JP5948530B2

JP5948530B2 - 対物光学系

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Publication number: JP5948530B2
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Authority: JP
Inventors: 高頭　英泰; 英泰高頭
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Description

本発明は、対物光学系に関するもので、フォーカシング機能を有する光学系に関し、特に、近接観察が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。

一般的な内視鏡対物レンズは、物体側におおよそ５〜１００ｍｍの広い範囲の被写界深度を有している。このような内視鏡対物レンズを搭載した内視鏡では、主にＣＣＤなど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いる。この要求を満たすため、内視鏡では、ＣＣＤの画素数を増やすこと、すなわちＣＣＤの高画素化が進んでいる。しかしながら、高画素のＣＣＤを使用した内視鏡では、従来の内視鏡に比べて被写界深度が狭くなる。これは、光の回折による画質劣化を避けるために内視鏡対物レンズのＦｎｏ（Ｆナンバー）を小さくする必要が出てきたことと、高画素化の影響でＣＣＤが大きくなると内視鏡対物レンズの焦点距離も長くする必要があることが、主な理由である。

ここで、従来の内視鏡と同程度の被写界深度を確保するためには、内視鏡対物レンズにフォーカシング機能を持たせれば良い。このようなことから、フォーカシング機能を有する内視鏡対物レンズの必要性が増してきている。

フォーカシング機能を有する内視鏡対物レンズには、従来の内視鏡対物レンズと同様の使い方ができることが求められる。このため、フォーカシング機能を有する内視鏡対物レンズには、フォーカシングした際、観察画角が変化しないことが求められる。

画角変動が少なく、フォーカシング機能を有する対物レンズとして、特許文献１〜特許文献４に開示された対物レンズ（対物光学系）がある。特許文献１の対物レンズは負・正の２群で構成され、特許文献４の対物レンズ負・正・正の３群で構成されている。いずれの対物レンズも、第２群を動かすことでフォーカシングを行う構成になっている。また、特許文献２と特許文献３には、正・正の２群で構成された対物レンズが開示されている。

そのほか、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、特許文献５〜特許文献７に開示された対物レンズがある。これらの拡大内視鏡対物レンズは、正・負・正の３群で構成され、負の第２群が移動することでフォーカシングを行なう構成になっている。また、特許文献８には、負・正・負の３群で構成され、正の第２群が移動してフォーカシングを行なう光学系が開示されている。

特公昭５５−０１５００５号公報特開２０００−３３００１５号公報特開２００２−２８１２６号公報特許第４８１９９６９号公報特公昭６１−０４４２８３号公報特開平０６−３１７７４４号公報特開平１１−３１６３３９号公報特開２０００−２６７００２号公報

特許文献１または特許文献２に記載された対物レンズは、広角とは言い難く、観察時の視野が狭い。このため、病変部を発見するための生体内でのスクリーニングや、病変部に処置を施す等の作業が困難である。

また、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、光学性能が十分ではない。特許文献４に記載の対物レンズは、フォーカシングに最適な光学系の一例である。しかしながら、この対物レンズのＦｎｏは６〜８程度と比較的大きい。このため、より高画素化した撮像素子に対応できない欠点がある。

また、特許文献５〜特許文献８に記載の対物レンズは、フォーカシングのできる物点範囲が広く、物体により近接して観察ができるため、最近接観察時の倍率が大きい。よって、これらの対物レンズは、拡大観察を行うには好適である。しかしながら、これらの対物レンズは、フォーカシング時の画角変化が大きい。

また、これらの対物レンズは、通常観察時は広角であるものの、近接観察時には著しく狭角になる。このため、一般的な内視鏡対物レンズとしてのスクリーニングや、生検や病変部の処置を施す際の作業性に困難が生じてしまう。なお、通常観察時とは遠距離物点を観察するときのことで、近接観察時とは近距離物点を観察するときのことである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フォーカシングの際に画角変化が少なく、また、各物点距離において十分な被写界深度を有し、高画素撮像素子に対応した高性能で明るい対物光学系を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、第２群を移動することでフォーカシングを行い、第１群と第３群はフォーカシング時に固定であり、第１群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズまたは接合レンズと、正レンズで構成され、第３群は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズを有しており、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする対物光学系である。
−２０＜ｆ ₂ ／ｆ＜−５（３）
ここで、
ｆ ₂ は第２群の焦点距離、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

また、本発明の一態様は、物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、第２群は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、光軸上を移動することでフォーカシングを行い、第１群と第３群はフォーカシング時に固定であり、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする対物光学系である。
０．１２＜ｄ_2g／ｆ＜１．０２（１）
１．８＜ｆ ₁ ／ｆ＜４．２（２）
−２０＜ｆ ₂ ／ｆ＜−５（３）
ここで、
ｄ_2gは第２群の移動量、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ ₁ は第１群の焦点距離、
ｆ ₂ は第２群の焦点距離、
である。

本発明の一実施形態に係る対物光学系は、フォーカシングの際に画角変化が少なく、また、各物点距離において十分な被写界深度を有し、高画素撮像素子に対応した高性能な明るい対物光学系を提供できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る対物光学系の断面構成を示す図である。本発明の実施例１に係る対物光学系の断面構成を示す図であり、（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は近接観察状態における断面図である。実施例１の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）及び倍率色収差（ＣＣ）をそれぞれ示す収差図である。本発明の実施例２に係る対物光学系の断面構成を示す図であり、（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は近接観察状態における断面図である。実施例２の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）及び倍率色収差（ＣＣ）をそれぞれ示す収差図である。本発明の実施例３に係る対物光学系の断面構成を示す図であり、（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は近接観察状態における断面図である。実施例３の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）及び倍率色収差（ＣＣ）をそれぞれ示す収差図である。本発明の実施例４に係る対物光学系の断面構成を示す図であり、（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は近接観察状態における断面図である。実施例４の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）及び倍率色収差（ＣＣ）をそれぞれ示す収差図である。本発明の実施例５に係る対物光学系の断面構成を示す図であり、（ａ）は通常観察状態における断面図、（ｂ）は近接観察状態における断面図である。実施例５の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）及び倍率色収差（ＣＣ）をそれぞれ示す収差図である。

以下、実施形態に係る対物光学系について、図面を用いて、このような構成をとった理由と作用を説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施形態に係る対物光学系は、物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成されている。図１は、第１の実施形態に係る対物光学系と第２の実施形態に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、対物光学系は、物体側から順に、正のパワー（屈折力）を有する第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、負のパワーを有する第２群Ｇ２と、正のパワーを有する第３群Ｇ３を備えている。

第１の実施形態に係る対物光学系では、第２群Ｇ２を移動することでフォーカシングを行い、第１群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズと、正レンズまたは接合レンズと、正レンズで構成され、第３群Ｇ３は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズを有していることを特徴とする。

具体的には、図１（ａ）に示すように、正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、負の第１レンズＬ１と、正の第２レンズＬ２と、正の第３レンズＬ３を有している。また、第２群Ｇ２を移動することでフォーカシングを行っている。また、正の第３群Ｇ３は、図１（ａ）に示すように、物体側から順に、正の第５レンズＬ５と、負の第６レンズＬ６と、正の第７レンズＬ７を有している。正の第５レンズＬ５と、負の第６レンズＬ６は接合され、接合レンズＣＬ１を構成している。

一方、図１（ｂ）では、正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、負の第１レンズＬ１と、接合レンズＣＬ１と、正の第４レンズＬ４を有する。正の第２レンズＬ２と負の第３レンズＬ３は接合され、接合レンズＣＬ１を構成している。また、第２群Ｇ２を移動することでフォーカシングを行っている。また、図１（ｂ）では、正の第３群Ｇ３は、物体側から順に、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７と、正の第８レンズＬ８を有している。正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７は接合され、接合レンズＣＬ２を構成している。

次に、第２の本実施形態に係る対物光学系では、第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、光軸上を移動することでフォーカシングを行い、条件式（１）を満足することを特徴とする。

図１（ａ）に示すように、第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ４で構成されている。そして、メニスカスレンズＬ４が光軸上を移動することで、フォーカシングを行っている。一方、図１（ｂ）では、第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ５で構成されている。そして、メニスカスレンズＬ５が光軸上を移動することで、フォーカシングを行っている。

そして、以下の条件式（１）を満足する。
０．１２＜ｄ_2g／ｆ＜１．０２（１）
ｄ_2gは第２群の移動量、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

条件式（１）の上限値を上回ると、第２群Ｇ２の移動量が大きくなりすぎる。この場合、光学系の全長が長くなるため、望ましくない。

なお、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１´）を満足することが望ましい。
０．２２＜ｄ_2g／ｆ＜０．９４（１´）

条件式（１´）を満足することで、さらなる誤差感度の低減と光学系の小型化を達成できる。

なお、第１の実施形態に係る対物光学系と第２の実施形態に係る対物光学系（以下、「本実施形態の対物光学系」という）は、以下のように構成することができる。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、明るさ絞りＳは、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との間に配置されている。

また、図１（ａ）に示すように、負の第１レンズＬ１と正の第２レンズＬ２の間に、第１の平行平板Ｆ１が配置されている。一方、図１（ｂ）では、第３群Ｇ３の像側に、第１の平行平板Ｆ１が配置されている。このように、第１の平行平板Ｆ１は、対物光学系中の任意の位置に配置することができる。

また、対物光学系の像面近傍には、図示しない撮像素子が配置され、対物光学系と撮像光学系を構成しても良い。撮像素子には、撮像面を保護するために平行平板Ｆ２、及びカバーガラスＣＧが貼り付けられている。

また、図１（ａ）に示すように、第２群Ｇ２は、負の第４レンズＬ４を有する。負の第４レンズＬ４は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである。なお、図１（ｂ）では、第２群Ｇ２は負の第５レンズＬ５で構成されている。

通常観察時から近接観察時まで、物点の位置の変動に伴いフォーカシング（ピント合わせ）を行う際には、少なくとも１つの群を動かしてフォーカシングを行う必要がある。

フォーカシングのために移動させるレンズ群は、対物光学系を構成する複数の群のうち、いずれの群を動かしても良い。また、その可動群は、１つの群又は複数の群でも良い。ここで、可動群が１つの群のみの場合、メカ構造を簡略化できるという効果を奏する。

上述のように、本実施形態の対物光学系では、第２群Ｇ２を移動させてフォーカシングを行っている。図１（ａ）に示すように、フォーカシング時、負の第４レンズＬ４は光軸ＡＸに沿って移動する。また、図５（ｂ）では、負の第５レンズＬ５が光軸ＡＸに沿って移動する。

なお、フォーカシングのため対物光学系の全体または撮像素子自体を動かす方法もある。しかしながら、この方法では、可動させるレンズ群、または撮像素子の重量が大きくなる。このため、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るので、好ましくない。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
１．８＜ｆ₁／ｆ＜４．２（２）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ₁は第１群の焦点距離、
である。

条件式（２）は、対物光学系の小型化と高性能化に寄与する条件を規定している。

条件式（２）の下限値を下回ると、第１群Ｇ１のパワーが大きくなる。このため、光学系の小型化には有利になるが、球面収差がアンダー（補正不足）になり過ぎるので好ましくない。また、条件式（２）の上限値を上回ると、光学系の全長が長くなる。この場合、光学系の小型化が難しくなるので、望ましくない。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２０＜ｆ₂／ｆ＜−５（３）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ₂は第２群の焦点距離、
である。

条件式（３）は、第２群Ｇ２のパワーを適切に設定する条件式であって、フォーカシング時における像面変動を抑え、また、光学系の小型化へ寄与するための条件を規定している。

条件式（３）の下限値を下回ると、第２群Ｇ２のパワーが小さくなる。この場合、第２群Ｇ２の移動量が大きくなりすぎるので、光学系の大型化を招いてしまう。また、条件式（３）の上限値を上回ると、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動が大きくなる。これにより、通常観察時における像面位置と、近接観察時における像面位置とに著しい差が出てくるため好ましくない。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
２＜ｆ₃／ｆ＜５（４）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ₃は第３群の焦点距離、
である。

条件式（４）は、像面湾曲の補正に寄与する条件を規定している。

条件式（４）の下限値を下回ると、像面がアンダー側に倒れてしまう。条件式（４）の上限値を上回ると、像面がオーバー側に傾く。このように、条件式（４）を満足しないと、画面の中心部分と周辺部でピントの合わない画像となってしまうため好ましくない。

なお、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４´）を満足することが望ましい。
２．７＜ｆ₃／ｆ＜５（４´）

元々周辺部の像面は、通常観察時、及び近接観察時のそれぞれの近点の位置ではアンダー側に倒れる傾向がある。ここで、条件式（４´）を満足することで、どの物点位置においても像面湾曲の少ない画像を得ることが可能となるので望ましい。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．８５＜ｆ_n／ｆ＜１．１５（５）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ_nは近接観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

本実施形態の対物光学系は、フォーカシング機構を搭載している。このような対物光学系では、フォーカシングした際、観察画像に影響が出ないよう、画角変化、倍率変化が少ないことが好ましい。そこで、条件式（５）を満足することで、フォーカシング時の焦点距離の変化を小さくできる。

条件式（５）を満足する範囲にあれば、フォーカシングの際の画角変化が少なくなる。これに対して、条件式（５）の範囲を超えると、画角変化が大きくなるため好ましくない。

条件式（５）の下限値を下回ると、通常観察状態の焦点深度が浅くなる。このため、スクリ−ニング等の観察時など、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、それだけ被写界深度は浅くなる。条件式（５）の上限値を上回ると、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。

なお、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５´）を満足することが望ましい。
０．９５＜ｆ_n／ｆ＜１．１（５´）

条件式（５´）を満足することで、フォーカシングの際の画角変化が少なくなるという効果がより一層大きくなる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
１．６＜Ｄ₂／ｆ＜３．８（６）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
Ｄ₂は第２レンズの肉厚、
である。

条件式（６）を満足することで、非点収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

条件式（６）の下限値を下回ると、メリジオナル像面がアンダー側に大きく傾くとともに非点収差が大きくなるので好ましくない。条件式（６）の上限値を上回ると、像面湾曲が大きくなるため好ましくない。

なお、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６´）を満足することが望ましい。
２．２＜Ｄ₂／ｆ＜３．２（６´）

条件式（６´）を満足することで、非点収差と像面湾曲を最小限に抑えることができる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
ここで、
１．２＜ｆ_3t／ｆ_3p＜３．６（７）
ｆ_3tは第３群内の正の単レンズの焦点距離、
ｆ_3pは第３群内の接合レンズにおける正レンズの焦点距離、
である。

上述のように、第３群Ｇ３は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズを有している。正の単レンズは、主に像面湾曲の補正に寄与する。また、接合レンズを備えることで、色収差を良好に補正することができる。

条件式（７）の下限値を下回ると、第３群Ｇ３内の正の単レンズの焦点距離が小さくなる。このため、バックフォーカスの確保ができなくなり、さらには、像面湾曲がアンダー側に大きくなってしまう。

条件式（７）の上限値を上回ると、接合レンズのパワーが弱くなる。このため、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）と、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）の色収差補正が十分に行えなくなる。これにより、軸上色収差、倍率色収差ともに悪化してしまう。

なお、条件式（７）に代えて、以下の条件式（７´）を満足することが望ましい。
１．６＜ｆ_3t／ｆ_3p＜３．２（７´）

条件式（７´）のように限定することで、さらに色収差補正と像面湾曲補正をバランス良く補正することができる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、最も物体側に配置された第１レンズと、最も像側に配置された最終レンズを有し、以下の条件式（９）、（１０）を満足することが望ましい。
０．７４＜ｆ_th／ｆ＜１．１２（９）
１．０２＜ｆ_mh／ｆ＜１．５８（１０）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ_thは最終レンズの像側面における最大対角主光線高、
ｆ_mhは第１レンズの物体側面における最大対角主光線高、
である。

条件式（９）、（１０）は、光学系を小型化するための条件式である。条件式（９）、（１０）の少なくとも何れか一方の条件式を満たすことによって、レンズ径の小型化を満足するだけでなく、光学性能面でも有利になる。

条件式（９）の下限値を下回ると、光線高が小さくなる。このため、光学系の小型化は達成できる。しかしながら、撮像面への斜入射角度が大きくなる。その結果、周辺光量の低下が顕著となるため好ましくない。条件式（９）の上限値を上回ると、光線高が高くなる。その結果、レンズ径の大型化を招くため好ましくない。

条件式（１０）の下限値を下回ると、光線高が小さくなる。このため、小型化は達成できる。しかしながら、第１面での軸外光線の入射位置が光軸ＡＸ寄りになる。そのため、入射瞳位置を必要以上にレンズ系の前方に配置する必要がある。この結果、広角であることが求められる内視鏡の対物光学系には不向きとなる。条件式（１０）の上限値を上回ると、光線高が高くなる。その結果、レンズ径の大型化を招くため好ましくない。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。

０．１＜｜ｒ_a−ｒ_b｜／｜ｒ_a＋ｒ_b｜＜０．４（１１）
ここで、
ｒ_aは第２群の最も物体側面の曲率半径、
ｒ_bは第２群の最も像側面の曲率半径、
である。

上述のように、第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた形状のメニスカスレンズで構成されている。条件式（１１）を満足することで、フォーカシング時のレンズ可動スペースを適切に確保しつつ、光学系の小型化を実現できる。

条件式（１１）の下限値を下回ると、第２群Ｇ２のレンズのパワーが小さくなりすぎる。このため、フォーカシング時の第２群Ｇ２のレンズ移動量が大きくなるとともに、光学系の全長が長くなる。この結果、大型化の一因となるため好ましくない。

条件式（１１）の上限値を上回ると、第２群Ｇ２のレンズの形状がメニスカス形状から平凸形状に近づく。このため、第２群Ｇ２の主点位置が相対的に前方に位置する。これにより、フォーカシング時のレンズ移動のためのスペースを適切に確保することが困難になる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、最も物体側に配置された第１レンズを有し、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
ここで、
−２．２＜ｆ_l1／ｆ＜−０．８（１２）
ここで、
ｆ_l1は第１レンズの焦点距離、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

条件式（１２）を満足することによって、像面湾曲の補正を適切に行うことができる。さらに、条件式（１２）を満足することで、適正な視野角を確保できるので望ましい。

条件式（１２）の下限値を下回ると、像面がアンダー側に倒れるため好ましくない。条件式（１２）の上限値を上回ると、像面がオーバー側に倒れるため好ましくない。また、条件式（１２）の下限値を下回ると、ディストーションが過度に補正されてしまう。このため、視野角が狭くなり、スクリーニング等には不向きとなる。

なお、条件式（１２）に代えて、条件式（１２´）を満足することが望ましい。これにより、さらに良好な像面湾曲の補正を行うことができる。
−１．８＜ｆ_l1／ｆ＜−１．２（１２´）

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（１３−１）、（１３−２）を同時に満足することが望ましい。
ω_f＞６０° （１３−１）
ω_n＞５０° （１３−２）
ここで、
ω_fは対物光学系の通常観察状態の半画角、
ω_nは対物光学系の近接観察状態の半画角、
である。

本実施形態に係る対物光学系は、生体内のスクリーニングの際に、病変部の見落としを低減するために、出来るだけ広角であることが望ましい。通常観察状態では、全ての物点の領域において、少なくとも１２０°以上の視野角が望まれる。さらに、近接観察時においても広視野の確保は必須である。このため、視野角は１００°以上あることが望まれる。

条件式（１３−１）、（１３−２）を同時に満足することで、生体内のスクリーニングの際に、病変部をより確実に検出することができる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
０．８＜ｆ_23f／ｆ_23n＜１．２（１４）
ここで、
ｆ_23fは通常観察状態での第２群と第３群の合成焦点距離、
ｆ_23nは近接観察状態での第２群と第３群の合成焦点距離、
である。

本実施形態の対物光学系では、第１群Ｇ１よりも像側に明るさ絞りＳを配置している。条件式（１４）を満足すると、明るさ絞りＳの位置が固定で、明るさ絞りよりも像側のレンズ群が可動であっても、フォーカシングの際に射出瞳の位置は略不変となる。そのため、撮像素子に入射する光線角度を一定に保つことができる。この結果、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を実現できる。

また、第１群Ｇ１よりも像側に明るさ絞りＳを位置させた構成で条件式（１４）を満足することによって、いずれの物点位置でもＦナンバーの変動を最小限に留めることができる。このため、ある程度深い被写界深度を保つことが可能となる。

条件式（１４）の下限値を下回ると、通常観察状態において、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の合成焦点距離が小さくなる。この場合、撮像面への斜入射角度が大きくなるので、撮像素子への光量の損失が大きくなる。さらには、対物光学系全系でのバックフォーカスを適切に確保することが難しくなる。

条件式（１４）の上限値を上回ると、近接観察状態の第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の合成点距離が小さくなる。この場合、通常観察状態と近接観察状態の切り替えによって周辺光量の変動が大きくなるため好ましくない。

なお、条件式（１４）に代えて、条件式（１４´）を満足することが望ましい。
０．９＜ｆ_23f／ｆ_23n＜１．０（１４´）

条件式（１４´）を満足することにより、フォーカシングに際しても、シェーディングの影響を更に受けない光学系を実現できる。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
−８＜ｆ₂／ｆ₃＜−２（１５）
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（１５）は、像面湾曲の適切な補正に関する条件を規定している。

条件式（１５）の下限値を下回ると、像面がマイナス側に大きく傾いてしまう。条件式（１５）の上限値を上回ると、像面がプラス側に大きく傾くため好ましくない。

また、本実施形態に係る対物光学系は、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
−８．２＜ｆ₂／ｆ₁＜−２．８（１６）
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（１６）は、球面収差と軸上色収差の適切な補正に関する条件を規定している。

条件式（１６）の下限値を下回ると、球面収差は補正過剰となる。また、軸上色収差は、Ｃ線においてはマイナス側に大きくなり、Ｆ線においてはプラス側に大きくなるため好ましくない。条件式（１６）の上限値を上回ると、球面収差は補正不足となる。また、軸上色収差は、Ｃ線においてはプラス側に大きくなり、Ｆ線においてはマイナス側に大きくなるため好ましくない。

本実施形態に係る撮像装置は、上述の対物光学系と撮像素子を備え、以下の条件式（８）を満足することを特徴とする。
１．２＜（Ｆｎｏ）×（ｆ）／（ｐ×１０００）＜３．２（８）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
Ｆｎｏは通常観察状態のＦナンバー、
ｐは撮像素子における画素ピッチ、
である。

条件式（８）の下限値を下回ると、画素ピッチが大きく、画素数の少ない撮像素子となってしまう。そのため、高性能である対物光学系を実現できたとしても、高精細な画像を得られなくなってしまう。
条件式（８）の上限値を上回ると、画素ピッチが小さく、撮像素子の高精細化を図ることができる。ここで、このような撮像素子に対応するよう対物光学系の高性能化を図ると光学系の大型化を招くことに加えて、誤差感度に弱い光学系、即ち同じ製造ばらつきに対して光学性能が劣化しやすくなるため好ましくない。

（実施例１）
実施例１に係る対物光学系について説明する。
図２（ａ）は、本実施例に係る対物光学系の、通常観察状態（遠距離物点）における断面図、図２（ｂ）は、近接観察状態（近距離物点）における断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、物体側から順に、正の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳ１と、負の第２群Ｇ２と、正の第３群Ｇ３を備えている。

正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、平凹の負の第１レンズＬ１と、像側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた負の第３メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正の第４メニスカスレンズＬ４を有している。正の第２メニスカスレンズＬ２と負の第３メニスカスレンズＬ３とは接合され、接合レンズＣＬ１を構成する。第１群Ｇ１の後方（像面Ｉ側）には、明るさ絞りＳ１が配置されている。

負の第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負の第５メニスカスレンズＬ５を有している。負の第５メニスカスレンズＬ５は、通常観察状態（図２（ａ））から近接観察状態（図２（ｂ））へフォーカシングするに際して、光軸ＡＸに沿って像側（像面Ｉ）に移動する。

正の第３群Ｇ３は、両凸の正の第６メニスカスレンズＬ６と、像側に凸面を向けた負の第７メニスカスレンズＬ７と、両凸の正の第８レンズＬ８を有している。正の第６メニスカスレンズＬ６と、負の第７メニスカスレンズＬ７は接合され、接合レンズＣＬ２を構成する。

第３群Ｇ３の後ろ（像面Ｉ側）には平行平板Ｆ１が配置され、図示しない撮像素子の前面にはカバーガラスＣＧが貼り付けられている。本実施例では、カバーガラスＣＧの全面に平行平板Ｆ２が接合されている。

平行平板Ｆ１、Ｆ２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、あるいは赤外域をカットするためのコーティングが施されたフィルターである。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施例の通常観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。
図３（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、本実施例の近接観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。

これら、諸収差図は、６５６．３ｎｍ（Ｃ線）、４８６．１ｎｍ（Ｆ線）及び５４６．1ｎｍ（ｅ線）の各波長について示している。また、各図中、”ω”は半画角を示す。以下、収差図に関しては、同様の符号を用いる。

（実施例２）
実施例２に係る対物光学系について説明する。
図４（ａ）は、本実施例に係る対物光学系の、通常観察状態（遠距離物点）における断面図、図４（ｂ）は、近接観察状態（近距離物点）における断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、物体側から順に、正の第１群Ｇ１、明るさ絞りＳ１、負の第２群Ｇ２、正の第３群Ｇ３を備えている。

正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、平凹の負の第１レンズＬ１と、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、両凸の正の第３レンズＬ３を有している。第１群Ｇ１の後方（像面Ｉ側）には、明るさ絞りＳ１が配置されている。

負の第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負の第４メニスカスレンズＬ４を有している。負の第４メニスカスレンズＬ４は、通常観察状態（図４（ａ））から近接観察状態（図４（ｂ））へフォーカシングするに際して、光軸ＡＸに沿って像側（像面Ｉ）に移動する。

正の第３群Ｇ３は、両凸の正の第５レンズＬ５と、像側に凸面を向けた負の第６メニスカスレンズＬ６と、両凸の正の第７レンズＬ７を有している。正の第５レンズＬ５と、負の第６メニスカスレンズＬ６とは接合され、接合レンズＣＬ１を構成する。

図示しない撮像素子の前面にはカバーガラスＣＧが貼り付いている。平行平板Ｆ１、平行平板Ｆ２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、あるいは赤外域をカットするためのコーティングが施されたフィルターである。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施例の通常観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。
図５（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、本実施例の近接観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。

（実施例３）
実施例３に係る対物光学系について説明する。
図６（ａ）は、本実施例に係る対物光学系の、通常観察状態（遠距離物点）における断面図、図６（ｂ）は、近接観察状態（近距離物点）における断面図である。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、物体側から順に、正の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳ１と、負の第２群Ｇ２と、正の第３群Ｇ３を備えている。

負の第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負の第４メニスカスレンズＬ４を有している。負の第４メニスカスレンズＬ４は、通常観察状態（図６（ａ））から近接観察状態（図６（ｂ））へフォーカシングするに際して、光軸ＡＸに沿って像側（像面Ｉ）に移動する。

正の第３群Ｇ３は、両凸の正の第５レンズＬ５と、両凸の正の第６レンズＬ６と、像側に凸面を向けた負の第７メニスカスレンズＬ７を有している。正の第６レンズＬ６と、負の第７メニスカスレンズＬ７は接合され、接合レンズＣＬ１を構成する。

第１レンズＬ１の後ろ（像面Ｉ側）には平行平板Ｆ１が配置されている。また、図示しない撮像素子の前面にはカバーガラスＣＧが貼り付けられている。本実施形態では、カバーガラスＣＧの全面に平行平板Ｆ２が接合されている。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施例の通常観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。
図７（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、本実施例の近接観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。

（実施例４）
実施例４に係る対物光学系について説明する。
図８（ａ）は、本実施例に係る対物光学系の、通常観察状態（遠距離物点）における断面図、図８（ｂ）は、近接観察状態（近距離物点）における断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、物体側から順に、正の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳ１と、負の第２群Ｇ２と、正の第３群Ｇ３を備えている。

正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、平凹の負の第１レンズＬ１と、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３を有している。第１群Ｇ１の後方（像面Ｉ側）には、明るさ絞りＳ１が配置されている。

負の第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負の第４メニスカスレンズＬ４を有している。負の第４メニスカスレンズＬ４は、通常観察状態（図８（ａ））から近接観察状態（図８（ｂ））へフォーカシングするに際して、光軸ＡＸに沿って像側（像面Ｉ）に移動する。

図示しない撮像素子の前面にはカバーガラスＣＧが貼り付けられている。本実施形態では、カバーガラスＣＧの全面に平行平板Ｆ２が接合されている。

（実施例５）
実施例５に係る対物光学系について説明する。
図１０（ａ）は、本実施例に係る対物光学系の、通常観察状態（遠距離物点）における断面図、図１０（ｂ）は、近接観察状態（近距離物点）における断面図である。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、物体側から順に、正の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳ１と、負の第２群Ｇ２と、正の第３群Ｇ３を備えている。

正の第１群Ｇ１は、物体側から順に、平凹の負の第１レンズＬ１と、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負の第３メニスカスレンズＬ３と、両凸の正の第４レンズＬ４を有している。負の第３メニスカスレンズＬ３と、正の第４レンズＬ４は接合され、接合レンズＣＬ１を構成している。第１群Ｇ１の後方（像面Ｉ側）には、明るさ絞りＳ１が配置されている。

負の第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負の第５メニスカスレンズＬ５を有している。負の第５メニスカスレンズＬ５は、通常観察状態（図１０（ａ））から近接観察状態（図１０（ｂ））へフォーカシングするに際して、光軸ＡＸに沿って像側（像面Ｉ）に移動する。

正の第３群Ｇ３は、両凸の正の第６レンズＬ６と、像側に凸面を向けた負の第７メニスカスレンズＬ７と、両凸の正の第８レンズＬ８を有している。正の第６レンズＬ６と、負の第７メニスカスレンズＬ７は接合され、接合レンズＣＬ２を構成する。

第３群Ｇ３の後ろ（像面Ｉ側）には平行平板Ｆ２が配置されている。図示しない撮像素子の前面にはカバーガラスＣＧが貼り付けられている。本実施形態では、カバーガラスＣＧの全面に平行平板Ｆ３が接合されている。

図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施例の通常観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。
図１１（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、本実施例の近接観察状態における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｅは各レンズのｅ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、ＦｎｏはＦナンバーである。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.20 1.88815 40.76
2 0.615 0.50
3 -2.775 1.51 1.48915 70.23
4 -1.043 0.25 2.01169 28.27
5 -1.242 0.03
6 1.846 0.33 1.75453 35.33
7 9.075 0.16
8(明るさ絞り) ∞ 可変
9 1.416 0.22 1.88815 40.76
10 0.924 可変
11 2.992 0.86 1.73234 54.68
12 -1.109 0.23 1.93429 18.90
13 -5.338 0.03
14 2.210 0.64 1.53947 74.70
15 -2.120 0.08
16 ∞ 0.30 1.51500 75.00
17 ∞ 0.28
18 ∞ 0.30 1.51825 64.14
19 ∞ 0.30 1.52207 60.00
20(撮像面)

各種データ
パラメータ通常観察状態近接観察状態
焦点距離 0.502 0.514
Fno 3.00 3.09
物点距離 12.8 4.28
d8 0.03 0.17
d10 0.44 0.30

撮像素子画素ピッチ p ： 0.001 ｍｍ

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.20 1.88815 40.76
2 0.643 0.31
3 ∞ 0.30 1.51500 75.00
4 ∞ 0.14
5 -1.779 1.43 1.48915 70.23
6 -1.291 0.03
7 2.472 0.28 1.75453 35.33
8 -1688.228 0.11
9(明るさ絞り) ∞ 可変
10 1.678 0.22 1.88815 40.76
11 1.304 可変
12 3.908 0.78 1.73234 54.68
13 -1.099 0.19 1.93429 18.90
14 -3.382 0.03
15 1.790 0.54 1.48915 70.23
16 -4.902 0.47
17 ∞ 0.35 1.51825 64.14
18 ∞ 0.40 1.52218 60.00
19(撮像面)

各種データ
パラメータ通常観察状態近接観察状態
焦点距離 0.501 0.517
Fno 3.46 3.59
物点距離 12.5 4.2
d9 0.03 0.48
d11 0.73 0.28

撮像素子画素ピッチ p ： 0.0012 ｍｍ

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.21 1.88815 40.76
2 0.750 0.48
3 ∞ 0.40 1.52300 65.13
4 ∞ 0.08
5 -6.474 1.67 1.49846 81.54
6 -1.470 0.03
7 4.363 0.41 1.69417 31.07
8 -7.692 0.12
9(明るさ絞り) ∞ 可変
10 2.114 0.28 1.88815 40.76
11 1.340 可変
12 2.160 0.57 1.48915 70.23
13 -7.246 0.02
14 7.155 0.73 1.73234 54.68
15 -1.322 0.25 1.97189 17.47
16 -2.932 0.72
17 ∞ 0.50 1.51825 64.14
18 ∞ 0.50 1.51705 60.00
19(撮像面)

各種データ
パラメータ通常観察状態近接観察状態
焦点距離 0.681 0.701
Fno 4.18 4.33
物点距離 16.5 6.04
d9 0.03 0.24
d11 0.85 0.64

撮像素子画素ピッチ p ： 0.0014 mm

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.38 1.88815 40.76
2 1.343 0.86
3 ∞ 0.40 1.52300 65.13
4 ∞ 0.34
5 -4.495 2.83 1.49846 81.54
6 -2.622 0.05
7 3.753 0.72 1.65222 33.79
8 26.231 0.10
9(明るさ絞り) ∞ 可変
10 4.837 0.48 1.58482 40.75
11 2.572 可変
12 4.333 2.02 1.73234 54.68
13 -2.096 0.48 1.93429 18.90
14 -7.265 0.04
15 4.212 1.08 1.49846 81.54
16 -7.951 1.00
17 ∞ 0.50 1.51825 64.14
18 ∞ 0.50 1.50192 60.00
19(撮像面)

各種データ
パラメータ通常観察状態近接観察状態
焦点距離 0.997 1.053
Fno 4.62 4.90
物点距離 18.5 6.64
d9 0.22 0.92
d11 1.18 0.48

撮像素子画素ピッチ p ： 0.0016 ｍｍ

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.32 1.88815 40.76
2 1.203 0.66
3 ∞ 0.55 1.51825 64.14
4 ∞ 0.17
5 -4.943 2.72 1.48915 70.23
6 -2.267 0.14
7 3.571 0.42 1.85504 23.78
8 2.154 0.51 1.69417 31.07
9 -95.823 0.16
10(明るさ絞り) ∞ 可変
11 4.303 0.41 1.88815 40.76
12 2.336 可変
13 3.958 1.66 1.73234 54.68
14 -1.795 0.37 1.93429 18.90
15 -6.782 0.03
16 11.979 0.78 1.67340 47.23
17 -4.509 0.27
18 ∞ 0.30 1.52300 65.13
19 ∞ 0.79
20 ∞ 0.50 1.51825 64.14
21 ∞ 0.50 1.51705 60.00
22(撮像面)

各種データ
パラメータ通常観察状態近接観察状態
焦点距離 0.998 1.051
Fno 5.05 5.37
物点距離 18 5.88
d10 0.31 0.77
d12 0.87 0.41

撮像素子画素ピッチ p ： 0.0018 mm

以下の表１に、各実施例の構成における条件式（１）から（１６）の条件式対応値を示す。
（表１）
条件式実施例1 実施例２実施例３実施例４実施例５
(1) d_2g/f 0.28 0.90 0.31 0.70 0.46
(2) f₁/f 1.98 3.07 2.11 2.81 2.12
(3) f₂/f -7.56 -18.19 -7.29 -10.22 -6.39
(4) f₃/f 3.22 3.38 3.04 3.14 2.86
(5) f_n/f 1.03 1.03 1.03 1.06 1.05
(6) D₂/f 3.01 2.86 2.45 2.84 2.73
(7) f_3t/f_3p 1.75 2.20 2.20 2.56 2.58
(8) (Fno)*(f)/(p*1000)
1.50 1.44 2.03 2.88 2.80
(9) f_th/f 0.90 0.90 0.84 0.99 0.86
(10) f_mh/f 1.37 1.30 1.22 1.45 1.21
(11) |r_a-r_b|/|r_a+r_b| 0.21 0.13 0.22 0.31 0.30
(12) f_l1/f -1.37 -1.45 -1.24 -1.52 -1.36
(13-1) ω_f 79.3 70.2 -78.7 80.5 67.1
(13-2) ω_n 71.6 64.4 -70.0 67.0 59.1
(14) f_23f/f_23n 0.95 0.94 0.95 0.92 0.91
(15) f₂/f₃ -2.35 -5.38 -2.40 -3.25 -2.23
(16) f₂/f₁ -3.81 -5.92 -3.45 -3.64 -3.02

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

（付記）
なお、これらの実施例から以下の構成の発明が導かれる。
（付記項１）
物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、
第２群を移動することでフォーカシングを行い、
第１群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズまたは接合レンズと、正レンズで構成され、
第３群は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズを有していることを特徴とする対物光学系。

（付記項２）
物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、
第２群は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、光軸上を移動することでフォーカシングを行い、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする対物光学系。
０．１２＜ｄ_2g／ｆ＜１．０２（１）
ここで、
ｄ_2gは第２群の移動量、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

（付記項３）
以下の条件式（２）、（３）、（４）のうちのいずれかを満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
１．８＜ｆ₁／ｆ＜４．２（２）
−２０＜ｆ₂／ｆ＜−５（３）
２＜ｆ₃／ｆ＜５（４）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ₁は第１群の焦点距離、
ｆ₂は第２群の焦点距離、
ｆ₃は第３群の焦点距離、
である。

（付記項４）
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
０．８５＜ｆ_n／ｆ＜１．１５（５）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ_nは近接観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

（付記項５）
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
１．６＜Ｄ₂／ｆ＜３．８（６）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
Ｄ₂は第２レンズの肉厚、
である。

（付記項６）
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
１．２＜ｆ_3t／ｆ_3p＜３．６（７）
ここで、
ｆ_3tは第３群内の正の単レンズの焦点距離、
ｆ_3pは第３群内の接合レンズにおける正レンズの焦点距離、
である。

（付記項８）
最も像側に配置された最終レンズを有し、
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
０．７４＜ｆ_th／ｆ＜１．１２（９）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ_thは最終レンズの像側面における最大対角主光線高、
である。

（付記項９）
最も物体側に配置された第１レンズを有し、
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
１．０２＜ｆ_mh／ｆ＜１．５８（１０）
ここで、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
ｆ_mhは第１レンズの物体側面における最大対角主光線高、
である。

（付記項１０）
第２群は、以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
０．１＜｜ｒ_a−ｒ_b｜／｜ｒ_a＋ｒ_b｜＜０．４（１１）
ここで、
ｒ_aは第２群の最も物体側面の曲率半径、
ｒ_bは第２群の最も像側面の曲率半径、
である。

（付記項１１）
最も物体側に配置された第１レンズを有し、
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
−２．２＜ｆ_l1／ｆ＜−０．８（１２）
ここで、
ｆ_l1は第１レンズの焦点距離、
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
である。

（付記項１２）
以下の条件式（１３−１）、（１３−２）を同時に満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
ω_f＞６０° （１３−１）
ω_n＞５０° （１３−２）
ここで、
ω_fは通常観察状態の対物光学系の半画角、
ω_nは近接観察状態の対物光学系の半画角、
である。

（付記項１３）
以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
０．８＜ｆ_23f／ｆ_23n＜１．２（１４）
ここで、
ｆ_23fは通常観察状態での第２群と第３群の合成焦点距離、
ｆ_23nは近接観察状態での第２群と第３群の合成焦点距離、
である。

（付記項１４）
以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
−８＜ｆ₂／ｆ₃＜−２（１５）
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。

（付記項１５）
以下の条件式（１６）を満足することを特徴とする付記項１または２に記載の対物光学系。
−８．２＜ｆ₂／ｆ₁＜−２．８（１６）
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。

（付記項１６）
以下の条件式（１´）を満足することを特徴とする付記項２に記載の対物光学系。
０．２２＜ｄ_2g／ｆ＜０．９４（１´）

（付記項１７）
以下の条件式（４´）を満足することを特徴とする付記項３に記載の対物光学系。
２．７＜ｆ₃／ｆ＜５（４´）

（付記項１８）
以下の条件式（５´）を満足することを特徴とする付記項４に記載の対物光学系。
０．９５＜ｆ_n／ｆ＜１．１（５´）

（付記項１９）
以下の条件式（６´）を満足することを特徴とする付記項５に記載の対物光学系。
２．２＜Ｄ₂／ｆ＜３．２（６´）

（付記項２０）
以下の条件式（７´）を満足することを特徴とする付記項６に記載の対物光学系。
１．６＜ｆ_3t／ｆ_3p＜３．２（７´）

（付記項２１）
以下の条件式（１２´）を満足することを特徴とする付記項１１に記載の対物光学系。
−１．８＜ｆ_l1／ｆ＜−１．２（１２´）

（付記項２２）
以下の条件式（１４´）を満足することを特徴とする付記項１３に記載の対物光学系。
０．９＜ｆ_23f／ｆ_23n＜１．０（１４´）

（付記項７）
付記項１から６、８から２２のいずれか１項に記載の対物光学系と撮像素子を備え、
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする撮像装置。
１．２＜（Ｆｎｏ）×（ｆ）／（ｐ×１０００）＜３．２（８）
ｆは通常観察状態の対物光学系全系の焦点距離、
Ｆｎｏは通常観察状態のＦナンバー、
ｐは撮像素子における画素ピッチ、
である。

本発明は、フォーカシング機能を有する対物光学系に関し、特に、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。

Ｇ１第１群
Ｇ２第２群
Ｇ３第３群
Ｌ１負の第１レンズ
Ｌ２正の第２レンズ
Ｌ３正の第３レンズ
Ｌ４負の第４レンズ
Ｌ５正の第５レンズ
Ｌ６負の第６レンズ
Ｌ７正の第７レンズ
Ｓ、Ｓ１明るさ絞り
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３フィルター
ＣＧカバーガラス

Claims

物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、
前記第２群を移動することでフォーカシングを行い、
前記第１群と前記第３群はフォーカシング時に固定であり、
前記第１群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズまたは接合レンズと、正レンズで構成され、
前記第３群は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズを有しており、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする対物光学系。
−２０＜ｆ ₂ ／ｆ＜−５（３）
ここで、
ｆ ₂ は前記第２群の焦点距離、
ｆは通常観察状態の前記対物光学系全系の焦点距離、
である。
物体側から順に、正の第１群と、負の第２群と、正の第３群で構成され、
前記第２群は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成され、光軸上を移動することでフォーカシングを行い、
前記第１群と前記第３群はフォーカシング時に固定であり、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする対物光学系。
０．１２＜ｄ_2g／ｆ＜１．０２（１）
１．８＜ｆ ₁ ／ｆ＜４．２（２）
−２０＜ｆ ₂ ／ｆ＜−５（３）
ここで、
ｄ_2gは前記第２群の移動量、
ｆは通常観察状態の前記対物光学系全系の焦点距離、
ｆ ₁ は前記第１群の焦点距離、
ｆ ₂ は前記第２群の焦点距離、
である。