JP7358417B2 - 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 - Google Patents

Description

本開示は、内視鏡用対物レンズ、および内視鏡に関する。

従来、内視鏡に用いられる対物レンズとして下記特許文献１に記載されたものが知られている。

特許第２８７６２５２号公報

内視鏡では、広い範囲を全体的に観察したいという要望と、全体的な観察において発見された患部等を部分的に詳細に観察したいという要望がある。このようなことから、全体的な観察に適した遠点側観察状態と、部分的な観察に適した近点側拡大観察状態との切換え使用が可能な内視鏡用対物レンズが求められている。特に、遠点側観察状態においては広角であることが求められ、近点側拡大観察状態においては高い結像倍率を有することが求められる。また、内視鏡用対物レンズには、上記要望を満たしながら、光学系の大型化が抑制され、高画質の画像を取得可能なことも求められている。

本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、光学系の大型化を抑制しながら、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化との両立が図られ、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察において良好な光学性能を保持する内視鏡用対物レンズ、およびこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供することを目的とするものである。

本開示の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備え、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第１レンズ群は固定されており、第２レンズ群および第３レンズ群が光軸に沿って移動し、最遠点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｗ、最近点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｔ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（１）および（２）を満足する。
０＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６３ （１）
－２．３＜ｆ３／ｆｗ＜０ （２）

本開示の内視鏡用対物レンズは、下記条件式（１－１）および（２－１）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
０．５＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６２ （１－１）
－２．１＜ｆ３／ｆｗ＜－１．５ （２－１）

本開示の内視鏡用対物レンズは、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３－１）を満足することがより好ましい。
１．９＜ｆ２／ｆｗ＜５ （３）
２．２＜ｆ２／ｆｗ＜２．８ （３－１）

本開示の内視鏡用対物レンズは、最近点物体に合焦した状態における第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離をｆ１２ｔ、最近点物体に合焦した状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離をｆ３４ｔとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．２５ （４）
０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．１５ （４－１）

第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りが配置されていることが好ましい。第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りが配置されている場合、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、開口絞りは固定されていることが好ましい。

最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群は物体側へ移動し、第３レンズ群は像側へ移動することが好ましい。

本開示の内視鏡用対物レンズは、最近点物体に合焦した状態における第２レンズ群と第３レンズ群との光軸上の間隔をｄ２３ｔ、最遠点物体に合焦した状態における第２レンズ群と第３レンズ群との光軸上の間隔をｄ２３ｗとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。
１＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．５ （５）
１．１＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．３８ （５－１）

第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなる３つのレンズのみをレンズとして含み、第２レンズと第３レンズとは互いに接合されているように構成してもよい。第１レンズ群を上記構成にした場合、第１レンズの物体側のレンズ面は平面であることが好ましい。

第２レンズ群は、正の屈折力を有する第４レンズからなるように構成してもよい。

第３レンズ群は、正の屈折力を有する第５レンズと負の屈折力を有する第６レンズとが物体側から像側へ順に接合された接合レンズからなるように構成してもよい。

第４レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第７レンズと、正の屈折力を有する第８レンズと、負の屈折力を有する第９レンズとからなり、第８レンズと第９レンズとは互いに接合されているように構成してもよい。

本開示の内視鏡は、本開示の内視鏡用対物レンズを備えている。

なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、および撮像素子等が含まれていてもよいことを意図する。

本明細書において、「正の屈折力を有する～群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」および「正レンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」および「負レンズ」は同義である。「～レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。

「単レンズ」は、接合されていない１枚のレンズを意味する。ただし、複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する屈折力の符号および面形状は、特に断りが無い限り近軸領域で考えることにする。

本明細書において、「全系」は、内視鏡用対物レンズを意味する。条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、ｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、「Ｆ線」、および「ｈ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）、ｈ線の波長は４０４．６６ｎｍ（ナノメートル）として扱う。

本開示によれば、光学系の大型化を抑制しながら、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化との両立が図られ、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察において良好な光学性能を保持する内視鏡用対物レンズ、およびこの内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡を提供することができる。

本開示の実施例１の内視鏡用対物レンズに対応し、本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図である。 本開示の実施例２の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図である。 本開示の実施例３の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図である。 本開示の実施例４の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図である。 本開示の実施例５の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例５の内視鏡用対物レンズの各収差図である。 本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略構成図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物レンズの光軸Ｚを含む断面における構成を示す図である。図１に示す例は後述の実施例１に対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側である。本明細書においては、最遠点物体に合焦している状態を最遠点観察状態といい、最近点物体に合焦している状態を最近点観察状態という。図１には、上段に最遠点観察状態を示し、下段に最近点観察状態を示す。

本開示の内視鏡用対物レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備える。このような構成とすることによって、光学系の大型化を抑制しつつ、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察において良好な光学性能を確保することが容易となる。

図１の例の内視鏡用対物レンズは、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第１レンズ群Ｇ１は固定されており、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚに沿って移動するように構成されている。この構成によって、観察の際の操作性を良好に維持しつつ、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化とを両立することが容易となる。なお、本明細書において、「高倍率」とは、結像倍率の絶対値が大きいことを意味する。

焦点合わせの際に移動するレンズ群の数を２つとすることによって、レンズ群の移動機構の簡素化を図りながら、レンズ群の移動による収差変動を抑制しつつ、各レンズ群の移動距離に対する合焦速度の設定の自由度を向上させることができ、使用者の使い勝手の良いものとすることができる。また、焦点合わせの際に、正の屈折力を有するレンズ群と負の屈折力を有するレンズ群とを移動させることによって、レンズ群の移動による収差変動、特に色収差の変動を良好に抑制することができる。

また、焦点合わせの際に、最も物体側のレンズ群である第１レンズ群Ｇ１が不動であることによって気密性の確保に有利となる。内視鏡においては、内視鏡用対物レンズを保護部材無しで内視鏡に搭載し、内視鏡用対物レンズのうち最も物体側のレンズに光学窓の機能を兼備させることが多い。そして、その場合は気密性を保持することが求められるため、第１レンズ群Ｇ１が不動の構成は有利となる。

一例として、図１の例では、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動する。すなわち、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との相互間隔が変化する。このような構成とすることによって、良好な光学性能を確保しつつ、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化とを両立することが容易となる。図１の上段と下段の間には、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際の第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の概略的な移動方向を示す矢印を記入している。

この内視鏡用対物レンズは、最遠点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｗ、最近点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｔとした場合、下記条件式（１）を満足するように構成されている。条件式（１）の下限については、ｆｗ＞０であり、ｆｔ＞０であるため、０＜ｆｗ／ｆｔとなる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化とを両立することが容易となる。内視鏡用対物レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（１－１）を満足することが好ましい。条件式（１－１）の下限以下とならないようにすることによって、光学系の大型化を抑制することが容易となる。
０＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６３ （１）
０．５＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６２ （１－１）

また、この内視鏡用対物レンズは、最遠点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（２）を満足するように構成されている。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、光学系の大型化を抑制することが容易となる。条件式（２）の上限については、ｆｗ＞０であり、第３レンズ群Ｇ３は負の屈折力を有するからｆ３＜０であるため、ｆ３／ｆｗ＜０となる。内視鏡用対物レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（２－１）を満足することが好ましい。条件式（２－１）の上限以上とならないようにすることによって、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察において良好な光学性能を確保することが容易となる。
－２．３＜ｆ３／ｆｗ＜０ （２）
－２．１＜ｆ３／ｆｗ＜－１．５ （２－１）

さらに、この内視鏡用対物レンズは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、最遠点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｗとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察において良好な光学性能を確保することが容易となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、光学系の大型化を抑制することが容易となる。内視鏡用対物レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（３－１）を満足することが好ましい。
１．９＜ｆ２／ｆｗ＜５ （３）
２．２＜ｆ２／ｆｗ＜２．８ （３－１）

また、この内視鏡用対物レンズは、最近点物体に合焦した状態における第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離をｆ１２ｔ、最近点物体に合焦した状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成焦点距離をｆ３４ｔとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成屈折力と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成屈折力との比が条件式（４）の範囲内となるように条件式（４）を満足することによって、近点側観察状態における高倍率化と良好な光学性能の確保とを両立することが容易となる。内視鏡用対物レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（４－１）を満足することが好ましい。
０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．２５ （４）
０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．１５ （４－１）

また、この内視鏡用対物レンズは、最近点物体に合焦した状態における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の間隔をｄ２３ｔ、最遠点物体に合焦した状態における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の間隔をｄ２３ｗとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化とを両立することが容易となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、光学系の大型化を抑制することが容易となる。内視鏡用対物レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（５－１）を満足することが好ましい。
１＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．５ （５）
１．１＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．３８ （５－１）

図１に例示するように、本開示の内視鏡用対物レンズは、以下のように構成することができる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とからなる３つのレンズのみをレンズとして含み、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは互いに接合されているように構成してもよい。このようにした場合は、光学系を大型化することなく、遠点側観察状態における広角化と、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察における良好な光学性能の確保とを両立することが容易となる。

第１レンズＬ１の物体側のレンズ面は平面であることが好ましい。このようにした場合は、第１レンズＬ１の外径を小さくすることに有利となる。また、第１レンズＬ１の製造性を向上させることができ、かつ、第１レンズＬ１の物体側の面への液体等の付着を低減することができる。

第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有する第４レンズＬ４からなるように構成してもよい。このようにした場合は、最小限の枚数のレンズで構成しながら、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察における良好な光学性能の確保、特に、球面収差および像面湾曲に関する良好な光学性能の確保が容易となる。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有する第５レンズＬ５と負の屈折力を有する第６レンズＬ６とが物体側から像側へ順に接合された接合レンズからなるように構成してもよい。このようにした場合は、最小限の枚数のレンズで構成しながら、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察における良好な光学性能の確保、特に、軸上色収差および倍率色収差に関する良好な光学性能の確保が容易となる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第７レンズＬ７と、正の屈折力を有する第８レンズＬ８と、負の屈折力を有する第９レンズＬ９とからなり、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とは互いに接合されているように構成してもよい。このようにした場合は、最小限の枚数のレンズで構成しながら、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察における良好な光学性能の確保、特に、像面湾曲および倍率色収差に関する良好な光学性能の確保が容易となる。

開口絞りＳｔは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されているように構成してもよい。このようにした場合は、最遠点から最近点までの全域の物体距離での観察においてＦナンバーを好適に設定することが容易となり、また、これによって、被写界深度の確保と良好な光学性能の確保とを両立することが容易となる。

開口絞りＳｔが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている場合、最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、開口絞りＳｔは固定されていることが好ましい。このようにした場合は、上述した開口絞りＳｔが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されていることによる効果を確保しつつ、機構の複雑化を低減することができる。

なお、図１に示す例では、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に平行平板状の光学部材Ｐ１が配置され、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｓｉｍとの間に入射面と出射面が平行な光学部材Ｐ２が配置されている。光学部材Ｐ１はフィルタ等を想定した部材であり、光学部材Ｐ２はプリズム、フィルタ、およびカバーガラス等を想定した部材である。光学部材Ｐ１および光学部材Ｐ２は屈折力を有しない部材である。光学部材Ｐ１および光学部材Ｐ２の少なくとも一方を省略した構成も可能である。

条件式に関する構成も含め上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。

次に、本開示の内視鏡用対物レンズの実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図は図１に示されており、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の内視鏡用対物レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる。最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、第１レンズＬ１と、光学部材Ｐ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３とからなる。第２レンズ群Ｇ２は第４レンズＬ４からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、第５レンズＬ５と、第６レンズＬ６とからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、第７レンズＬ７と、第８レンズＬ８と、第９レンズＬ９とからなる。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは互いに接合されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは互いに接合されている。第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とは互いに接合されている。第１レンズＬ１、第４レンズＬ４、および第７レンズＬ７は単レンズである。以上が実施例１の内視鏡用対物レンズの概要である。

実施例１の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表１に、諸元および可変面間隔を表２に示す。表１において、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には開口絞りＳｔ、光学部材Ｐ１、光学部材Ｐ２、および像面Ｓｉｍも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載し、像面Ｓｉｍに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｉｍ）という語句を記載している。表１では焦点合わせの際に間隔が変化する可変面間隔についてはＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。

表２では、最遠点観察状態および最近点観察状態について、物体距離、結像倍率、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および可変面間隔の各値を示す。物体距離とは、物体から第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２に示す値は、ｄ線を基準とした場合の値である。

各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では予め定められた桁でまるめた数値を記載している。

図２に、実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図を示す。図２では左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図を示す。図２では上段に最遠点観察状態の各収差図を示し、下段に最近点観察状態の各収差図を示す。最遠点観察状態および最近点観察状態の各収差図は、物体距離が諸元の表に示す値の場合のものである。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、およびｈ線における収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および一点鎖線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、およびｈ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、および一点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。図２では各図の縦軸上端に対応するＦＮｏ．とωの値を示している。

上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図を図３に示す。実施例２の内視鏡用対物レンズは、実施例１の内視鏡用対物レンズの概要と同様の構成を有する。実施例２の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表３に、諸元および可変面間隔を表４に、各収差図を図４に示す。

［実施例３］
実施例３の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図を図５に示す。実施例３の内視鏡用対物レンズは、実施例１の内視鏡用対物レンズの概要と同様の構成を有する。実施例３の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表５に、諸元および可変面間隔を表６に、各収差図を図６に示す。

［実施例４］
実施例４の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図を図７に示す。実施例４の内視鏡用対物レンズは、実施例１の内視鏡用対物レンズの概要と同様の構成を有する。実施例４の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表７に、諸元および可変面間隔を表８に、各収差図を図８に示す。

［実施例５］
実施例５の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図を図９に示す。実施例５の内視鏡用対物レンズは、実施例１の内視鏡用対物レンズの概要と同様の構成を有する。実施例５の内視鏡用対物レンズについて、基本レンズデータを表９に、諸元および可変面間隔を表１０に、各収差図を図１０に示す。

表１１に、実施例１～５の内視鏡用対物レンズの条件式（１）～（５）の対応値を示す。実施例１～５はｄ線を基準波長としている。表１１にはｄ線基準での値を示す。

実施例１～５の内視鏡用対物レンズは、小型に構成されながらも、最遠点観察状態における全画角が１３５°以上であり、最近点観察状態における結像倍率の絶対値が０．６５以上であり、遠点側観察状態における広角化と近点側観察状態における高倍率化との両立が達成されている。また、実施例１～５の内視鏡用対物レンズは、最遠点観察状態と最近点観察状態とで大きな性能の変化はなく、両状態において諸収差が良好に補正されて高い光学性能を保持している。

次に、本開示の実施形態に係る内視鏡について説明する。図１１に本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略的な全体構成図を示す。図１１に示す内視鏡１００は、主として、操作部１０２と、挿入部１０４と、コネクタ部（不図示）と接続されるユニバーサルコード１０６とを備える。挿入部１０４の大半は挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部１０７であり、軟性部１０７の先端には湾曲部１０８が連結され、湾曲部１０８の先端には先端部１１０が連結されている。湾曲部１０８は、先端部１１０を所望の方向に向けるために設けられるものであり、操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０９を回動させることにより湾曲操作が可能となっている。先端部１１０の内部先端に本開示の実施形態に係る内視鏡用対物レンズ１と、撮像素子２とが配設される。撮像素子２は例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等である。撮像素子２は、その撮像面が内視鏡用対物レンズ１の像面に一致するように配置される。なお、図１１に示す内視鏡用対物レンズ１および撮像素子２は概念的な図である。

以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、およびアッベ数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

１ 内視鏡用対物レンズ
２ 撮像素子
１００ 内視鏡
１０２ 操作部
１０４ 挿入部
１０６ ユニバーサルコード
１０７ 軟性部
１０８ 湾曲部
１０９ 湾曲操作ノブ
１１０ 先端部
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
Ｌ９ 第９レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｐ１、Ｐ２ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (17)

1. 物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備え、
   最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、前記第１レンズ群は固定されており、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群が光軸に沿って移動し、
   最遠点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｗ、
   最近点物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆｔ、
   前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とした場合、
   ０．５＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６３ （１－２）
   －２．１＜ｆ３／ｆｗ＜０ （２－２）
   ２．２＜ｆ２／ｆｗ＜５ （３－２）
   で表される条件式（１－２）、（２－２）、および（３－２）を満足する内視鏡用対物レンズ。
2. 最近点物体に合焦した状態における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離をｆ１２ｔ、
   最近点物体に合焦した状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との合成焦点距離をｆ３４ｔとした場合、
   ０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．２５ （４）
   で表される条件式（４）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
3. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りが配置されている請求項１又は２に記載の内視鏡用対物レンズ。
4. 最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、前記開口絞りは固定されている請求項３に記載の内視鏡用対物レンズ。
5. 最遠点物体から最近点物体への焦点合わせの際に、前記第２レンズ群は物体側へ移動し、前記第３レンズ群は像側へ移動する請求項１から４のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
6. 最近点物体に合焦した状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との光軸上の間隔をｄ２３ｔ、
   最遠点物体に合焦した状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との光軸上の間隔をｄ２３ｗとした場合、
   １＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．５ （５）
   で表される条件式（５）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
7. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなる３つのレンズのみをレンズとして含み、
   前記第２レンズと前記第３レンズとは互いに接合されている請求項１から６のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
8. 前記第１レンズの物体側のレンズ面は平面である請求項７に記載の内視鏡用対物レンズ。
9. 前記第２レンズ群は、正の屈折力を有する第４レンズからなる請求項１から８のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
10. 前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する第５レンズと負の屈折力を有する第６レンズとが物体側から像側へ順に接合された接合レンズからなる請求項１から９のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
11. 前記第４レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第７レンズと、正の屈折力を有する第８レンズと、負の屈折力を有する第９レンズとからなり、
    前記第８レンズと前記第９レンズとは互いに接合されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズ。
12. ０．５＜ｆｗ／ｆｔ＜０．６２ （１－１）
    で表される条件式（１－１）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
13. －２．１＜ｆ３／ｆｗ＜－１．５ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
14. ２．２＜ｆ２／ｆｗ＜２．８ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物レンズ。
15. ０＜ｆ１２ｔ／ｆ３４ｔ＜０．１５ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項２に記載の内視鏡用対物レンズ。
16. １．１＜（ｄ２３ｔ－ｄ２３ｗ）／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．３８ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項６に記載の内視鏡用対物レンズ。
17. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡。