JP4819969B2 - 対物光学系 - Google Patents

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Description

本発明は、対物光学系に関し、特に、合焦機能を有する近接観察可能な内視鏡対物レンズ、その他民生用の小型カメラ等の撮影レンズに関するものである。
従来より一般的な内視鏡用の対物レンズは、フォーカシング機能はないが、物体側におおよそ５〜１００ｍｍの広い範囲の観察深度を有している。このような対物レンズを搭載した内視鏡では、主にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて画像を提供している。近年、診断の精度を向上させるために、内視鏡画像の高画質化が求められており、ＣＣＤの高画素化が進んでいる。しかし、高画素のＣＣＤを使用した場合、回折による画質劣化を避けるために対物レンズのＦナンバーを小さくする必要が出てきたことと、画素数増の影響でＣＣＤが大きくなると対物レンズの焦点距離も大きくする必要があること等から、観察深度が狭くなってきている。そのため、従来並みの観察深度を確保するためには、フォーカシング機能を持った対物レンズの必要性が増してきている。
このような内視鏡用の対物レンズは、一般的な内視鏡対物レンズと同様の使い方を主目的としているため、フォーカシングした際の見えの変化が余りないことが望ましく、観察画角も変化しないことが求められる。
このように、画角変動が少なめで、フォーカシング機能を持った対物レンズとして、負正の２群、又は、負正正の３群で構成され第２群を動かすことでフォーカシングを行うものが特許文献１に開示されている。また、正正２群構成のものが特許文献２、３に開示されている。
その他、より近距離物点へのフォーカシングが可能である拡大内視鏡対物レンズとして、正負正３群で構成され、負の第２群が動いてフォーカシングを行うタイプのものが、特許文献４から６に開示されている。また、負正負の３群で構成され、正の第２群が動いてフォーカシングを行うタイプのものが、特許文献７に開示されている。
特公昭５５−１５００５号公報 特開２０００−３３００１５号公報 特開２００２−２８１２６号公報 特公昭６１−４４２８３号公報 特開平６−３１７７４４号公報 特開平１１−３１６３３９号公報 特開２０００−２６７００２号公報
上記従来技術の中、特許文献１又は２に記載の内視鏡用の対物レンズは、広角とは言い難く、観察時の視野が狭いため、病変部を発見するために生体内をスクリーニングしたり、病変部に処置を施す等の作業が困難となり、実用上問題が生じる。特許文献３に記載の対物レンズは、フォーカシング時の像面の変動が大きく性能面で物足りない。
また、特許文献４〜７に記載の光学系は、フォーカシングのできる物点範囲が広く、より近接して観察できるため、最近接観察時の倍率が大きく拡大観察を行うには好適であるが、フォーカシング時の画角変化が大きく、遠距離物点である通常観察時は広角であるものの、近接時には著しく狭角になるため、一般的な内視鏡対物レンズとしてスクーリニングをしたり、生検や病変部の処置用としては作業性に困難が生じる。
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、その目的は、物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能であり、その際に画角変化がほとんど生じない、高画素撮像素子に対応した高性能な対物光学系を提供することである。
上記課題を解決するための第１の発明は、少なくとも１つのレンズ群を動かすことで、物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系である。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
また、第２の発明は、少なくとも３つの群で構成され、その中の少なくとも１つのレンズ群が動くことで物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系である。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
また、第３の発明は、少なくとも３つの群で構成され、その中の少なくとも１つのレンズ群が動くことで物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系である。
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
遠距離物点である通常の内視鏡観察から近距離物点である近接観察まで、物点の変動に伴いピント合わせを行う際には、少なくとも１つの群を動かしてピント合わせをする必要がある。フォーカシングのためのレンズは、構成される複数の群の中どの群を動かしてもよく、また、その可動群は、１つの群でも複数の群でもよい。ただし、可動群が１群のみの場合には、機械的構造を簡略化できるというメリットがある。
全体又は撮像素子自体を動かす方法もあるが、可動させるレンズ群、又は、撮像素子の重量が大きくなり、駆動機構にかかる負担が大きくなり、また、機構自体も大型化する必要があり好ましくない。
また、生体内のスクリーニングの際に病変部を見落とすリスクを低減するために、出来るだけ広角であることが望ましく、最低でも全物点域で視野角は１２０°以上が必要である。そのため、視野範囲である半画角は、広角視野としては最低限下記条件式を満足することが望まい。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
さらに、フォーカシングの際には出来るだけ画角が変化しないことが望ましい。画角変化量が２０％を超えてくると、ピント合わせの際に視野角の変化が顕著になり、電子拡大を行っているような見え方になるため好ましくない。そのため、フォーカシングした際の観察画角の比は下記条件式を満足することが望まれる。
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
遠距離物点から近距離物点に被写体の位置を変え、フォーカシングした際、条件式（２）の下限の０．８を越えると、ぼけた像にピントが合うと同時に被写体が拡大したような見え方となり、また条件式（２）の上限の１．２を越えると、今度は被写体が縮小したような見え方となり好ましくない。画角変化が条件式（２）の範囲内であれば、観察範囲が大きく変わったという認識がしづらく、違和感のないフォーカシングができる。
さらに望ましくは、条件式（２）は下記のように限定するとよい。
０．９＜ωｎ／ωｆ＜１．１ ・・・（２）’
条件式（２）’の範囲では、画角変化量が１０％以下となるため、条件式（２）における効果がより一層大きくなる。
さらに、画角変化を少なくするために、下記条件式を満足することが望ましい。
０．８５＜ｆｎ／ｆｆ＜１．１５ ・・・（３）
ここで、ｆｎは近距離観察時の全系の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
この条件式（３）の範囲にあれば、フォーカシングの際の画角変化を条件式（２）の範囲内にとどめることが可能であり、また、条件式（３）の上限の１．１５、下限の０．８５の範囲を越えると、画角変化が大きくなるため好ましくない。さらに、条件式（３）の下限を越えると、遠距離観察時の焦点深度が浅くなるため、スクリーニング等の観察時等、使い勝手が悪くなり好ましくない。また、物点が近くなるとそれだけ観察深度は浅くなるが、条件式（３）の上限を越えると、近距離観察時の被写界深度が浅くなり過ぎるため好ましくない。
さらに望ましくは、条件式（３）は下記のように限定するとよい。
０．９＜ｆｎ／ｆｆ＜１．１ ・・・（３）’
この条件式（３）’の範囲内では、その効果がより一層大きくなる。
また、画角変化は焦点距離の変動だけでなく、ディストーションの変化によっても生ずる。そのため、下記条件式を満足することが望ましい。
０．８＜DTLn×ｆｆ／DTLf×ｆｎ＜１．２ ・・・（９）
ここで、DTLnは近距離観察時の最大像高におけるディストーション、DTLfは遠距離観察時の最大像高におけるディストーションである。
条件式（９）の下限の０．８を越えると、遠距離物点から近距離物点へフォーカシングの際に視野範囲が狭くなり、また、条件式（９）の上限の１．２を越えると、同じくフォーカシングの際に視野範囲が広くなるので、好ましくない。
本発明における対物光学系の群構成が２群以上であれば、フォーカシング機構は実現できるが、２群のみの構成だとフォーカシングの際の像面変動が大きくなる傾向がある。ピント合わせができる物点範囲が狭い場合には問題ないが、ある程度広い物点範囲でのピント合わせを行うことを考慮すると、群構成は３群以上あることが望ましい。
可動レンズは物体側から数えて第２群であることが望ましい。仮に第１群が可動群であると、第１群の前方、内視鏡スコープ先端と同面に固定のカバーガラスが必要になる。第１群が像側に動いた際に、このカバーガラスにおける光線高が高くなり径の大型化を招く。
また、可動群はフォーカシング時に画角の変動がないよう正群である必要がある。可動群が負群の場合、入射瞳位置の変動が大きく、それに伴う画角変化が大きくなるため好ましくない。
本発明における対物光学系が３群構成であれば、高画素の撮像素子に十分対応できる高性能な光学系を実現することができる。フォーカシング時の像面の変動が少ないように可動群である第２群が正レンズ群であれば、第１群、第３群は正負どちらのパワーであってもよい。
第２群のレンズは正レンズであればどのような形状でも構わないが、上記効果のため、より望ましくは物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであるとよい。特に第１群が負、第３群が正群の場合は、フォーカシングの際の像面変動を抑えるためには最適となり得る。
第１群が複数のレンズで構成されている場合、第１群は、少なくとも物体側から順に、負の第１レンズ、正の第２レンズを有していることが望ましい。特に第３群が正群のレンズ構成では、各群のパワーが全て正群のため、第１群に強い負のレンズを持つこと必要となる。このため、条件式（１１）のように第１レンズの負のパワーは、第２レンズの正のパワーよりも強いことが望ましい。
｜ｆl1／ｆl2｜＜０．８ ・・・（１１）
ただし、ｆl1は第１レンズの焦点距離、ｆl2は第２レンズの焦点距離である。
条件式（１１）の範囲を越えて｜ｆl1／ｆl2｜が０．８以上になると、第１群内での負のパワーが相対的に弱くなるため、広角を確保することが困難となる。
第１群が負群の場合、下記条件式を満足することが望ましい。
−０．６＜ｆ1 ／ｆ2 ＜−０．１ ・・・（６）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ2 は第２群の焦点距離である。
条件式（６）の下限の−０．６を越えると、第１レンズでの光線高が高くなりレンズ径の大型化を招く。また、条件式（６）の上限の−０．１を越えると、第２群のパワーが相対的に弱まり、像面湾曲の発生が大きくなると共に、コマ収差の発生も大きくなり周辺部での画質劣化を招く。
さらに、第１群の焦点距離は、下記条件式を満足するとよい。
−１．２＜ｆ1 ／ｆｆ＜−０．６ ・・・（８）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
条件式（８）の下限の−１．２を越えると、第１群のパワーが弱くなり、第１面で発生するディストーションの量が小さくなり、結果として画角が小さくなるため、条件式（１）を満たすのが困難となる。また、条件式（８）の上限の−０．６を越えると、画角に対する第１群の誤差感度が高くなる。本発明のように広角の光学系では、製造過程におけるケラレの原因となりうるため、好ましくない。
第１群のレンズ構成は、最も物体側にフォーカシング時に固定である像側に凹面を向けた負の第１レンズを配している。この第１レンズは、平凹レンズでも凹メニスカスレンズでもよい。内視鏡における先端のレンズとなるが、平凹レンズであれば、レンズ面に出っ張りがないため、キズ等につき難いというメリットがある。また、凹メニスカスレンズであれば、広角化に好適で、特にωｆが７０°を超えるような広視野の対物レンズを実現しやすくなる。
第３群が正群の場合、バックフォーカスを確保しつつも、全長を小型化することが可能である。また、第２群との関係で性能は確保するため、下記条件式を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ2 ／ｆ3 ＜６ ・・・（４）
ここで、ｆ2 は第２群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
条件式（４）の下限の０．３を越えると、第２群のパワーが強くなり過ぎ、像面がアンダーに倒れてしまう。また、フォーカシングによる像面変動も大きくなるため好ましくない。条件式（４）の上限の６を越えると、第２群のパワーが弱くなりフォーカシングの際の像面ピント移動の感度が低くなるため、必要以上にレンズを動かさなければならなくなる。駆動機構等の機械部材に対する負担を軽減するためレンズ移動量はできるだけ小さくしたいため、好ましくない。
さらに、条件式（４）は下記のように限定するとよい。
０．６＜ｆ2 ／ｆ3 ＜４ ・・・（４）’
条件式（４）’の下限の０．６を越えなければ、像面湾曲の補正がさらにしやすくなり、条件式（４）’の上限の４を越えなければ、アクチュエーター等駆動系が適正に作動するための最適なレンズ移動量となる。
第３群のレンズ構成は、物体側から順に、両凸レンズ、正レンズと負レンズを貼り合わせた正レンズの構成とするとよい。この第３群で光線高が大きくならないよう両凸レンズが配置されていることが望ましく、また、軸上色収差、倍率色収差をバランス良く補正するために接合レンズを配している。
しかしながら、この構成でなければならないということはなく、例えば、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚接合とした配置も考えられる。この場合、光線高に関しては第２群で十分に小さくされており、第３群にて色収差補正のみに重点を置いたレンズ構成となる。
第３群が負群の場合、下記条件式を満足することが望ましい。
−０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０ ・・・（５）
ただし、ｆ2 は第２群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
第３群のパワーが弱くなると、バックフォーカスが短くなる。ピント調整は最終レンズと撮像素子との間で行うが、条件式（５）の下限の−０．２５を越えると、第３群のパワーが弱くなり過ぎ、その間隔を確保することが難しくなる。また、条件式（５）の上限の０を越えると、倍率の色収差補正が困難となり、画面周辺部での解像力低下の原因となる。
レンズタイプによっては、下記条件式を満足することが望ましい。
−２．４＜ｆ3 ／ｆ1 ＜−１．５ ・・・（７）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
条件式（７）は、像面湾曲を小さくし、フォーカシングの際の像面の変動を最小限にとどめるためのものである。条件式（７）の下限の−２．４を越えると、第３群に対して相対的に第１群のパワーが小さくなるため、像面がオーバー気味となってしまう。また、条件式（７）の上限の−１．５を越えると、第１群のパワーが大きくなり像面がアンダーに倒れてしまい好ましくない。このため、条件式（７）の範囲を越えると、中心はピントが合っていても周辺部になるとピントが合わない画像となってしまい画質劣化を招く。
可動群である第２群の移動量は、下記条件式を満足することが望ましい。
０．０７＜Δｄ／ｆｆ＜０．３８ ・・・（１０）
ここで、Δｄは遠距離物点から近距離物点まで合焦した際の可動群のレンズ移動量、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
条件式（１０）の下限の０．０７を越えると、移動量が小さくなり過ぎ、一定の物点距離の変化に対する移動量が少なく、レンズ停止精度の誤差による像面位置の感度が高くなってしまう。特に焦点深度の浅い近距離物点においては、ピントがずれやすくなる。また、条件式（１０）の上限の０．３８を越えると、移動量が大きくなるため、レンズ系全体の全長も大きくなり小型化には向かなくなってしまう。
本発明における対物光学系では、第２群の前後に明るさ絞りを配している。この配置であれば、可動群と一体に移動する場合でも、第１群や第３群と共に固定であっても、瞳位置の変動が大きくない光学系となっている。そのため、フォーカシングの際の画角変化が少なく、また、Ｆナンバーの変動も少ない。
しかしながら、この明るさ絞りは、第３群の前方に位置しフォーカシングの際に固定であるとその効果が大きい。フォーカシングの際に固定であれば、射出瞳位置が不変となり、撮像素子に入射する光線角度は一定に保たれる。そのため、フォーカシングに際してもシェーディングの影響を受けない光学系となる。
また、明るさ絞りが上記の位置に配置されることで、Ｆナンバーの変動をより少なくすることができ、どの物点においてもある程度深い被写界深度を保つことが可能となる。
本発明によれば、物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能であり、その際に画角変化がほとんど生じない。また、各物点距離において十分な被写界深度を有する、高画素撮像素子に対応した高性能な対物光学系を提供し得る。
本発明の実施例１の内視鏡対物光学系の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）の断面図である。 本発明の実施例２の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例３の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例４の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例５の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例６の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例７の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 本発明の実施例８の内視鏡対物光学系の図１と同様の断面図である。 実施例１の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例２の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例３の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例４の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例５の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例６の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例７の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。 実施例８の通常観察状態（ａ）と近接観察状態（ｂ）での収差曲線図である。
次に、本発明の内視鏡対物光学系の実施の形態を下記実施例に基づいて説明する。

実施例１
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図１に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表１に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表２に示す。後記する数値データにおいては、物体側から数えた光学面の面番号を“Ｎｏ”で示してあり、曲率半径は“ｒ”で、面間隔又は空気間隔は“ｄ”で、ｅ線の屈折率は“ｎe ”で、アッベ数は“ｖd ”でそれぞれ示してある。曲率半径及び面間隔はｍｍ単位である。また、図１では、面番号“Ｎｏ”が１、２、３、・・・・の光学面はｒ1 、ｒ2 、ｒ3 、・・・・で、面番号Ｎｏ１と２、２と３、３と４、・・・・の間の面間隔又は空気間隔はｄ1 、ｄ2 、ｄ3 、・・・・で示してある。以下、同じ。
図１では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側より順に、平凹負レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合せた負の接合レンズにより構成さている。第２群Ｇ２は、平凸正レンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第１群Ｇ１の後方に固定されている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合せた正の接合レンズにより構成されている。第３群Ｇ３の後方には、平行平面板Ｆ１が配置されている。平行平面板Ｆ１は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）〜（８）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなく、コンパクトな撮像光学系を構成することができる。図９（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。ＦｎｏはＦナンバー、ＩＨは最大像高（ｍｍ）である。非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面である。歪曲収差を除いて横軸は収差量（ｍｍ）である。ただし、“E-003 ”は“×１０-3”を意味する。また。歪曲収差の横軸は収差量（％）である。また、収差曲線の波長（凡例）の単位はｎｍである。以下、同じ。

実施例２
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図２に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表３に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表４に示す。
図２では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側より順に、平凹負レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、両凸正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズにより構成さている。第２群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第１群Ｇ１の後方に固定されている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合せた正の３枚接合レンズにより構成されている。第３群Ｇ３の後方には、平行平面板Ｆ１が配置されている。平行平面板Ｆ１は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）〜（８）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなく、コンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１０（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例３
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図３に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表５に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表６に示す。
図３では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、負の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側より順に、平凹負レンズ、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合せた正の接合レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズにより構成さている。第２群Ｇ２は、両凸正レンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第１群Ｇ１後方に固定されている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、両凹負レンズと両凸正レンズとを貼り合せた正の接合レンズ、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズにより構成されている。第１群Ｇ１の平凹負レンズの後方と、第３群Ｇ３の後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２はそれぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（４）、（６）〜（８）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にすることで、画質劣化がなく、コンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１１（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例４
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図４に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表７に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表８に示す。
図４では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、負の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側より順に、平凹負レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとを貼り合せた正の接合レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズにより構成さている。第２群Ｇ２は、両凸正レンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズと両凹負レンズとを貼り合せた正の接合レンズにより構成されている。第２群Ｇ２と第３群Ｇ２の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第２群Ｇ２と一体となって移動する。第１群Ｇ１の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの後方と、第３群Ｇ３の後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２はそれぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（４）、（７）、（８）、（１０）、（１１）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１２（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例５
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図５に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表９に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表１０に示す。
図５では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側より順に、平凹負レンズ、両凸正レンズ、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを貼り合せた負の接合レンズにより構成さている。第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸正レンズと両凹負レンズとを貼り合わせた正の接合レンズにより構成されている。第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第２群Ｇ２と一体となって移動する。第１群Ｇ１の平凹負レンズの後方と、第３群Ｇ３の後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２はそれぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１３（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例６
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図６に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表１１に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表１２に示す。
図６では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚にて構成されている。第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、両凸正レンズ、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズを貼り合わせた正の接合レンズにより構成されている。第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第３群Ｇ３の前方に固定されている。第１群Ｇ１、第３群Ｇ３後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２は、それぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）、（１１）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１４（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例７
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図７に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表１３に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表１４に示す。
図７では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、平凹負レンズ１枚にて構成されている。第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、両凸正レンズ、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズを貼り合わせた正の接合レンズにより構成されている。第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第３群Ｇ３の前方に固定されている。第１群Ｇ１、第３群Ｇ３後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２は、それぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）、（１１）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１５（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。

実施例８
本実施例の内視鏡対物光学系の構成を示す光軸を通る断面図を図８に示す。また、この実施例のレンズデータを後記する表１５に示す。その通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における変動パラメータの値を表１６に示す。
図８では、通常観察状態（ａ）、近接観察状態（ｂ）の２状態における構成が示されている。本実施例の内視鏡対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２、正の屈折力の第３群Ｇ３で構成されている。第１群Ｇ１は、平凹負レンズ１枚にて構成されている。第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚にて構成され、光軸上を移動することにより合焦作用を持たせている。第３群Ｇ３は、物体側より順に、両凸正レンズ、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズを貼り合わせた正の接合レンズにより構成されている。第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に明るさ絞りＳが配置されており、合焦時には第３群Ｇ３の前方に固定されている。第１群Ｇ１、第３群Ｇ３後方には、平行平面板Ｆ１及びＦ２が配置されている。平行平面板Ｆ１及びＦ２は、それぞれ特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルターである。内視鏡対物光学系の像面Ｉ近傍には撮像素子が配置され、以上の内視鏡対物光学系と合わせて撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＧが貼り付けられている。
本実施例は、実施例７と第３群Ｇ３が共通のレンズ構成となっており、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の２枚のレンズを入れ換えることで焦点距離を変更し、視野角を広角としている。
さらに、撮像素子には、上述した高画素化された撮像素子を採用したので、各物点において高精細な画像を得ることができる。
本実施例の撮像光学系は、上記のように構成されると共に、条件式（１）から（１１）の中（５）、（１１）を除いた他は満たしている。また、第１群Ｇ１から第３群Ｇ３までの各群の焦点距離を適切な値にしたことにより、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。図１６（ａ）、（ｂ）に、夫々、通常観察状態、近接観察状態での収差曲線図を示す。
以下の表１〜表１６に、上記実施例１〜８の数値データとパラメータを示す。記号は、上記の他、焦点距離はＦＤ（ｍｍ）、物点距離はＯＤ（ｍｍ）、ＦナンバーはＦＮｏ、最大像高はＩＨ（ｍｍ），通常観察状態はＦＰ、最近接観察状態はＮＰで示す。

表１（実施例１）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.32 1.88814 40.78
2 1.115 1.59
3 -26.666 1.21 1.77621 49.60
4 -2.065 0.02
5 1.662 0.28 1.77621 49.60
6 1.830 0.36 1.93429 18.90
7 1.239 0.18
8（絞り） ∞ D8
9 ∞ 1.06 1.48915 70.23
10 -1.735 D10
11 -1.970 0.36 1.58482 40.75
12 -2.281 0.07
13 4.155 1.10 1.48915 70.23
14 -2.021 0.32 1.93429 18.90
15 -4.362 0.23
16 ∞ 0.30 1.52498 59.89
17 ∞ 0.51
18 ∞ 0.75 1.51825 64.14
19 ∞ 0.49 1.50801 60.00
20（像面） ∞ 。

表２（実施例１）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.28 1.31
ＦＮｏ 6.09 6.28
ＯＤ 12.0 4.5
D8 1.42 1.17
D10 0.23 0.48
ＩＨ：1.32mm 。

表３（実施例２）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.32 1.88814 40.78
2 1.035 1.09
3 -2.902 1.37 1.77621 49.60
4 -2.667 0.03
5 3.461 0.90 1.74435 52.64
6 -4.010 0.09
7 1.690 0.31 1.85504 23.78
8 1.137 0.08
9（絞り） ∞ D9
10 -3.617 0.32 1.48915 70.23
11 -1.815 D11
12 4.730 0.32 1.93429 18.90
13 2.400 1.63 1.48915 70.23
14 -1.919 0.34 1.70442 30.13
15 -2.988 0.15
16 ∞ 0.30 1.52498 59.89
17 ∞ 0.51
18 ∞ 0.75 1.51825 64.14
19 ∞ 0.50 1.50801 60.00
20（像面） ∞ 。

表４（実施例２）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.29 1.30
ＦＮｏ 6.50 6.68
ＯＤ 12.5 4.5
D9 0.70 0.31
D11 0.35 0.74
ＩＨ：1.32mm 。

表５（実施例３）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.32 1.88814 40.78
2 0.995 0.51
3 ∞ 0.30 1.51825 64.14
4 ∞ 0.96
5 9.465 0.52 1.77621 49.60
6 -0.900 0.66 1.85504 23.78
7 -1.411 0.08
8 -1.362 0.32 1.74435 52.64
9 -2.248 0.02
10 0.917 0.28 1.85504 23.78
11 0.715 0.35
12（絞り） ∞ D12
13 4.535 0.77 1.48915 70.23
14 -1.590 D14
15 -22.772 0.32 1.93429 18.90
16 2.302 1.45 1.48915 70.23
17 -2.273 0.19
18 -1.834 0.24 1.70442 30.13
19 -2.414 0.15
20 ∞ 0.30 1.52498 59.89
21 ∞ 0.51
22 ∞ 0.75 1.51825 64.14
23 ∞ 0.50 1.50801 60.00
24（像面） ∞ 。

表６（実施例３）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.30 1.28
ＦＮｏ 7.65 7.79
ＯＤ 15.0 5.0
D12 0.86 0.76
D14 0.34 0.44
ＩＨ：1.32mm 。

表７（実施例４）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.45 1.88814 40.78
2 2.000 0.86
3 2.799 0.27 1.77621 49.60
4 0.995 0.28
5 ∞ 0.30 1.52498 59.89
6 ∞ 0.02
7 5.869 0.34 1.73234 54.68
8 -5.869 0.21 1.85504 23.78
9 -7.222 0.14
10 3.341 1.22 1.85504 23.78
11 1.425 D11
12 3.024 0.70 1.77621 49.60
13 -1.505 0.20
14（絞り） ∞ D14
15 32.030 0.20 1.77621 49.60
16 2.664 0.29
17 2.161 0.96 1.73234 54.68
18 -2.794 0.28 1.85504 23.78
19 9.518 0.20
20 ∞ 0.40 1.51564 75.00
21 ∞ 0.28
22 ∞ 0.80 1.51825 64.14
23 ∞ 0.55 1.61379 50.20
24（像面） ∞ 。

表８（実施例４）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.46 1.37
ＦＮｏ 7.76 7.74
ＯＤ 15.0 5.2
D11 0.20 0.24
D14 1.52 1.48
ＩＨ：1.32mm 。

表９（実施例５）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.42 1.88814 40.78
2 1.475 0.65
3 ∞ 0.30 1.52498 59.89
4 ∞ 0.05
5 3.850 0.64 1.73234 54.68
6 -3.700 0.25
7 -3.067 0.34 1.77621 49.60
8 4.121 0.33 1.85504 23.78
9 5.780 D9
10 1.998 0.55 1.77621 49.60
11 7.369 0.77
12（絞り） ∞ D12
13 5.267 1.03 1.77621 49.60
14 95.318 0.69
15 2.536 1.41 1.73234 54.68
16 -2.309 0.28 1.85504 23.78
17 190.963 0.30
18 ∞ 0.40 1.51564 75.00
19 ∞ 0.50
20 ∞ 0.75 1.51825 64.14
21 ∞ 0.55 1.61379 50.20
22（像面） ∞ 。

表１０（実施例５）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.62 1.52
ＦＮｏ 6.56 6.62
ＯＤ 12.0 5.4
D9 0.18 0.35
D12 0.32 0.15
ＩＨ：1.32mm 。

表１１（実施例６）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 17.836 0.45 1.88814 40.78
2 1.061 0.71
3 ∞ 0.30 1.51564 75.00
4 ∞ D4
5 1.423 0.46 1.59911 39.24
6 1.676 D6
7（絞り） ∞ 0.24
8 7.800 0.94 1.77621 49.60
9 -3.339 1.18
10 3.041 1.51 1.48915 70.23
11 -2.041 0.39 1.93430 18.90
12 -5.339 0.58
13 ∞ 0.40 1.52498 59.89
14 ∞ 1.42
15 ∞ 0.80 1.51825 64.14
16 ∞ 0.65 1.50801 60.00
17（像面） ∞ 。

表１２（実施例６）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.68 1.64
ＦＮｏ 7.78 7.81
ＯＤ 11.0 4.8
D4 0.28 0.67
D6 0.91 0.52
ＩＨ：1.754mm 。

表１３（実施例７）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.42 1.88814 40.78
2 1.064 0.50
3 ∞ 0.30 1.52498 59.89
4 ∞ D4
5 1.142 0.52 1.88814 40.78
6 1.225 D6
7（絞り） ∞ 0.15
8 2.787 0.80 1.48915 70.23
9 -2.787 0.90
10 4.922 1.80 1.77621 49.60
11 -1.703 0.32 1.93430 18.90
12 -4.834 0.36
13 ∞ 0.40 1.51564 75.00
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.90 1.51825 64.14
16 ∞ 0.70 1.61379 50.20
17（像面） ∞ 。

表１４（実施例７）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.38 1.34
ＦＮｏ 8.07 8.05
ＯＤ 11.0 5.0
D4 0.66 0.90
D6 0.48 0.24
ＩＨ：1.284mm 。

表１５（実施例８）
Ｎｏ ｒ ｄ ｎe ｖd
1 ∞ 0.42 1.88814 40.78
2 1.009 0.56
3 ∞ 0.30 1.52498 59.89
4 ∞ D4
5 1.173 0.52 1.88814 40.78
6 1.305 D6
7（絞り） ∞ 0.15
8 2.787 0.80 1.48915 70.23
9 -2.787 0.90
10 4.922 1.80 1.77621 49.60
11 -1.703 0.32 1.93430 18.90
12 -4.834 0.36
13 ∞ 0.40 1.51564 75.00
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.90 1.51825 64.14
16 ∞ 0.70 1.61379 50.20
17（像面） ∞ 。

表１６（実施例８）
パラメータ ＦＰ ＮＰ
ＦＤ 1.32 1.25
ＦＮｏ 8.08 7.87
ＯＤ 13.5 5.0
D4 0.43 0.90
D6 0.71 0.24
ＩＨ：1.284mm 。
また、表１７に、各実施例の構成における条件式（１）から（１１）の数値を示す。
表１７
条件式 実施例
1 2 3 4 5 6 7 8
( 1)-1 67.8 68.1 72.9 62.6 64.4 80.4 67.3 80.8
( 1)-2 64.7 65.8 69.3 65.8 65.9 77.0 65.9 74.6
( 2) 0.95 0.97 0.95 1.05 1.02 0.96 0.98 0.92
( 3) 1.02 1.01 0.99 0.94 0.94 0.97 0.97 0.94
( 4) 0.36 0.84 -0.16 -0.05 1.18 3.66 2.08 2.00
( 5) 0.36 0.84 -0.16 -0.05 1.18 3.66 2.08 2.00
( 6) 5.80 0.66 5.21 -0.47 -0.47 -0.14 -0.25 -0.25
( 7) 0.48 1.80 -1.18 40.02 -1.81 -1.99 -1.93 -2.02
( 8) 16.02 3.08 10.08 -0.45 -0.98 -0.76 -0.87 -0.86
( 9) 0.84 0.88 0.88 1.11 1.05 0.93 0.94 0.88
(10) 0.19 0.30 0.08 0.03 0.10 0.23 0.17 0.35
(11) 0.44 0.10 0.66 ---- 0.62 ---- ---- ----
。
本発明の対物光学系は、例えば次のように構成することができる。
〔１〕 少なくとも１つのレンズ群を動かすことで、物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
〔２〕 少なくとも３つの群で構成され、その中の少なくとも１つのレンズ群が動くことで物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
〔３〕 少なくとも３つの群で構成され、その中の少なくとも１つのレンズ群が動くことで物点距離の変化に対してフォーカシングが可能であり、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
〔４〕 可動群が正の第２群であることを特徴とする上記１〜３の何れか１項記載の対物光学系。
〔５〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜４の何れか１項記載の対物光学系。
０．８５＜ｆｎ／ｆｆ＜１．１５ ・・・（３）
ここで、ｆｎは近距離観察時の全系の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
〔６〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、正の第３群で構成されていることを特徴とする上記１〜５の何れか１項記載の対物光学系。
〔７〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成されていることを特徴とする上記１〜５の何れか１項記載の対物光学系。
〔８〕 物体側から順に、負の第１群、正の第２群、正の第３群で構成されていることを特徴とする上記１〜５の何れか１項記載の対物光学系。
〔９〕 物体側から順に、負の第１群、正の第２群、負の第３群で構成されていることを特徴とする上記１〜５の何れか１項記載の対物光学系。
〔１０〕 物体側から順に、負の第１群、正の第２群、正の第３群で構成され、遠距離物点から近距離物点物点距離の変化に伴い、第２群を物体側から像側に移動することにより合焦を行い、下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
０．８５＜ｆｎ／ｆｆ＜１．１５ ・・・（３）
ここで、ｆｎは近距離観察時の全系の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
〔１１〕 第３群が正群であり、下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜６、８、１０の何れか１項記載の対物光学系。
０．３＜ｆ2 ／ｆ3 ＜６ ・・・（４）
ここで、ｆ2 は第２群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
〔１２〕 下記条件式を満足するとことを特徴とする上記１１記載の対物光学系。
０．６＜ｆ2 ／ｆ3 ＜４ ・・・（４）’
〔１３〕 第３群が負群であり、下記条件式を満足することを特徴とする上記1 〜５、7 、9 の何れか１項記載の対物光学系。
−０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０ ・・・（５）
ここで、ｆ2 は第２群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
〔１４〕 第１群が負群であり、下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜５、8 〜１３の何れか１項記載の対物光学系。
−０．６＜ｆ1 ／ｆ2 ＜−０．１ ・・・（６）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ2 は第２群の焦点距離である。
〔１５〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜５、７、８、１０〜１４の何れか１項記載の対物光学系。
−２．４＜ｆ3 ／ｆ1 ＜−１．５ ・・・（７）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
〔１６〕 第１群は、像側の面が凹面である負レンズ１枚で構成されていることを特徴とする上記１〜５、８〜１５の何れか１項記載の対物光学系。
〔１７〕 第１群の負レンズは、物体側が平面であることを特徴とする上記１６記載の対物光学系
〔１８〕 第２群は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成されていることを特徴とする上記１〜１７の何れか１項記載の対物光学系。
〔１９〕 第３群は、物体側から順に、両凸レンズ、正レンズと負レンズを貼り合わせた正レンズとで構成されていることを特徴とする上記１〜６、８、１０〜１２、１４〜１８の何れか１項記載の対物光学系。
〔２０〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜５、８〜１９の何れか１項記載の対物光学系。
−１．２＜ｆ1 ／ｆｆ＜−０．６ ・・・（８）
ここで、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
〔２１〕 下記条件を満足することを特徴とする上記１〜２０の何れか１項記載の対物光学系。
０．９＜ｆｎ／ｆｆ＜１．１ ・・・（３）’
ここで、ｆｎは近距離観察時の全系の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
〔２２〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜２１の何れか１項記載の対物光学系。
０．８＜DTLn×ｆｆ／DTLf×ｆｎ＜１．２ ・・・（９）
ここで、DTLnは近距離観察時の最大像高におけるディストーション、DTLfは遠距離観察時の最大像高におけるディストーションである。
〔２３〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記３〜２２の何れか１項記載の対物光学系。
ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角（°）である。
〔２４〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記２、４〜２３の何れか１項記載の対物光学系。
０．８＜ωｎ／ωｆ＜１．２ ・・・（２）
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角である。
〔２５〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜２４の何れか１項記載の対物光学系。
０．９＜ωｎ／ωｆ＜１．１ ・・・（２）’
ここで、ωｆは遠距離物点観察時の最大半画角（°）、ωｎは近接観察時の最大半画角である。
〔２６〕 下記条件式を満足することを特徴とする上記１〜２５の何れか１項記載の対物光学系。
０．０７＜Δｄ／ｆｆ＜０．３８ ・・・（１０）
ここで、Δｄは遠距離物点から近距離物点まで合焦した際の可動群のレンズ移動量、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
〔２７〕 絞りは第３群の前方に位置し、フォーカシングの際に固定であることを特徴とする上記１〜２６の何れか１項記載の対物光学系。
〔２８〕 上記１〜２７の何れか１項記載の対物光学系が内視鏡に用いられることを特徴とする対物光学系。
本発明により、物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能であり、その際に画角変化がほとんど生じない、高画素撮像素子に対応した高性能な対物レンズを提供することができる。
Ｇ１…第１群
Ｇ２…第２群
Ｇ３…第３群
Ｓ…明るさ絞り
Ｆ１、Ｆ２…平行平面板
Ｇ…カバーガラス
Ｉ…像面

Claims (1)

  1. 物体側から順に、負の第１群、正の第２群、明るさ絞り、正の第３群で構成され、
    前記第２群のみが動くことで物点距離の変化に対してフォーカシングを行い、
    下記条件式を満足することを特徴とする対物光学系。
    ωｆ＞６０ ・・・（１）−１
    ωｎ＞６０ ・・・（１）−２
    −１．２＜ｆ1 ／ｆｆ＜−０．６ ・・・（８）
    ここで、ωｆは遠距離観察時の最大半画角（°）、ωｎは近距離観察時の最大半画角（°）、ｆ1 は前記第１群の焦点距離、ｆｆは遠距離観察時の全系の焦点距離である。
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