易な構成で良好な倍率色収差補正を可能にするものである。
【００２６】
つぎに、本発明の実施形態２について図面を用いて説明する。
【００２７】
ここで、図４は本発明の実施形態２を代表させるものとして実施例４のレンズ基本構成を示すものである。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態２に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は回折光学面を有する少なくとも１枚の負の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（１）および（３）を満足するように構成されている。
（１） Ｅ ＞ ０
（３） ｆＮ／ｆ ＜ -100
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有しレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００２９】
ここで、実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および両面ともに平面で物体側に回折光学面を形成された第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。ここで、絞り１は近軸上において第２レンズＬ２の像側の面頂点に接する位置に配されている。なお、その他の構成および回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１と略同様である。
【００３０】
実施形態２においても、回折光学面を利用することにより、倍率色収差を効果的に補正することができる。また、この回折光学面を絞り１よりも物体側に配置し、実施形態１と同様の設定波長とすることにより、不要光の大部分を絞り１によりカットすることができ、レンズの高解像化を図ることができる。
【００３１】
また、条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い負の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面を平面形状のレンズ面に形成する場合、この面のパワーは面の屈折系のパワーが大略０であることから回折光学面の有するパワーに依存することになる。条件式（１）によりＥ＞０であるため、この回折光学面の有するパワーは負となるが、条件式（３）の数値範囲に規定されるパワー配分とすることにより、諸収差をバランス良く補正することができる。この上限値を超えプレート回折光学面のパワーが強くなると、他の屈折レンズとのバランスが崩れ、収差補正が困難になる。また、この上限値を超えプレート回折光学面のパワーを強くするためには、回折光学面の輪帯ピッチを細かくする必要があるため、製造性が不良となる。
【００３２】
つぎに、本発明の実施形態３について図面を用いて説明する。
【００３３】
ここで、図５は本発明の実施形態３を代表させるものとして実施例５のレンズ基本構成を示すものである。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態３に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は、回折光学面を有する少なくとも１枚の正の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（４）および（５）を満足するように構成されている。
（４） Ｅ ＞ ０
（５） 1.0 ＜ ｆＰ／ｆ
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＰ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有しレンズのうち最も強い正の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００３５】
ここで、実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた平凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。実施例５に係る内視鏡用対物レンズは、第２レンズＬ２の物体側の面が回折光学面とされている。なお、その他の構成および回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１と略同様である。
【００３６】
実施形態３においても、回折光学面を利用することにより、倍率色収差を効果的に補正することができる。また、この回折光学面を絞り１よりも物体側に配置し、実施形態１と同様の設定波長とすることにより不要光の大部分を絞り１によりカットすることができ、レンズの高解像化を図ることができる。
【００３７】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い正の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面は、必ずしも負の屈折力を有する面に形成される必要はなく、本実施形態３に示すように正の屈折力を有する面であってもよい。この場合、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１の中で正の屈折力を有するレンズということになり、諸収差をバランス良く補正しつつ、必要なバックフォーカスを確保するために条件式（５）の数値範囲が必要となる。この下限値を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎてしまう。
【００３８】
以下、本発明の実施例１〜７について具体的に説明する。
【００３９】
＜実施例１＞
本実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００４０】
表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表１の下段には本実施例１における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００４１】
なお、実施例１〜７において、レンズ系全体の焦点距離ｆは1.00ｍｍとされている。また、表１および以下の表において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっており、数字の左側の＊印は回折光学面であることを示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
本実施例１において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝4.8154×10−１、ｆＮ／ｆ＝-0.72となり、各条件式をすべて満足している。
【００４４】
＜実施例２＞
本実施例２に係る内視鏡用対物レンズは実施形態１に上述した構成とされているが、実施例１とはレンズ構成が異なる。
【００４５】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第２レンズＬ２、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第３レンズＬ３と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００４６】
なお、実施例２に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面に回折光学面を備えている。
【００４７】
表２に、本実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表２の下段には本実施例２における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
本実施例２において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝4.7550×10−１、ｆＮ／ｆ＝-0.90となり、各条件式をすべて満足している。
【００５０】
＜実施例３＞
本実施例３に係る内視鏡用対物レンズは実施形態１に上述した構成とされているが、実施例１とはレンズ構成が異なる。
【００５１】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凹面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凹レンズからなる第３レンズＬ３と物体側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００５２】
なお、実施例３に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面に回折光学面を備えている。
【００５３】
表３に、本実施例３の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表３の下段には本実施例３における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】
本実施例３において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝1.0501×10− 2、ｆＮ／ｆ＝ -1.11となり、各条件式をすべて満足している。
【００５６】
＜実施例４＞
本実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００５７】
表４に、本実施例４の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表４の下段には本実施例４における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００５８】
【表４】
【００５９】
本実施例４において条件式（１）および（３）に対応する値はＥ＝7.5022×10−３、ｆＮ／ｆ＝-7.13×10５となり、各条件式をすべて満足している。
【００６０】
＜実施例５＞
本実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００６１】
表５に、本実施例５の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表５の下段には本実施例５における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００６２】
【表５】
【００６３】
本実施例５において条件式（４）および（５）に対応する値はＥ＝2.2001×10− 2、ｆＰ／ｆ＝3.35となり、各条件式をすべて満足している。
【００６４】
＜実施例６＞
本実施例６に係る内視鏡用対物レンズは実施形態３に上述した構成とされているが、実施例５とはレンズ構成が異なる。
【００６５】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凹面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凹レンズからなる第３レンズＬ３と物体側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００６６】
なお、実施例６に係る内視鏡用対物レンズは、第２レンズＬ２の物体側の面に回折光学面を備えている。
【００６７】
表６に、本実施例６の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表６の下段には本実施例６における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００６８】
【表６】
【００６９】
本実施例６において条件式（４）および（５）に対応する値はＥ＝3.8070×10−３、ｆＰ／ｆ＝1.84となり、各条件式をすべて満足している。
【００７０】
＜実施例７＞
本実施例７に係る内視鏡用対物レンズの構成は、上述の実施形態１と実施形態３をともに満足するものである。すなわち、第１レンズ群Ｇ１中で、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズに各々回折光学面を有し、条件式（１）、（２）および（５）を満足する。なお、条件式（４）は条件式（１）と同様であるので省略する。
【００７１】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた平凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。ここで、回折光学面は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の各々物体側の面である。なお、その他の構成ならびに回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１および実施形態３と略同様である。
【００７２】
表７に、本実施例７の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表７の下段には本実施例７における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００７３】
【表７】
【００７４】
本実施例７において条件式（１）、（２）および（５）に対応する値は第１レンズＬ１のＥ＝2.2127×10−２、第２レンズＬ２のＥ＝1.6499×10−２、ｆＮ／ｆ＝-0.61、ｆＰ／ｆ＝3.46となり、各条件式をすべて満足している。
【００７５】
図８〜１４は、本実施例１〜７に係る内視鏡用対物レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、これらの収差図においてωは半画角を示す。
【００７６】
図８〜１４に示すように、本実施例１〜７に係る内視鏡用対物レンズは、収差、特に倍率色収差を良好に補正したものであることが明らかである。
【００７７】
なお、本発明の内視鏡用対物レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内視鏡用対物レンズによれば、回折光学面を用いることにより特に倍率色収差を良好に補正し、また、その回折光学面を絞りより物体側に配設することにより、回折光学面を用いたために生じる設計上では不要な光となる回折光や、製造誤差等で生じるフレア光等の悪影響を低減させ、高解像化に適用可能な内視鏡用対物レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図２】実施例２に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図３】実施例３に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図４】実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図５】実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図６】実施例６に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図７】実施例７に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図８】実施例１に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図９】実施例２に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１０】実施例３に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１１】実施例４に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１２】実施例５に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１３】実施例６に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１４】実施例７に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ
Ｇ１，Ｇ２ レンズ群
Ｒ１〜Ｒ１１ 曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１０ 軸上面間隔
Ｘ 光軸
１ 絞り
２ フィルタ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の先端部に設けられる対物レンズに関するものであり、特に画像情報を伝送するために用いられる高解像な撮像用素子に対応した内視鏡用対物レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡用対物レンズにおいては、画角が広くバックフォーカスも長いレンズが要求される。また、高精度な観察や正確な診断を行うために色収差の補正が重要となる。これらの要求を満足するものとして、例えば、本出願人は既に特開平２−188709号公報記載の内視鏡用対物レンズを開示している。
【０００３】
しかし、近年では、画像伝達に使用されるＣＣＤ素子やイメージファイバーの高解像化に伴い、レンズもより高解像のものが要望されている。特開平２−188709号公報記載の内視鏡用対物レンズは、画像伝達に用いられる素子の高解像化を考慮するとさらなる倍率色収差の改善が必要となっている。
【０００４】
また、色収差を補正する手段として回折光学面を備えた光学系（以下回折光学素子と称する）を用いた対物レンズも知られている。回折光学素子のアッベ数はνｄ＝-3.45と分散が通常のガラスレンズと１桁異なるほど大きく、またその符号も異なるので、通常のレンズでは期待できないほど効果的な色収差の補正が可能となる利点がある。このような内視鏡用対物レンズとして、例えば特開平10−197806号公報記載のものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10−197806号公報記載の内視鏡用対物レンズでは、回折光学素子を用いたために生じる、設計上では不要な光となる他次数の回折光や、製造誤差等で生じるフレア光等が高解像化に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、回折光学素子を用いることにより収差、特に倍率色収差を良好に補正しつつも、このような高解像化に悪影響を及ぼす光を低減させた内視鏡用対物レンズを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（２）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（１） Ｅ ＞ ０
（２） -2.0 ＜ ｆ Ｎ ／ｆ ＜ -0.3
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆ Ｎ ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【０００９】
また、本発明に係る内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するように構成されてなるとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（３）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（１） Ｅ ＞ ０
（３） ｆＮ／ｆ ＜ -100
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１０】
また、本発明に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、前記第１レンズ群は、回折光学面を備えた少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズを含み、前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた正の屈折力を有するレンズのうち最も強い正の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（４）、（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
（４） Ｅ ＞ ０
（５） 1.0 ＜ ｆＰ／ｆ
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＰ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い正の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１１】
ここで、「回折光学面の位相差関数」とは、Φ（Ｙ）＝ＥＹ２＋ＦＹ４＋ＧＹ６＋ＨＹ８＋ＩＹ１０で表わされるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１〜３について図面を用いて説明する。
【００１３】
ここで、図１は本発明の実施形態１を代表させるものとして実施例１のレンズ基本構成を示すものである。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は回折光学面を有する少なくとも１枚の負の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成されている。
（１） Ｅ ＞ ０
（２） -2.0 ＜ ｆＮ／ｆ ＜ -0.3
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１５】
ここで、実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。なお、実施例１および以下の他の実施例において、絞り１の曲率半径は無限大とされている。
【００１６】
また、第２レンズ群Ｇ２の像側にはフィルタ部２が配され、さらに図示されない像側にはＣＣＤ素子やイメージファイバが配されて画像情報が伝達される。なお、図１中Ｘは光軸を示す。
【００１７】
本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズ群Ｇ１のうちの少なくとも１枚の負レンズに、下記に示す回折光学面の非球面形状式および位相差関数式により表される回折光学面を備えている。実施例１に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面が回折光学面とされている。
【００１８】
【数１】
なお、この回折光学面による現実の光路差を規定する回折光学面光路差関数は、波長をλ、位相差関数をΦ（Ｙ）として、λ×Φ（Ｙ）／２πで表わされる。
【００２０】
前述したとおり、回折光学面は逆分散性および異常分散性という特性を有するものである。回折光学面を備えた本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、この特性を利用することにより倍率色収差を効果的に補正することができる。
【００２１】
また、本実施形態１に係る内視鏡用対物レンズは、設定波長をｄ線（587.6ｎｍ）とすることが望ましく、この波長としたとき回折光学面により生じた＋１次光が最も効率よく絞り１付近で収束する。絞り１の開口部を所定の大きさとし、回折光学面を絞り１よりも物体側に配置することにより、絞り１を透過するのは＋１次光のほぼ全光量のみとなり、不要光の大部分を絞り１によりカットすることができる。ここでいう不要光とは、例えば、回折光学面によって生じる０次、一次および２次以上の高次数の回折光でレンズ設計上利用されない光や、レンズの製造誤差等により生ずるフレア光のことで、これらの光はレンズの高解像化を妨げる原因ともなるものである。なお、厳密には、例えば回折光学面を透過した０次光のごく一部も絞り１開口部を透過するが、その光量は絞り１を透過する全光量のうちごく小さい割合であるため無視できる。
【００２２】
ここで、各条件式について説明する。
【００２３】
条件式（１）は回折光学面の位相差関数の２次の項の係数について数値範囲を規定している。この数値範囲を規定することによりレンズ系の負の倍率色収差を良好に補正することが可能となり、この下限値を超えるとさらに負の倍率色収差が増えてしまう。
【００２４】
条件式（２）は第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い負の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面を強い負のパワーを有するレンズに形成する場合、この数値範囲に規定されるパワー配分とすることにより諸収差をバランス良く補正することができる。この下限値を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎ、この上限値を超えると負のパワーが強くなりすぎて収差補正が困難になる。
【００２５】
内視鏡用対物レンズにおいては、広画角でバックフォーカスの長いレンズが要求されるため、レトロフォーカスタイプのレンズが使用されるのが一般的である。そのため、第１レンズ群Ｇ１中にある程度強い負のパワーを有するレンズを配して必要なバックフォーカスを確保することになるが、本実施形態１においては、この第１レンズ群Ｇ１中の強い負のパワーを有するレンズに回折光学面を形成して、簡易な構成で良好な倍率色収差補正を可能にするものである。
【００２６】
つぎに、本発明の実施形態２について図面を用いて説明する。
【００２７】
ここで、図４は本発明の実施形態２を代表させるものとして実施例４のレンズ基本構成を示すものである。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態２に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は回折光学面を有する少なくとも１枚の負の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（１）および（３）を満足するように構成されている。
（１） Ｅ ＞ ０
（３） ｆＮ／ｆ ＜ -100
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有しレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００２９】
ここで、実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および両面ともに平面で物体側に回折光学面を形成された第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。ここで、絞り１は近軸上において第２レンズＬ２の像側の面頂点に接する位置に配されている。なお、その他の構成および回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１と略同様である。
【００３０】
実施形態２においても、回折光学面を利用することにより、倍率色収差を効果的に補正することができる。また、この回折光学面を絞り１よりも物体側に配置し、実施形態１と同様の設定波長とすることにより、不要光の大部分を絞り１によりカットすることができ、レンズの高解像化を図ることができる。
【００３１】
また、条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い負の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面を平面形状のレンズ面に形成する場合、この面のパワーは面の屈折系のパワーが大略０であることから回折光学面の有するパワーに依存することになる。条件式（１）によりＥ＞０であるため、この回折光学面の有するパワーは負となるが、条件式（３）の数値範囲に規定されるパワー配分とすることにより、諸収差をバランス良く補正することができる。この上限値を超えプレート回折光学面のパワーが強くなると、他の屈折レンズとのバランスが崩れ、収差補正が困難になる。また、この上限値を超えプレート回折光学面のパワーを強くするためには、回折光学面の輪帯ピッチを細かくする必要があるため、製造性が不良となる。
【００３２】
つぎに、本発明の実施形態３について図面を用いて説明する。
【００３３】
ここで、図５は本発明の実施形態３を代表させるものとして実施例５のレンズ基本構成を示すものである。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態３に係る内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群Ｇ１と、絞り１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配され、第１レンズ群Ｇ１は、回折光学面を有する少なくとも１枚の正の屈折力のレンズを含み、以下の条件式（４）および（５）を満足するように構成されている。
（４） Ｅ ＞ ０
（５） 1.0 ＜ ｆＰ／ｆ
ただし、
Ｅ ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＰ：第１レンズ群Ｇ１中、回折光学面を有しレンズのうち最も強い正の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００３５】
ここで、実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成は、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた平凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。実施例５に係る内視鏡用対物レンズは、第２レンズＬ２の物体側の面が回折光学面とされている。なお、その他の構成および回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１と略同様である。
【００３６】
実施形態３においても、回折光学面を利用することにより、倍率色収差を効果的に補正することができる。また、この回折光学面を絞り１よりも物体側に配置し、実施形態１と同様の設定波長とすることにより不要光の大部分を絞り１によりカットすることができ、レンズの高解像化を図ることができる。
【００３７】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１中の回折光学面を有するレンズのうち、最も強い正の屈折力を有するレンズのパワーを規定している。回折光学面は、必ずしも負の屈折力を有する面に形成される必要はなく、本実施形態３に示すように正の屈折力を有する面であってもよい。この場合、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１の中で正の屈折力を有するレンズということになり、諸収差をバランス良く補正しつつ、必要なバックフォーカスを確保するために条件式（５）の数値範囲が必要となる。この下限値を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎてしまう。
【００３８】
以下、本発明の実施例１〜７について具体的に説明する。
【００３９】
＜実施例１＞
本実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００４０】
表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表１の下段には本実施例１における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００４１】
なお、実施例１〜７において、レンズ系全体の焦点距離ｆは1.00ｍｍとされている。また、表１および以下の表において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっており、数字の左側の＊印は回折光学面であることを示す。
【００４２】
【表１】
本実施例１において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝4.8154×10−１、ｆＮ／ｆ＝-0.72となり、各条件式をすべて満足している。
【００４４】
＜実施例２＞
本実施例２に係る内視鏡用対物レンズは実施形態１に上述した構成とされているが、実施例１とはレンズ構成が異なる。
【００４５】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第２レンズＬ２、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第３レンズＬ３と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００４６】
なお、実施例２に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面に回折光学面を備えている。
【００４７】
表２に、本実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表２の下段には本実施例２における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００４８】
【表２】
本実施例２において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝4.7550×10−１、ｆＮ／ｆ＝-0.90となり、各条件式をすべて満足している。
【００５０】
＜実施例３＞
本実施例３に係る内視鏡用対物レンズは実施形態１に上述した構成とされているが、実施例１とはレンズ構成が異なる。
【００５１】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凹面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凹レンズからなる第３レンズＬ３と物体側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００５２】
なお、実施例３に係る内視鏡用対物レンズは、第１レンズＬ１の像側の面に回折光学面を備えている。
【００５３】
表３に、本実施例３の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表３の下段には本実施例３における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００５４】
【表３】
本実施例３において条件式（１）および（２）に対応する値はＥ＝1.0501×10− 2、ｆＮ／ｆ＝ -1.11となり、各条件式をすべて満足している。
【００５６】
＜実施例４＞
本実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００５７】
表４に、本実施例４の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表４の下段には本実施例４における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００５８】
【表４】
本実施例４において条件式（１）および（３）に対応する値はＥ＝7.5022×10−３、ｆＮ／ｆ＝-7.13×10５となり、各条件式をすべて満足している。
【００６０】
＜実施例５＞
本実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成は前述したとおりである。
【００６１】
表５に、本実施例５の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表５の下段には本実施例５における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００６２】
【表５】
本実施例５において条件式（４）および（５）に対応する値はＥ＝2.2001×10− 2、ｆＰ／ｆ＝3.35となり、各条件式をすべて満足している。
【００６４】
＜実施例６＞
本実施例６に係る内視鏡用対物レンズは実施形態３に上述した構成とされているが、実施例５とはレンズ構成が異なる。
【００６５】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および像側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凹面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凹レンズからなる第３レンズＬ３と物体側に曲率の大きい面を向けた両凸レンズからなる第４レンズＬ４との接合レンズからなる。
【００６６】
なお、実施例６に係る内視鏡用対物レンズは、第２レンズＬ２の物体側の面に回折光学面を備えている。
【００６７】
表６に、本実施例６の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表６の下段には本実施例６における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００６８】
【表６】
本実施例６において条件式（４）および（５）に対応する値はＥ＝3.8070×10−３、ｆＰ／ｆ＝1.84となり、各条件式をすべて満足している。
【００７０】
＜実施例７＞
本実施例７に係る内視鏡用対物レンズの構成は、上述の実施形態１と実施形態３をともに満足するものである。すなわち、第１レンズ群Ｇ１中で、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズに各々回折光学面を有し、条件式（１）、（２）および（５）を満足する。なお、条件式（４）は条件式（１）と同様であるので省略する。
【００７１】
ここで、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ１、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凸面を向け物体側の平面に絞り１が形成された平凸レンズからなる第３レンズＬ３、および像側に凸面を向けた平凸レンズからなる第４レンズＬ４と像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５との接合レンズからなる。ここで、回折光学面は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の各々物体側の面である。なお、その他の構成ならびに回折光学面の非球面形状式および位相差関数式は実施形態１および実施形態３と略同様である。
【００７２】
表７に、本実施例７の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、およびアッベ数νを示す。また、表７の下段には本実施例７における上記回折光学面の非球面形状式および位相差関数式に示される回折光学面の各定数の値を示す。
【００７３】
【表７】
本実施例７において条件式（１）、（２）および（５）に対応する値は第１レンズＬ１のＥ＝2.2127×10−２、第２レンズＬ２のＥ＝1.6499×10−２、ｆＮ／ｆ＝-0.61、ｆＰ／ｆ＝3.46となり、各条件式をすべて満足している。
【００７５】
図８〜１４は、本実施例１〜７に係る内視鏡用対物レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、これらの収差図においてωは半画角を示す。
【００７６】
図８〜１４に示すように、本実施例１〜７に係る内視鏡用対物レンズは、収差、特に倍率色収差を良好に補正したものであることが明らかである。
【００７７】
なお、本発明の内視鏡用対物レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内視鏡用対物レンズによれば、回折光学面を用いることにより特に倍率色収差を良好に補正し、また、その回折光学面を絞りより物体側に配設することにより、回折光学面を用いたために生じる設計上では不要な光となる回折光や、製造誤差等で生じるフレア光等の悪影響を低減させ、高解像化に適用可能な内視鏡用対物レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図２】実施例２に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図３】実施例３に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図４】実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図５】実施例５に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図６】実施例６に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図７】実施例７に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図
【図８】実施例１に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図９】実施例２に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１０】実施例３に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１１】実施例４に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１２】実施例５に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１３】実施例６に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【図１４】実施例７に係る内視鏡用対物レンズの各収差図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ
Ｇ１，Ｇ２ レンズ群
Ｒ１〜Ｒ１１ 曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１０ 軸上面間隔
Ｘ 光軸
１ 絞り
２ フィルタ部
Claims (3)
- 物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（２）を満足するように構成されてなることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
（１） Ｅ ＞ ０
（２） -2.0 ＜ ｆ Ｎ ／ｆ ＜ -0.3
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆ Ｎ ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離 - 物体側より順に、回折光学面を備えた少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、該回折光学面が以下の条件式（１）を満足するとともに、
前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた負の屈折力を有するレンズのうち最も強い負の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（３）を満足するように構成されてなることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
（１） Ｅ ＞ ０
（３） ｆＮ／ｆ ＜ -100
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＮ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い負の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離 - 物体側より順に、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配され、前記第１レンズ群は、回折光学面を備えた少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズを含み、前記第１レンズ群中の該回折光学面を備えた正の屈折力を有するレンズのうち最も強い正の屈折力を有するレンズが、以下の条件式（４）、（５）を満足するように構成されてなることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
（４） Ｅ ＞ ０
（５） 1.0 ＜ ｆＰ／ｆ
ただし、
Ｅ：回折光学面の位相差関数の２次の項の係数
ｆＰ：第１レンズ群中、回折光学面を有し最も強い正の屈折力を有するレンズの焦点距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
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