JP4150565B2 - 内視鏡対物レンズ系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、内視鏡対物レンズ系に関し、特に電子内視鏡用に適した内視鏡対物レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
内視鏡用対物レンズ系に用いられるような広い視野角が求められる場合、絞りを挟んで前群が負、後群が正のレトロフォーカスタイプが用いられるが、レトロフォーカスタイプはパワー配置が絞りに対して非対称であるため歪曲収差が大きく周辺部の観察がしづらくなる。また、歪曲収差が大きいということは、像高変化に伴う視野角の変化が急激になるので、電子内視鏡では、撮像面(ＣＣＤ)の僅かな位置ずれによって視野範囲が大きく変化してしまう。近年、電子内視鏡に用いられているＣＣＤの小型化開発に伴い、レンズも小型になってきており、視野範囲が大きく変化しないようにするためには組立時のＣＣＤの位置ずれを極力小さく抑えなければならず組立工程で時間がかかり高コストにつながる。
【０００３】
また、周辺光量の低下を回避するため、像面に入射する主光線が光軸に平行になる、いわゆるテレセントリック性を有するレンズ系が求められるが、その為には、発散方向に向かう軸外光線を光軸と平行方向に向かうように大きく曲げなければならず、それに伴って発生する歪曲収差を補正しながらレンズ枚数を低減し、レンズ系を小型化することは非常に困難である。
【０００４】
上記のような問題を解決するため従来、非球面を用いて歪曲収差を補正しながらテレセントリック性を両立することが考えられてきた。特許第２６２８６２７号は、前後群にそれぞれ非球面レンズを使用しており、レンズ加工コストが高い。また、特許第３０４４５７８号では、第３レンズ群の物体側に非球面を１面のみ使用した実施例５があるが、非球面の位置が絞りに近いため歪曲収差補正効果が十分とは言えない。またレンズ系の後方にフィルタ類やＣＣＤカバーガラスが配置する空間が無く電子内視鏡には向かない。特開平１０‐２８８７３６号は最も像側の面に非球面を１面のみ用いて歪曲収差を低減しているが、第３レンズ群のパワー配置が適切でなく、収差バランス（特に倍率色収差、非点収差）が良くない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら、周辺光量を確保した（像面強度比を良好とした）内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。また諸収差（非点収差（像面湾曲)、球面収差・倍率色収差等)を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１） １＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度、
である。
【０００７】
撮像素子は一般的に矩形であり、アレイレンズのパワーを有する方向は、該撮像素子の長辺方向である。
【０００８】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【０００９】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１０】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１１】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ ＜１．４
【００１２】
また、次の条件式（７）及び（８）を満足することが好ましい。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１３】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９） ０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００１４】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、別の態様によると、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、第３レンズ群の最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴としている。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１５】
撮像素子は一般的にその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備えている。このアレイレンズを備えた撮像素子では、条件式（１）を満足することが好ましい。
（１） １＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。
条件式（２）を満足することが好ましい。
【００１６】
また、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【００１７】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１８】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ ＜１．４
【００２０】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９） ０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００２１】
【発明の実施形態】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３及び図１５の各実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群１０、明るさ絞りＳ、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群２０、及び少なくとも正レンズと負レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群３０を有している。第３レンズ群３０の最も像側の面は非球面であり、他に非球面はない。このように非球面を絞りＳから離れた位置に設けると、収差（特に歪曲収差）補正効果が高い。第３レンズ群３０の像側には、固体撮像素子の撮像面の前方に位置するフィルタ類（平行平面板）４０が位置している。
【００２２】
第１レンズ群１０は、図１、図３、図１１、図１３及び図１５の実施例では負の単レンズ１枚からなり、図５、図７及び図９の実施例では、負の単レンズ１１と別のレンズ１２とからなっている。第２レンズ群２０はすべての実施例で単レンズからなり、第３レンズ群３０はすべての実施例で物体側から順に負正の２枚のレンズからなり、図５の実施例を除き、負正のレンズが貼り合わされている。
【００２３】
本実施形態の内視鏡対物レンズ系は、最終面（最も像側の面）を近軸球面に比較して光軸から離れるにつれて正のパワーの弱くなる非球面にしながら、第２、第３レンズ群の曲率あるいはパワーを適切に配置することで、良好な収差補正を行う光学系を提案する。
【００２４】
条件式（１）は、撮像素子（ＣＣＤ）に対して入射する光線の入射角度を良好な範囲に規定して光量ロスを小さくするための条件である。内視鏡ではライトガイドファイバーを用いて照明が行われている。ライトガイドの配光上、周辺部の光量を上げることは容易ではないことからＣＣＤに対する入射角度を規定してシェーディングによる光量ロスを低減する必要がある。
【００２５】
一方、近年、テレセントリックでない軸外の光線をできるだけ受光素子面に垂直に入射させるために受光面直前にアレイレンズを備えたＣＣＤが開発されている。このアレイレンズは、直交二方向のうち、一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しない。例えば、アスペクト比３対４の長方形のＣＣＤにおいては、長手方向にのみパワーを有していて、短辺方向にはパワーを有しない。このようなアレイレンズを有するＣＣＤに対する入射角で配慮を要するのは長手方向の端に相当する位置である。図１７は、撮像素子上での像高ｙＨ[mm]と、像高ｙＨでの主光線入射角度β[deg]との関係を描いた図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、撮像素子の平面形状の違いと、対応する最大像高ｙと指向性を有する方向（図面上横方向）における最大像高ｙＨを示している。アレイレンズは、直交二方向ａｂにおいて、ａ方向にのみパワーを有している。
【００２６】
条件式（１）の上限を越えてＣＣＤへの入射角が大きくなると、シェーディングによる光量ロスが大きくなる。条件式（１）の下限を越えて入射角が小さくなると、テレセントリック性は良好に保てるが、収差補正が容易でない。更にＣＣＤに対してレンズ最終面の有効径が増大し、内視鏡先端の小型化に不利である。これは小型化を重視してライトガイドファイバ本数を少なくして照明光が暗い、またはＣＣＤ受光感度が低いなどによりＦナンバーの小さい（明るい）レンズが求められると、より顕著になる。
【００２７】
条件式（２）と（３）は、第３レンズ群の最も像側の面に設ける非球面の近軸Ｒを適切な範囲に保つことで、諸収差を良好な状態にするための条件である。条件式（２）は焦点距離で正規化し、条件式（３）は最大像高で正規化している。条件式（２）、（３）の上限を超えて近軸Ｒがきつくなると、コマ収差、倍率色収差が大きくなり性能が劣化する。下限を越えて近軸Ｒが緩くなると非点収差が大きくなり、また非球面形状が変極点を持つようになり金型加工上好ましくない。
【００２８】
条件式（４）と（５）は、最も像側に配置された（非球面）レンズの屈折率とアッベ数を規定している。第３レンズ群の最も像側のレンズは、その物体側に配置されたレンズと合せて色収差補正を行っているが、屈折率が（４）式の下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。また、アッベ数が（５）式を越えて小さくなるとこのレンズによる色収差が増大して倍率色収差の補正が困難となる。
【００２９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、より好ましくは、条件式（４）の代わりに、下記条件式（４’）を満足するのがよい。
（４’）１．６５＜ｎ＜１．８
最も像側に配置された非球面レンズは一般にガラスモールド(ＧＭ)法による製造が行われる。（４’）式はＧＭに好適な範囲を規定するものである。（４’）式の上限を超えて屈折率の高い材料を用いると、転移点が高くなるため成形温度が高くなり成形が困難である。また、材料コストも高くなる。下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。
【００３０】
条件式（６）は、焦点距離と視野角１２０°の光線が結像する像高の関係を、視野角が１２０゜以上における歪曲収差の量を含めて規定している。
本発明の内視鏡対物レンズ系は、第３レンズ群の最も像側の面を非球面とすることで、歪曲収差をコントロールし焦点距離を変えている。一定の視野角で歪曲収差を抑える（つまり焦点距離を短くする）と、中心部の被写界深度が深くなるので幅広い観察範囲が求められる消化器系などには有利である。しかし、条件式（６）の上限を超えて焦点距離を短くすると画面中心に比較して周辺での像面強度比の低下が非常に大きくなる。また、中心倍率が低下することから注目したい観察箇所があっても小さくしか見えないので好ましくない。一方、条件式（６）の下限を越えて焦点距離を長くすると球面レンズのように歪曲収差が大きく、深度も浅くなるので加工コストが高い非球面にする意義がなくなってしまう。
【００３１】
条件式（７）と（８）は、第２レンズ群と第３レンズ群のパワー配置に関する。条件式（７）の下限を越えて第２レンズ群のパワーが強くなると球面収差が大きくなるだけでなく、加工や組付けによる僅かなずれによって視野角が大きく変化したり非点収差が大きく発生するので設計性能上だけでなく製造上も好ましくない。条件式（７）の上限を超えて第２レンズ群のパワーが弱くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となる。
また条件式（８）の下限を越えて第３レンズ群の正のパワーが強くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となり歪曲収差も大きくなる。条件式（８）の上限を超えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、ＣＣＤへの入射角が大きくなり周辺光量低下を引き起こす。
【００３２】
第１レンズ群は、負レンズ１枚から構成すると、小型化に向いている。一方、第１レンズ群は、物体側から順に、負単レンズと別のレンズ系との２枚構成とすることもできる。条件式（９）は、２枚構成としたときの別のレンズ系についての条件である。すなわち、別のレンズを平行平面板（ｆ／ｆ１２＝０）または弱い正のパワー（ｆ／ｆ１２＞０）を持つレンズで構成すると、ビネッティングを確保することができ、さらに倍率色収差を補正することができる。正のパワーを持たせると歪曲収差を若干小さくする効果があるので像高が比較的高く各収差の大きいレンズ系に有利である。条件式（９）の上限を越えて正のパワーが強くなるとコマ収差が増大して性能が劣化する。下限を越えると歪曲収差が大きくなる。
【００３３】
さらに、焦点距離ｆが１mm以下などの微小光学系になるほど、条件式（７）、（８）の代わりに、下記条件式を満たすと性能上より一層望ましい構成が得られる。
（７’）１．８＜ｆ２／ｆ＜２．７
（８’）１．８＜ｆ３／ｆ＜３．２
【００３４】
この別のレンズ（平行平面板（赤外カット・反射、色補正フィルタを含む）または弱い正のパワーのレンズ）は、第１レンズと絞りの間に挿入するのがよい。仮に、後群レンズ中（絞り−第２レンズ群間、第２レンズ群−第３レンズ群間）に入れると、該別のレンズはある程度の厚みを持つのでレンズ間隔を無理に広げることになるので好ましくない。
【００３５】
第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）は、凸面または平面とするのがよい。第１面を凸面とすると負の歪曲収差が低減して非球面での歪曲補正の負担が軽減して各収差を補正しやすくなるが、内視鏡先端部の洗浄性などを考えると平面が望ましく、本発明の内視鏡対物レンズ系であれば第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）が平面でも歪曲収差を始めとして十分な収差補正が可能である。
【００３６】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、
（１０）０．５＜ｄｋ／ｆ＜１．８
を満足することが望ましい。
但し、
ｄｋ：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像側の面から絞りまでの距離（間に別のレンズがあるときは空気換算長）、
である。
【００３７】
条件式（１０）は、周辺光量を確保する（周辺部の中心部に対する像面強度比の低下を防ぐ）ための条件である。非球面レンズを用いて歪曲収差を小さくすると、像面強度比が低下してしまう。そのため周辺光量を下げないためになるべくビネッティングを大きくすることが望ましい。条件式（１０）の下限を下回って絞りと第１レンズが近づくとビネッティングが減少して周辺光量が不足する。条件式（１０）の上限を超えると、絞りと第１レンズが離れることにより第１レンズの有効径が大きくなり、レンズ径の小型化に不利である。
【００３８】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、倍率色収差を良好に補正するために、次の条件式（１１）を満足することが好ましい。
（１１） １＜Ｒsp／ｆ＜３．２
但し、
Ｒasp：第３レンズ群中に正レンズが１枚含まれるときの該正レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【００３９】
条件式（１１）の下限を越えて物体側の面(球面)がきつくなると、倍率色収差が周辺部で過剰補正になりコマ収差も発生しやすく性能劣化する。さらにレンズコバ厚が小さくなり加工上も困難となる。上限を超えて貼り合せ面が緩くなると倍率色収差の補正不足となり解像力が低下する。
【００４０】
次に具体的な数値実施例について説明する。諸収差図において、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、Ｙは像高である。また、表中のfは全系の焦点距離、ωは半画角（°）、ｙＨは撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、ｙは最大像高、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎdはｄ線の屈折率、νdはアッベ数を示す。なお、全ての実施例のレンズデータは、フィルタ類４０を含んでいる。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００４１】
［実施例１］
図１は、実施例１のレンズ構成を示し、図２は図１のレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６３の位置に設けられている。本実施例１では第１レンズの第１面は凸面である。
【００４２】
【表１】
【００４３】
［実施例２］
図３は、実施例２のレンズ構成を示し、図４は図３のレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６６の位置に設けられている。本実施例２では第１レンズの第１面は平面である。
【００４４】
【表２】
【００４５】
［実施例３］
図５は、実施例３のレンズ構成を示し、図６は図５のレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図５では図示を省略している。本実施例３では第１レンズの第１面は平面である。
【００４６】
【表３】
【００４７】
［実施例４］
図７は、実施例４のレンズ構成を示し、図８は図７のレンズ構成での諸収差を示す。表４はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図７では図示を省略している。本実施例４では第１レンズの第１面は平面である。
【００４８】
（表４）
f=0.91
ω=67°
yH=0.83
y=1.0
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 ∞ 0.510 1.88300 40.8
2 0.854 0.201 ‐ ‐
3 ∞ 1.015 1.84666 23.8
4 ∞ 0.061 ‐ ‐
5 7.405 0.914 1.77250 49.6
6 -0.977 0.483 ‐ ‐
7 -3.406 0.305 1.84666 23.8
8 1.663 0.907 1.66910 55.4
9* -1.336 0.427 ‐ ‐
10 ∞ 1.000 1.51400 75.0
11 ∞ 0.500 1.53000 60.0
12 ∞ - ‐ ‐
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６
9 0.00 0.42634×10-1 0.55793×10 -1
【００４９】
［実施例５］
図９は、実施例５のレンズ構成を示し、図１０は図９のレンズ構成での諸収差を示す。表５はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．１３６の位置に設けられている。本実施例５では第１レンズの第１面は凸面である。
【００５０】
【表５】
【００５１】
［実施例６］
図１１は、実施例６のレンズ構成を示し、図１２は図１０のレンズ構成での諸収差を示す。表６はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．６３６の位置に設けられている。本実施例６では第１レンズの第１面は平面である。
【００５２】
【表６】
【００５３】
［実施例７］
図１３は、実施例７のレンズ構成を示し、図１４は図１３のレンズ構成での諸収差を示す。表７はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．３８４の位置に設けられている。本実施例７では第１レンズの第１面は平面である。
【００５４】
【表７】
【００５５】
［実施例８］
図１５は、実施例８のレンズ構成を示し、図１６は図１５のレンズ構成での諸収差を示す。表８はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．４４８の位置に設けられている。本実施例８では第１レンズの第１面は平面である。
【００５６】
【表８】
【００５７】
各条件式の各実施形態に対する値を表９に示す。
【表９】
各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら周辺光量を確保し、さらに諸収差を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例５のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例６のレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例７のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の諸収差図である。
【図１５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例８のレンズ構成図である。
【図１６】図１５のレンズ構成の諸収差図である。
【図１７】本発明の内視鏡対物レンズ系の条件式（１）を説明するための図である。
【図１８】同じく最大像高とアレイレンズがパワーを有する方向の最大像高を説明するための図である。
【技術分野】
本発明は、内視鏡対物レンズ系に関し、特に電子内視鏡用に適した内視鏡対物レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
内視鏡用対物レンズ系に用いられるような広い視野角が求められる場合、絞りを挟んで前群が負、後群が正のレトロフォーカスタイプが用いられるが、レトロフォーカスタイプはパワー配置が絞りに対して非対称であるため歪曲収差が大きく周辺部の観察がしづらくなる。また、歪曲収差が大きいということは、像高変化に伴う視野角の変化が急激になるので、電子内視鏡では、撮像面(ＣＣＤ)の僅かな位置ずれによって視野範囲が大きく変化してしまう。近年、電子内視鏡に用いられているＣＣＤの小型化開発に伴い、レンズも小型になってきており、視野範囲が大きく変化しないようにするためには組立時のＣＣＤの位置ずれを極力小さく抑えなければならず組立工程で時間がかかり高コストにつながる。
【０００３】
また、周辺光量の低下を回避するため、像面に入射する主光線が光軸に平行になる、いわゆるテレセントリック性を有するレンズ系が求められるが、その為には、発散方向に向かう軸外光線を光軸と平行方向に向かうように大きく曲げなければならず、それに伴って発生する歪曲収差を補正しながらレンズ枚数を低減し、レンズ系を小型化することは非常に困難である。
【０００４】
上記のような問題を解決するため従来、非球面を用いて歪曲収差を補正しながらテレセントリック性を両立することが考えられてきた。特許第２６２８６２７号は、前後群にそれぞれ非球面レンズを使用しており、レンズ加工コストが高い。また、特許第３０４４５７８号では、第３レンズ群の物体側に非球面を１面のみ使用した実施例５があるが、非球面の位置が絞りに近いため歪曲収差補正効果が十分とは言えない。またレンズ系の後方にフィルタ類やＣＣＤカバーガラスが配置する空間が無く電子内視鏡には向かない。特開平１０‐２８８７３６号は最も像側の面に非球面を１面のみ用いて歪曲収差を低減しているが、第３レンズ群のパワー配置が適切でなく、収差バランス（特に倍率色収差、非点収差）が良くない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら、周辺光量を確保した（像面強度比を良好とした）内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。また諸収差（非点収差（像面湾曲)、球面収差・倍率色収差等)を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１） １＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度、
である。
【０００７】
撮像素子は一般的に矩形であり、アレイレンズのパワーを有する方向は、該撮像素子の長辺方向である。
【０００８】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【０００９】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１０】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１１】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ ＜１．４
【００１２】
また、次の条件式（７）及び（８）を満足することが好ましい。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１３】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９） ０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００１４】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、別の態様によると、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、第３レンズ群の最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴としている。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１５】
撮像素子は一般的にその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備えている。このアレイレンズを備えた撮像素子では、条件式（１）を満足することが好ましい。
（１） １＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。
条件式（２）を満足することが好ましい。
【００１６】
また、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【００１７】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１８】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ ＜１．４
【００２０】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９） ０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００２１】
【発明の実施形態】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３及び図１５の各実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群１０、明るさ絞りＳ、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群２０、及び少なくとも正レンズと負レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群３０を有している。第３レンズ群３０の最も像側の面は非球面であり、他に非球面はない。このように非球面を絞りＳから離れた位置に設けると、収差（特に歪曲収差）補正効果が高い。第３レンズ群３０の像側には、固体撮像素子の撮像面の前方に位置するフィルタ類（平行平面板）４０が位置している。
【００２２】
第１レンズ群１０は、図１、図３、図１１、図１３及び図１５の実施例では負の単レンズ１枚からなり、図５、図７及び図９の実施例では、負の単レンズ１１と別のレンズ１２とからなっている。第２レンズ群２０はすべての実施例で単レンズからなり、第３レンズ群３０はすべての実施例で物体側から順に負正の２枚のレンズからなり、図５の実施例を除き、負正のレンズが貼り合わされている。
【００２３】
本実施形態の内視鏡対物レンズ系は、最終面（最も像側の面）を近軸球面に比較して光軸から離れるにつれて正のパワーの弱くなる非球面にしながら、第２、第３レンズ群の曲率あるいはパワーを適切に配置することで、良好な収差補正を行う光学系を提案する。
【００２４】
条件式（１）は、撮像素子（ＣＣＤ）に対して入射する光線の入射角度を良好な範囲に規定して光量ロスを小さくするための条件である。内視鏡ではライトガイドファイバーを用いて照明が行われている。ライトガイドの配光上、周辺部の光量を上げることは容易ではないことからＣＣＤに対する入射角度を規定してシェーディングによる光量ロスを低減する必要がある。
【００２５】
一方、近年、テレセントリックでない軸外の光線をできるだけ受光素子面に垂直に入射させるために受光面直前にアレイレンズを備えたＣＣＤが開発されている。このアレイレンズは、直交二方向のうち、一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しない。例えば、アスペクト比３対４の長方形のＣＣＤにおいては、長手方向にのみパワーを有していて、短辺方向にはパワーを有しない。このようなアレイレンズを有するＣＣＤに対する入射角で配慮を要するのは長手方向の端に相当する位置である。図１７は、撮像素子上での像高ｙＨ[mm]と、像高ｙＨでの主光線入射角度β[deg]との関係を描いた図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、撮像素子の平面形状の違いと、対応する最大像高ｙと指向性を有する方向（図面上横方向）における最大像高ｙＨを示している。アレイレンズは、直交二方向ａｂにおいて、ａ方向にのみパワーを有している。
【００２６】
条件式（１）の上限を越えてＣＣＤへの入射角が大きくなると、シェーディングによる光量ロスが大きくなる。条件式（１）の下限を越えて入射角が小さくなると、テレセントリック性は良好に保てるが、収差補正が容易でない。更にＣＣＤに対してレンズ最終面の有効径が増大し、内視鏡先端の小型化に不利である。これは小型化を重視してライトガイドファイバ本数を少なくして照明光が暗い、またはＣＣＤ受光感度が低いなどによりＦナンバーの小さい（明るい）レンズが求められると、より顕著になる。
【００２７】
条件式（２）と（３）は、第３レンズ群の最も像側の面に設ける非球面の近軸Ｒを適切な範囲に保つことで、諸収差を良好な状態にするための条件である。条件式（２）は焦点距離で正規化し、条件式（３）は最大像高で正規化している。条件式（２）、（３）の上限を超えて近軸Ｒがきつくなると、コマ収差、倍率色収差が大きくなり性能が劣化する。下限を越えて近軸Ｒが緩くなると非点収差が大きくなり、また非球面形状が変極点を持つようになり金型加工上好ましくない。
【００２８】
条件式（４）と（５）は、最も像側に配置された（非球面）レンズの屈折率とアッベ数を規定している。第３レンズ群の最も像側のレンズは、その物体側に配置されたレンズと合せて色収差補正を行っているが、屈折率が（４）式の下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。また、アッベ数が（５）式を越えて小さくなるとこのレンズによる色収差が増大して倍率色収差の補正が困難となる。
【００２９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、より好ましくは、条件式（４）の代わりに、下記条件式（４’）を満足するのがよい。
（４’）１．６５＜ｎ＜１．８
最も像側に配置された非球面レンズは一般にガラスモールド(ＧＭ)法による製造が行われる。（４’）式はＧＭに好適な範囲を規定するものである。（４’）式の上限を超えて屈折率の高い材料を用いると、転移点が高くなるため成形温度が高くなり成形が困難である。また、材料コストも高くなる。下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。
【００３０】
条件式（６）は、焦点距離と視野角１２０°の光線が結像する像高の関係を、視野角が１２０゜以上における歪曲収差の量を含めて規定している。
本発明の内視鏡対物レンズ系は、第３レンズ群の最も像側の面を非球面とすることで、歪曲収差をコントロールし焦点距離を変えている。一定の視野角で歪曲収差を抑える（つまり焦点距離を短くする）と、中心部の被写界深度が深くなるので幅広い観察範囲が求められる消化器系などには有利である。しかし、条件式（６）の上限を超えて焦点距離を短くすると画面中心に比較して周辺での像面強度比の低下が非常に大きくなる。また、中心倍率が低下することから注目したい観察箇所があっても小さくしか見えないので好ましくない。一方、条件式（６）の下限を越えて焦点距離を長くすると球面レンズのように歪曲収差が大きく、深度も浅くなるので加工コストが高い非球面にする意義がなくなってしまう。
【００３１】
条件式（７）と（８）は、第２レンズ群と第３レンズ群のパワー配置に関する。条件式（７）の下限を越えて第２レンズ群のパワーが強くなると球面収差が大きくなるだけでなく、加工や組付けによる僅かなずれによって視野角が大きく変化したり非点収差が大きく発生するので設計性能上だけでなく製造上も好ましくない。条件式（７）の上限を超えて第２レンズ群のパワーが弱くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となる。
また条件式（８）の下限を越えて第３レンズ群の正のパワーが強くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となり歪曲収差も大きくなる。条件式（８）の上限を超えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、ＣＣＤへの入射角が大きくなり周辺光量低下を引き起こす。
【００３２】
第１レンズ群は、負レンズ１枚から構成すると、小型化に向いている。一方、第１レンズ群は、物体側から順に、負単レンズと別のレンズ系との２枚構成とすることもできる。条件式（９）は、２枚構成としたときの別のレンズ系についての条件である。すなわち、別のレンズを平行平面板（ｆ／ｆ１２＝０）または弱い正のパワー（ｆ／ｆ１２＞０）を持つレンズで構成すると、ビネッティングを確保することができ、さらに倍率色収差を補正することができる。正のパワーを持たせると歪曲収差を若干小さくする効果があるので像高が比較的高く各収差の大きいレンズ系に有利である。条件式（９）の上限を越えて正のパワーが強くなるとコマ収差が増大して性能が劣化する。下限を越えると歪曲収差が大きくなる。
【００３３】
さらに、焦点距離ｆが１mm以下などの微小光学系になるほど、条件式（７）、（８）の代わりに、下記条件式を満たすと性能上より一層望ましい構成が得られる。
（７’）１．８＜ｆ２／ｆ＜２．７
（８’）１．８＜ｆ３／ｆ＜３．２
【００３４】
この別のレンズ（平行平面板（赤外カット・反射、色補正フィルタを含む）または弱い正のパワーのレンズ）は、第１レンズと絞りの間に挿入するのがよい。仮に、後群レンズ中（絞り−第２レンズ群間、第２レンズ群−第３レンズ群間）に入れると、該別のレンズはある程度の厚みを持つのでレンズ間隔を無理に広げることになるので好ましくない。
【００３５】
第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）は、凸面または平面とするのがよい。第１面を凸面とすると負の歪曲収差が低減して非球面での歪曲補正の負担が軽減して各収差を補正しやすくなるが、内視鏡先端部の洗浄性などを考えると平面が望ましく、本発明の内視鏡対物レンズ系であれば第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）が平面でも歪曲収差を始めとして十分な収差補正が可能である。
【００３６】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、
（１０）０．５＜ｄｋ／ｆ＜１．８
を満足することが望ましい。
但し、
ｄｋ：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像側の面から絞りまでの距離（間に別のレンズがあるときは空気換算長）、
である。
【００３７】
条件式（１０）は、周辺光量を確保する（周辺部の中心部に対する像面強度比の低下を防ぐ）ための条件である。非球面レンズを用いて歪曲収差を小さくすると、像面強度比が低下してしまう。そのため周辺光量を下げないためになるべくビネッティングを大きくすることが望ましい。条件式（１０）の下限を下回って絞りと第１レンズが近づくとビネッティングが減少して周辺光量が不足する。条件式（１０）の上限を超えると、絞りと第１レンズが離れることにより第１レンズの有効径が大きくなり、レンズ径の小型化に不利である。
【００３８】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、倍率色収差を良好に補正するために、次の条件式（１１）を満足することが好ましい。
（１１） １＜Ｒsp／ｆ＜３．２
但し、
Ｒasp：第３レンズ群中に正レンズが１枚含まれるときの該正レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【００３９】
条件式（１１）の下限を越えて物体側の面(球面)がきつくなると、倍率色収差が周辺部で過剰補正になりコマ収差も発生しやすく性能劣化する。さらにレンズコバ厚が小さくなり加工上も困難となる。上限を超えて貼り合せ面が緩くなると倍率色収差の補正不足となり解像力が低下する。
【００４０】
次に具体的な数値実施例について説明する。諸収差図において、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、Ｙは像高である。また、表中のfは全系の焦点距離、ωは半画角（°）、ｙＨは撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、ｙは最大像高、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎdはｄ線の屈折率、νdはアッベ数を示す。なお、全ての実施例のレンズデータは、フィルタ類４０を含んでいる。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００４１】
［実施例１］
図１は、実施例１のレンズ構成を示し、図２は図１のレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６３の位置に設けられている。本実施例１では第１レンズの第１面は凸面である。
【００４２】
【表１】
［実施例２］
図３は、実施例２のレンズ構成を示し、図４は図３のレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６６の位置に設けられている。本実施例２では第１レンズの第１面は平面である。
【００４４】
【表２】
［実施例３］
図５は、実施例３のレンズ構成を示し、図６は図５のレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図５では図示を省略している。本実施例３では第１レンズの第１面は平面である。
【００４６】
【表３】
［実施例４］
図７は、実施例４のレンズ構成を示し、図８は図７のレンズ構成での諸収差を示す。表４はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図７では図示を省略している。本実施例４では第１レンズの第１面は平面である。
【００４８】
（表４）
f=0.91
ω=67°
yH=0.83
y=1.0
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 ∞ 0.510 1.88300 40.8
2 0.854 0.201 ‐ ‐
3 ∞ 1.015 1.84666 23.8
4 ∞ 0.061 ‐ ‐
5 7.405 0.914 1.77250 49.6
6 -0.977 0.483 ‐ ‐
7 -3.406 0.305 1.84666 23.8
8 1.663 0.907 1.66910 55.4
9* -1.336 0.427 ‐ ‐
10 ∞ 1.000 1.51400 75.0
11 ∞ 0.500 1.53000 60.0
12 ∞ - ‐ ‐
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６
9 0.00 0.42634×10-1 0.55793×10 -1
【００４９】
［実施例５］
図９は、実施例５のレンズ構成を示し、図１０は図９のレンズ構成での諸収差を示す。表５はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．１３６の位置に設けられている。本実施例５では第１レンズの第１面は凸面である。
【００５０】
【表５】
［実施例６］
図１１は、実施例６のレンズ構成を示し、図１２は図１０のレンズ構成での諸収差を示す。表６はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．６３６の位置に設けられている。本実施例６では第１レンズの第１面は平面である。
【００５２】
【表６】
［実施例７］
図１３は、実施例７のレンズ構成を示し、図１４は図１３のレンズ構成での諸収差を示す。表７はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．３８４の位置に設けられている。本実施例７では第１レンズの第１面は平面である。
【００５４】
【表７】
［実施例８］
図１５は、実施例８のレンズ構成を示し、図１６は図１５のレンズ構成での諸収差を示す。表８はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．４４８の位置に設けられている。本実施例８では第１レンズの第１面は平面である。
【００５６】
【表８】
各条件式の各実施形態に対する値を表９に示す。
【表９】
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら周辺光量を確保し、さらに諸収差を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例５のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例６のレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例７のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の諸収差図である。
【図１５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例８のレンズ構成図である。
【図１６】図１５のレンズ構成の諸収差図である。
【図１７】本発明の内視鏡対物レンズ系の条件式（１）を説明するための図である。
【図１８】同じく最大像高とアレイレンズがパワーを有する方向の最大像高を説明するための図である。
Claims (15)
- 物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、
撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、
第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ系。
（１）１＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。 - 請求項１記載の内視鏡対物レンズ系において、撮像素子は矩形で、アレイレンズのパワーを有する方向は、該撮像素子の長辺方向である内視鏡対物レンズ系。
- 請求項１または２記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（２）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離。 - 請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（３）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高。 - 請求項１ないし４のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（４）及び（５）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数。 - 請求項１ないし５のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（６）０．９＜ｙ／ｆ＜１．４ - 請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（７）及び（８）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離。 - 請求項１ないし７のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、負の単レンズからなる内視鏡対物レンズ系。
- 請求項１ないし７のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、物体側から順に、負の単レンズと、少なくとも１枚の別のレンズ系を含み、次の条件式（９）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（９）０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離。 - 物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、
上記第１レンズ群は、物体側から順に、負の単レンズと、少なくとも１枚の別のレンズ系を含み、
第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、
次の条件式（７）ないし（９）を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ系。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
（９）０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｆ１２：第１レンズ群の上記別のレンズ系の焦点距離。 - 請求項１０記載の内視鏡対物レンズ系において、撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、次の条件式（１）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（１） １＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ[mm]：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β[deg]：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。 - 請求項１０または１１記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（２）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（２）−１．８＜Ｒasp／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒasp：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離。 - 請求項１０ないし１２のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（３）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（３）−１．５＜Ｒasp／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高。 - 請求項１０ないし１３のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（４）及び（５）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数。 - 請求項１０ないし１４のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（６）０．９＜ｙ／ｆ ＜１．４
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