JPH04218012A

JPH04218012A - 内視鏡対物レンズ

Info

Publication number: JPH04218012A
Application number: JP2276200A
Authority: JP
Inventors: Akira Yokota; 横田　朗
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-08-07
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2876252B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、内視鏡対物レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、内視鏡においては、高画素化、広角化の方向に向
かっており、医師が集団検診等で汎用的に扱うルーチン
機における画質の向上が望まれている。又ビデオスコー
プ等では、様々な画像処理や画像解析手段を用いての特
殊な観察分野を開拓し、これによって医学有用性につい
てのアプローチがなされている。

このような、医療分野でのニーズにマッチすると考えら
れる特殊観察スコープとして、従来から有用性の高かっ
た通常観察状態と近接拡大観察状態との切換え使用が可
能な内視鏡対物レンズが知られている。その一例として
特公昭６１−４４２８３号に記載されたものがある。こ
の対物レンズは、正、負、正の３群構成であって、負の
第２群を光軸に沿って移動させて、倍率の変化とフォー
カシングとを同時に行なうようにしたものである。しか
しこの対物レンズは、全長が長く、コンパクト化に難点
があり、又通常観察状態（ワイド状態）での画角が７０
゜近辺で狭く、近年主流である広角な内視鏡対物レンズ
に比べ画角が小である。尚前記公報中に広角にしても近
接拡大を行ない得ることが記載されているが、広角化に
伴う諸条件や収差等に関する解決手段は記載されていな
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、コンパクトで、しかも通常観察状態で広角で
ありながら、諸収差が通常観察状態と近接拡大状態との
２状態において良好に補正された内視鏡対物レンズを提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の内視鏡対物レンズは、例えば第１図に示すよう
に負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２
群と、負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有す
る第４群とからなり、次の各条件を満足すると共に第３
群を光軸に沿って移動させることによって通常観察状態
（ワイド）と近接拡大観察状態（テレ）の２状態での観
察を可能にしたものである。

ただし、ｆＷはワイド端における全系の焦点距離、ｆ４
は第４群の焦点距離、β３Ｗ、β３７は夫々ワイド端お
よびテレ端における第３群の倍率である。

条件（１）、（２）は、主として対物レンズをコンパク
トにするため設けた条件である。

第２５図は、本発明の対物レンズの基本構成である各群
のパワー配置を示す図でＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶは夫々
第１、第２、第３、第４群である。このレンズ構成にお
いて、第１群と第２群を合成したレンズ群ＩＩＩとして
考えると第２６図に示す構成となる。

この第２６図のレンズ系での全長Ｌは次の式（■）で与
えられる。

ただしｆ１２は第１群と第２群の合成焦点距離、ｆ３Ｗ
はワイド端における第３群の焦点距離、ｆ４は第４群の
焦点距離、β１２は第１群と第２群の合成の倍率、β３
Ｗはワイド端における第３群の倍率、β４は第４群の倍
率である。

今、ワイド端における全系の倍率をβＷとしワイド端に
おける全系の焦点距離をｆＷとすると、βＷ、ｆＷは夫
々次のようになる。

したがって式（■）におけるａは次のように表わされる
。

ｆＷとβＷは、仕様上のある一定の値であると考えられ
るので、Ｌは第３群が関与するｆ３、β３Ｗと第４群の
関与するｆ４、β４の４変数に依存する。

第２６図において、ａおよびｃをより小さくし、ｂをよ
り大きくすれば、全長Ｌを小さく出来る。

そのため｜β３Ｗ｜と｜ｆ３｜はある程度大きく、ｆ４
は小さくすることが望ましい。このような理由から前記
の条件（１）、（２）を定めた。

これら条件（１）、（２）よりはずれると、いずれも対
物レンズをコンパクトになし得ない。なお、ｆ３、β３
はコンパクト化の制約以外に第３群の移動に伴う収差の
変化や広角化の関係から他の制約がある。これらの点を
考慮した上で近接拡大倍率を確保する上で必要なのが条
件（３）である。

ワイド時およびテレ時の全系の焦点距離を夫々ｆＷ、ｆ
７とすると次の関係が成立つ。

テレ時の全系の倍率（近接拡大倍率）β７、その時の物
体距離をｘとすると、β７は次のようになる。

ここでｆＷ、ｘ１は、仕様によりある一定の値をもつと
考えられるので、βＴを確保するためにはβ３Ｔ／β３
Ｗの値を一定値以上にすることが必要であり、前記条件
（３）を満足する必要がある。

条件（３）をはずれると近接拡大倍率が低下する。

次に本発明の対物レンズが、次の条件（４）を満足する
ことがワイド状態での広角化を実現し得るので好ましい
。

レンズ系を広角化するためには、その状態での全系の焦
点距離を小さくする必要がある。

ワイド時の全系の焦点距離ｆＷは、式（■）に示すよう
に次のように表わされる。

したがってｆ１２、ｆ３Ｗ、β４のいずれかを小さくす
ればｆＷを小さく出来る。

ここで第２７図に示すように第１、２群Ｉ、ＩＩと第３
群ＩＩＩとの間の距離ｌ、次のようになる。

ただしｘ１２′は、第１、２群の合成群の後側焦点位置
から像位置までの距離、ｘ３は像位置から第３群の前側
焦点位置までの距離である。

前記のｌは前述のコンパクト化の条件（１）、（２）等
により制限されており、ｆ１２を小さくするか｜β３Ｗ
｜を小さくするとｌを小さく出来る。しかし必要以上に
ｌが小になるとワイド状態でレンズが当り又レンズが当
るのをさけようとするとワイド側での３群のフォーカス
範囲が十分確保できない。したがってｆＷを小さくする
ためにはβ４を小さくすることが望ましい。そのため設
けたのが前記の条件（４）である。

この条件（４）から外れるとｆＷを小さく出来ず、つま
りワイド状態での十分な広角化が出来ない。

ワイド時とテレ時の両状態において非点隔差やコマ収差
に影響力の大きい面は、第１群の最も像側の面、第２群
の最も像側の面および第３群の最も像側の面の三つの面
であり、第１群、第２群、第３群ともパワーを強くする
と収差が発生しやすく、物体距離の変動に伴うテレ時と
ワイド時の収差のバランスもとりにくい。これらの群に
比較して第４群は、全系における物体距離が移動し、第
３群の変動に伴いその倍率が変化しても第４群の物点（
第３群の像点）および結像点は不変であり、Ｆナンバー
の変化に伴い光線高の変化が若干ある程度で収差係数も
小さく、他の群に比較してパワーを変化させた時の収差
のくずれが小さい。

更に次の条件（５）を満足すれば全系の構成するレンズ
枚数の削減が出来好ましい。

（５）１．０≦｜ｆ３／ｆ｜≦５基本的には、各面に対する入射光線、出射光線の傾角が
小さければ収差絶対発生量が小さい。次にレンズ系の面
数を削減すると特に軸外収差の補正の自由度が減り残っ
た面での収差発生に依存することになる。

本発明のように負、正、負、正の構成にした場合、特に
第３群の負の群は倍率変換機能を有しており、テレから
ワイドに渡ってコマ収差や非点隔差の大きく補正過剰な
面を有しており、これを他の群の補正不足な面で補正し
ている。したがって従来枚数の多い第２群、第４群の枚
数を減少させるにつれて補正の自由度が狭くなり、レン
ズ系全体の収差を良好に補正しにくくなる。

そのため第３群自体のパワーをある程度弱くして補正す
るために設けたのが前記の条件（５）である。

条件（５）の下限を越えるとコマ収差、非点隔差とも補
正過剰になり、高次（５次以上）のコマ収差は補正不足
になり枚数の削減が出来なくなる。又上限を越えると、
第３群の変倍機能が低下し、近接拡大能が劣化する。

第４群は、レンズ系のコンパクト化および広角化のため
にパワーが大であり、レンズ枚数をあまり削減すると収
差発生量が大になり、レンズが加工不能な形状になるた
め、少なくとも二つのレンズ成分にて構成することが好
ましい。

次に第２群と第３群の間に明るさ絞りを設け第３群と一
体に移動させることにより、テレからワイドにわたって
、Ｆナンバーの変動量を押えることが出来る。

従来は、明るさ絞りの設定位置は特に明示していないが
、本発明では、外径の制約上第２群と第３群の間に配置
することが望ましい。

一方、近年ファイバースコープにおいてもビデオスコー
プにおいても高画素化の傾向にある。これにともないフ
ァイバーバンドルのファイバー間の距離やＣＣＤの絵素
ピッチもより細かくなると考えられる。画素ピッチがφ
からφ′へ細かくなる（φ＞φ′）と、被写界深度の遠
点ｘ２から近点ｘ１までを一定に保つためには、つまり
従来レベルの被写界深度を得るには次のようにする必要
がある。

前記の遠点および近点までの距離ｘ１、ｘ２とφとは次
の関係が成立つ。

ただしｋは許容錯乱円係数、φｋが許容錯乱円である。

この関係から、被写界深度の遠点ｘ２から近点までを一
定に保つためには絵素ピッチがφ′になった時のＦナン
バーをＦ′とすれば、Ｆ′は次のように表わせる。

即ち、画素ピッチの縮小比の逆数分だけＦナンバーを大
きくするように絞る必要がある。このような情況なので
、テレ時とワイド時のＦナンバーの差があまり大きいと
、被写界深度を大にするためにワイド時のＦナンバーを
最低限にしてもテレ時のＦナンバーが大きくなり光束が
細くなりすぎて、レンズ表面のゴミや傷が画像に写り好
ましくない。またテレ時のＦナンバーがレンズ表面のゴ
ミや傷が写らない程度に設定しても、ワイド時のＦナン
バーが小さくなりすぎて十分な被写界深度が得られなく
なり好ましくない。

次に上記のような問題点を考慮して、明るさ絞りを固定
にする場合と可動にする場合について述べる。

第２８図は入射瞳の結像関係を示した図で、レンズＩ、
ＩＩは第２６図等に示す構成の第１群、第２群を合成し
た群を示し、これに絞り側つまり結像面側より逆追跡し
た図である。したがって第１群が負レンズ、第２群が正
レンズであるので、合成したレンズ群の前側焦点位置ｆ
Ｆが明るさ絞りＳより大きく左側に片寄っている。

この図から瞳の結像倍率をｋとすると次の式（■）で表
わされる。

ただし■■は明るさ絞り径φ０の半径、■′■′は入射
瞳径φＥの半径、ｆ１２は第１群と第２群の合成焦点距
離、ｘは明るさ絞り位置から前側焦点位置ｆＦまでの距
離である。

次にワイド側のＦナンバーＦＷおよびテレ側のＦナンバ
ーＦＴ（Ｆ）（固定の場合）、ＦＴ（Ｍ）（第３群と一
体に移動する場合）は、次の通りである。

明るさ絞りが第２８図（Ｂ）のように移動した場合の瞳
の結像倍率ｋ′は次の通りである。

したがって｜ｘ１｜＜｜ｘ｜よりｋ′＞ｋ、φＥ′＞φ
Ｅ故にＦＴ（Ｍ）＜ＦＴ（Ｆ）又ＦＴ（Ｍ）は、｜β３
Ｔ／β３Ｗ｜＝ｍとおき、式（■）、（■）、（■）、
（■）から次のように表わされる。

今、入射瞳係数の変動比を上まわる十分な変倍比ｍがあ
ることから、式（■）と合わせて次の関係が成立つ。

以上の関係から、明るさ絞りが固定であるよりも第３群
と一体的に移動させた方が、テレ端とワイド端とのＦナ
ンバーの差を小さく押えられる。

したがって高画素イメージャーを用いてもテレ時にレン
ズ表面のゴミや傷が写ることによる画像の劣化を防止で
き、ワイド時における被写界深度も十分確保できる。

更に、本発明対物レンズにおいて、第３群以外の群に少
なくとも１面非球面を配置すれば、球面のみでは高次の
非点収差が特にワイド状態で補正過剰になるのを補正で
きるので好ましい。

まず、テレ状態で非点収差を補正することを考える。テ
レ状態では、視野角が挾く各レンズにおける主光線高も
低くなるため、非点収差は３次の領域で補正すればよい
。第３群の後面で上記非点収差を補正しようとすると、
その面の正の３次の非点収差係数がある程度大になる。

この状態から第３群を移動させて、ワイド状態にすると
各レンズにおける主光線高が増大するため、非点収差は
、５次以上の高次の収差の影響を受けやすくなる。

テレ時の３次の非点収差の補正により第３群後面での非
点収差係数は、他の面よりも大きくなり、３次収差の発
生量と高次収差の発生量が連動するため、第３群の後面
の５次以上の高次の非点収差が大になり、ワイド時の非
点収差は像高の高いところで補正過剰になる。

このようなワイドとテレの２状態における非点収差の乖
離を、非球面を用いて抑制するためには、ワイド時での
５次以上の高次の非点収差の補正過剰を補正不足の非点
収差を発生させるようなパワーを持たせた非球面を配置
して互いに打ち消して補正すればよい。非球面係数の次
数と、それによって影響を受ける収差係数の次数の関係
は、（非球面係数の次数）−１が（収差係数の次数）で
ある。したがって６次以上の非球面係数をまとめてＡと
し、非球面の物体側の媒質の屈折率をｎ、像側の媒質の
屈折率をｎ′とすると、下記の条件（６）を満足する６
次以上の非球面係数が少なくとも一つある非球面を用い
れば、高次の非点収差を補正できる。

個の条件を満足しないと非球面によるワイド時の非点収
差の補正過剰をキャンセルできない。

非球面レンズ配置は、テレ時とワイド時の主光線高の変
化の大きな面が望ましく、また球面収差、コマ収差等の
他の収差にあまり影響を及ぼさないようにするためには
、マーシナル光線高が主光線高に対し相対的に低い面が
望ましく、このことから第１群第１面が最も良いが、第
３群以外の群の少なくとも１面に配置すれば実用上十分
な程度に非点収差を補正出来る。

尚、本発明で用いる非球面の形状は、下記の式で表わさ
れる。

ここでｘ、ｙは光軸をｘ軸にとって像の方向を正方向に
とり、ｙ軸を面と光軸との交点を原点としてｘ軸に直交
した方向にとった座標の値、Ｃは光軸近傍でこの非球面
と接する円の曲率半径の逆数、Ｐは非球面の形状をあら
わすパラメーター、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｇ…は夫々２次、４次
、６次、８次…の非球面係数である。

Ｐ＝１でＢ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、…がすべて０の場合は上式は
球面を表わす。

〔実施例〕

次に本発明の内視鏡対物レンズの各実施例を示す。

実施例１ｆＷ＝１．１８８、ｆＴ＝１．７２１、ＦＷ＝４．４９
８、ＦＴ＝６．８７７、２ω＝１１１．７゜（ワイド）
、６３．９゜（テレ）物体距離＝９．４１６２（ワイド
）、４．７０８１（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．３１８９ｄ２＝０．４３９４ｒ３＝∽ ｄ３＝０．３１３９　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．７４０７ｒ５＝７．１４０６ｄ５＝０．３５７８　ｎ３＝１．７９９５２　ν３＝４
２．２４ｒ６＝−７．１４０６ｄ６＝０．０６２８ｒ７＝３．８５００ｄ７＝０．４６４５　ｎ４＝１．７９９５２　ν４＝４
２．２４ｒ８＝−３．８５００ｄ８＝０．０９４２ｒ９＝∽（絞り）ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝−２．５２２３ｄ１０＝０．３１３９　ｎ５＝１．７５５２０　ν５＝
２７．５１ｒ１１＝２．５２２３ｄ１１＝Ｄ２（可変）ｒ１２＝∽ ｄ１２＝０．６９０５　ｎ６＝１．７８８００　ν６＝
４７．３８ｒ１３＝−２．６３６５ｄ１３＝０．０６２８ｒ１４＝３．２６４９ｄ１４＝１．１９２７　ｎ７＝１．６５１６０　ν７＝
５８．５２ｒ１５＝−３．２６４９ｄ１５＝０．３１３９　ｎ８＝１．８４６６６　ν８＝
２３．７８ｒ１６＝∽ ｄ１６＝０．０６２８ｒ１７＝４．４６８９ｄ１７＝１．１９２７　ｎ９＝１．６５１６０　ν９＝
５８．５２ｒ１８＝−４．４６８９ｄ１８＝０．３１３９　ｎ１０＝１．８４６６６　ν１
０＝２３．７８ｒ１９＝∽ ｆ　１．１８８　１．７２１Ｄ１　０．２２　０．９４２Ｄ２　１．０３６　０．３１４｜β３Ｗ｜＝１．０６６、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．５９７
｜β３Ｔ｜／β３Ｗ｜＝１．４２、｜β４｜＝０．６２
２｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．３６９実施例２ｆＷ＝１．２３４、ｆＴ＝１．７３９、ＦＷ＝８．３６
７、ＦＴ＝１０．１７９、２ω＝１１２．１゜（ワイド
）、６０゜（テレ）物体距離＝９．０９０９（ワイド）
、９．２２０８（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１１７　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．１６８２ｄ２＝０．４４１６ｒ３＝∽ ｄ３＝０．４０２６　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０１９５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．２５９７　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．３１１７ｒ７＝２．９８７０ｄ７＝０．２５９７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝１．２９８０ｄ８＝０．５１９５　ｎ５＝１．７２０００　ν３＝４
３．７０ｒ９＝∽ ｄ９＝０．０６４９ｒ１０＝３．３９４８ｄ１０＝０．３７６６　ｎ６＝１．７９９５２　ν６＝
４２．２４ｒ１１＝−３．３９４８ｄ１１＝Ｄ１（可変）ｒ１２＝∽（絞り）ｄ１２＝０．１２９９ｒ１３＝−２．８５６５ｄ１３＝０．２５９７　ｎ７＝１．７５５２０　ν７＝
２７．５１ｒ１４＝２．８５６５ｄ１４＝Ｄ２（可変）ｒ１５＝４５．８９３３ｄ１５＝０．６８８３　ｎ８＝１．７８８００　ν８＝
４７．３８ｒ１６＝−２．７２７３ｄ１６＝０．０６４９ｒ１７＝２．２３８３ｄ１７＝１．１９４８　ｎ９＝１．６５１６０　ν９＝
５８．５２ｒ１８＝−２．２３８３ｄ１８＝０．２５９７　ｎ１０＝１．８４６６６　ν＝
２３．７８ｒ１９＝７．２５５２ｄ１９＝０．１２９９ｒ２０＝４０．４６４１ｄ２０＝０．２３３８　ｎ１１＝１．８８３００　ν１
１＝４０．７８ｒ２１＝５．５８０５ｄ２１＝０．７０１３　ｎ１２＝１．６２３７４　ν１
２＝４７．１０ｒ２２＝−５．５８０５ｄ２２＝０．５８４４ｒ２３＝∽ ｄ２３＝１．３６３６　ｎ１３＝１．５１６３３　ν１
３＝６４．１５ｒ２４＝∽ ｆ　１．２３４　１．７３９Ｄ１　０．２０１　１．００６Ｄ２　１．０９７　０．２９２｜β３Ｗ｜＝１．１２２、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．６４３
｜β３Ｔ／β３Ｗ＝１．３７、｜β４｜＝０．５８５｜
ｆ３／ｆＷ｜＝１．５０３実施例３ｆＷ＝１．２５９、ｆＴ＝１．５８９、ＦＷ＝７．３３
６、ＦＴ＝１０，０８２、２ω＝１１２゜（ワイド）、
６８．５゜（テレ）物体距離＝８．４４１６（ワイド）
、４．２２０８（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．２７２５ｄ２＝０．４００５ｒ３＝∽ ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．７１７４ｒ７＝１．５１１５ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝０．８７９２ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−６．２８１２ｄ９＝０．２７０２ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝Ｄ１（可変）ｒ１１＝−５．９５６９ｄ１１＝０．３８９６　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝４．１１７６ｄ１２＝Ｄ２（可変）ｒ１３＝−４０．２７５６ｄ１３＝０．６４９４　ｎ７＝１．７８８００　ν７＝
４７．３８ｒ１４＝−２．５１２１ｄ１４＝０．０６２８ｒ１５＝２．０５９６ｄ１５＝１．１２９９　ｎ８＝１．６５１６０　ν８＝
５８．５２ｒ１６＝−８．８０５８ｄ１６＝０．２４３６　ｎ９＝１．８４６６６　ν９＝
２３．７８ｒ１７＝４．０８０３ｄ１７＝０．６４９４ｒ１８＝∽ ｄ１８＝１．３６３６　ｎ１０＝１．５１６３３　ν１
０＝６４．１５ｒ１９＝∽ ｆ　１．２５９　１．５８９Ｄ１　０．１２６　１．１６４Ｄ２　１．１６７　０．１３｜βＪＷ｜＝１．６８８、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．６０７
｜β３Ｔ／βＪＷ｜＝１．２０、｜β４｜＝０．２７２
｜ｆ３／ｆＷ｜＝２．４１９実施例４ｆＷ＝１．２４９、ｆＴ＝１．５８４、ＦＷ＝８．４５
３、ＦＴ＝１０２ω＝１１２°（ワイド）、６０゜（テレ）物体距離＝
８．４４１６（ワイド）、４．２２０８（テレ）ｒ１＝
∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．０１６７ｄ２＝０．４００５ｒ３＝∽ ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．５８３６ｒ７＝１．８８９７ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝０．９１７１ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−２．６６３７ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝０．１２９９ｒ１１＝−１５．５１２６ｄ１１＝０．２５５８　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝１．０１３８ｄ１２＝０．５０３７　ｎ７＝１．８４６６６　ν７＝
２３．７８ｒ１３＝２．２２７３ｄ１３＝Ｄ２（可変）ｒ１４＝５．７６８６ｄ１４＝０．６４９４　ｎ８＝１．７８８００　ν８＝
４７．３８ｒ１５＝−３．２４６４ｄ１５＝０．０６２８ｒ１６＝１．８２３３ｄ１６＝１．１２９９　ｎ９＝１．６５１６０　ν９＝
５８．５２ｒ１７＝−２．７４２７ｄ１７＝０．２４３６　ｎ１０＝１．８４６６６　ν１
０＝２３．７８ｒ１８＝１．８４９６ｄ１８＝０．６４９４ｒ１９＝∽ ｄ１９＝１．３６３６　ｎ１１＝１．５１６３３　ν１
１＝６４．１５ｒ２０＝∽ ｆ　１．２４９　１．５８４Ｄ１　０．２６１　１．３２６Ｄ２　１．２９２　０．２２７｜β３Ｗ｜＝１．２７６、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．５９８
｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＝１．３１、｜β４｜＝０．４１５
｜ｆ３／ｆＷ｜＝２．１５２実施例５ｆＷ＝１．１６、ｆＴ＝１．６８、ＦＷ＝８．０２６、ＦＴ＝１０．０３７２ω＝１１２゜
（ワイド）、６０゜（テレ）物体距離＝８．４４１６（
ワイド）、４．２２０８（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．７０３８ｄ２＝０．４００５ｒ３＝∽ ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝１．１５６１ｒ７＝１．８９４２ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝０．９３８５ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−３．９７２１ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝０．１２９９ｆ１１＝９．２３８２ｄ１１＝０．２５５８　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝１．３８７０ｄ１２＝Ｄ２（可変）ｒ１３＝−１２．７５２６ｄ１３＝０．６４９４　ｎ７＝１．７８８００　ν７＝
４７．３８ｒ１４＝−１．６８８７ｄ１４＝０．０６２８ｒ１５＝２．２５５７ｄ１５＝１．１２９９　ｎ８＝１．６５１６０　ν８＝
５８．５２ｒ１６＝１．５１９３ｄ１６＝０．２４３６　ｎ９＝１．８４６６６　ν９＝
２３．７８ｒ１７＝５．１４４１（非球面）ｄ１７＝０．６４９４ｒ１８＝∽ ｄ１８＝１．３６３６　ｎ１０＝１．５１６３３　ν１
０＝６４．１５ｒ１９＝∽ 非球面係数Ｐ＝１．００００、Ｂ＝０、Ｅ＝０．６０３１３×１０
−２Ｆ＝−０．１９１６９×１０−１ｆ　１．１６　１．６８Ｄ１　０．２１８　１．２８３Ｄ２　１．２９２　０．２２７｜β３Ｗ｜＝１．１１５、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．５２３
｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＝１．４５、｜β４｜＝０．４４５
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．８１６実施例６ｆＷ＝１．２７７、ｆＴ＝１．６１２ＦＷ＝８．６７３、ＦＴ＝１０．０８３２ω＝１１２°
（ワイド）、６０゜（テレ）物体距離＝８．４４１５（
ワイド）、４．２２０８（テレ）ｒ１＝∽（非球面）ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．５５９４ｄ２＝０．４００５ｒ３＝∽ ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．９６６６ｒ７＝２．４６３９ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝１．０２０７ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−２．７２８６ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝０．１２９９ｒ１１＝８．２８４８ｄ１１＝０．２５５８　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝１．７４００ｄ１２＝Ｄ２（可変）ｒ１３＝８．２５９４ｄ１３＝０．６４９３　ｎ７＝１．７８８００　ν７＝
４７．３８ｒ１４＝−２．３２２１ｄ１４＝０．０６２８ｒ１５＝２．５４２２ｄ１５＝１．１２９９　ｎ８＝１．６５１６０　ν８＝
５８．５２ｒ１６＝−２．０３９１ｄ１６＝０．２４３６　ｎ９＝１．８４６６６　ν９＝
２３．７８ｒ１７＝２．７４６９ｄ１７＝０．６４９３ｒ１８＝∽ ｄ１８＝１．３６３６　ｎ１０＝１．５１６３３　ν１
０＝６４．１５ｒ１９＝∽ 非球面係数Ｐ＝１．００００、Ｂ＝０、Ｅ＝−０．１６２７４×１
０−１Ｆ＝０．２６２２０×１０−３ｆ　１．２７７　１．６１２Ｄ１　０．２１５　１．２８Ｄ２　１．２９２　０．２２７｜β３Ｗ｜＝１．３８１、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．５８９
｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＝１．２７、｜β４｜＝０．３６｜
ｆ３／ｆＷ｜＝２．２３４実施例７ｆＷ＝１．３５２、ｆＴ＝１．７１１ＦＷ＝８．８１８、ＦＴ＝１０．０２２２ω＝１１２°
（ワイド）、６０゜（テレ）物体距離＝８．４４１６（
ワイド）．４．２２０８（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝０．７４５９（非球面）ｄ２＝０．４００５ｒ３＝∽ ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν３＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．３０５１ｒ７＝１．８４４５ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝０．８８２０ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−１４．４４８９（非球面）ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝０．１２９９ｒ１１＝−４１．８９４４ｄ１１＝０．２５５８　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝２．４４１６ｄ１２＝Ｄ２（可変）ｒ１３＝３．２０８７ｄ１３＝０．６４９４　ｎ７＝１．７８８００　ν７＝
４７．３８ｒ１４＝−５．１５６８ｄ１４＝０．０６２８ｒ１５＝３．７２０３ｄ１５＝１．１２９９　ｎ８＝１．６５１６０　ν８＝
５８．５２ｒ１６＝−１．７００３ｄ１６＝０．２４３６　ｎ９＝１．８４６６６　ν９＝
２３．７８ｒ１７＝∽ ｄ１７＝０．６４９４ｒ１８＝∽ ｄ１８＝１．３６３６　ｎ１０＝１．５１６３３　ν１
０＝６４．１５ｒ１９＝∽ 非球面係数（第２面）Ｐ＝０．６０２３、Ｂ＝０．２８７４７Ｅ＝−０．９１
５４１、Ｆ＝−０．４９８４４×１０−１（第９面）Ｐ＝∽．Ｂ＝−０．１６６２１Ｅ＝−０．１８４８８×１０−１、Ｆ＝−０．２４４０
８×１０−−ｆ　１．３５２　１．７１１Ｄ１　０．１３　１．１９５Ｄ２　１．２９２　０．２２７｜β３Ｗ｜＝１．７０１、｜ｆ４／ｆＷ｜＝１．５３９
｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＝１．２１、｜β４｜＝０．２９１
｜ｆ３／ｆＷ｜＝２．１６６実施例８ｆＷ＝１．２５２、ｆＴ＝１．６４４ＦＷ＝８．５２７、ＦＴ＝１０．０４２２ω＝１１２°
（ワイド）、６０゜（テレ）物体距離＝８．４４１５（
ワイド）、４．２２０８（テレ）ｒ１＝∽ ｄ１＝０．３１３９　ｎ１＝１．８８３００　ν１＝４
０．７８ｒ２＝１．２７６９ｄ２＝０．４００５ｄ３＝０．２５９７　ｎ２＝１．５１６３３　ν２＝６
４．１５ｒ４＝∽ ｄ４＝０．０３２５ｒ５＝∽ ｄ５＝０．４０２６　ｎ３＝１．５１６３３　ν７＝６
４．１５ｒ６＝∽ ｄ６＝０．６２６３ｒ７＝１．７７８３ｄ７＝０．３２４７　ｎ４＝１．８４６６６　ν４＝２
３．７８ｒ８＝０．９８１８ｄ８＝０．７１４３　ｎ５＝１．７２０００　ν５＝４
３．７０ｒ９＝−３．３７８６（非球面）ｄ９＝Ｄ１（可変）ｒ１０＝∽（絞り）ｄ１０＝０．１２９９ｒ１１＝−９．４７７５ｄ１１＝０．２５５８　ｎ６＝１．７８５９０　ν６＝
４４．１８ｒ１２＝−１．８８１０ｄ１２＝０．１４１２　ｎ７＝１．８４６６６　ν７＝
２３．７８ｒ１３＝３．２４８４ｄ１３＝Ｄ２（可変）ｒ１４＝１７．６９８６（非球面）ｄ１４＝０．６４９３　ｎ８＝１．７８８００　ν８＝
４７．３８ｒ１５＝−２．６９０９ｄ１５＝０．０６２８ｒ１６＝１．９３９５ｄ１６＝１．１２９９　ｎ９＝１．６５１６０　ν９＝
５８．５２ｒ１７＝−４．５０３３ｄ１７＝０．２４３６　ｎ１０＝１．８４６６６　ν１
０＝２３．７８ｒ１８＝２．９６９５ｄ１８＝０．６４９３ｒ１９＝∽ ｄ１９＝１．３６３６　ｎ１１＝１．５１６３３　ν１
１＝６４．１５ｒ２０＝∽ 非球面係数（第９面）Ｐ＝１．００００、Ｂ＝０、Ｅ＝０．２２１８０×１０
−１Ｆ＝−０．６８２０１×１０−２（第１４面）Ｐ＝１．００００、Ｂ＝０、Ｅ＝−０．４５７８８×１
０−２Ｆ＝０．１１１００×１０−２ｆ　１．２５２　１．６４４Ｄ１　０．２５４　１．３１７Ｄ２　１．２９２　０．２２７ただしｒ１、ｒ２…はレンズ各面の曲率半径、ｄ１、ｄ
２、…は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ１、ｎ２
、…は各レンズの屈折率、ν１、ν２、…は各レンズの
アツベ数である。

実施例１は、第１図に示すレンズ構成で、物体側より順
に物体側が平面の平凹レンズからなる負のパワーの第１
群と、赤外線カットフィルターと２枚の両凸レンズから
なる正のパワーの第２群と、固定された明るさ絞りと、
両凹レンズからなる負のパワーの第３群と、物体側が平
面の平凸レンズと両凹レンズとを接合した接合レンズからなり正のパワーの第４群とからなる。第１群と第
２群の間の赤外線カットフィダーは、この実施例の対物
レンズをビデオスコープに採用した場合、赤外線にも感
度のあるＣＣＤへの赤外線の入射するのを除去するため
である。第３群が第１図に示すワイド状態の位置にある
とき、第４群の光線高が高く、倍率の色収差を除去すた
めに第４群は三つのレンズよりなりそのうち二つは接合
されている。

実施例２は第２図に示すレンズ構成で、実施例１よりも
高画素用にしたものである。高画素化に伴い画素ピッチ
が細くなるため、それに対応出来るように倍率の色収差
を一層良好に補正する必要がある。そのために第２群の
物体側のレンズ成分つまり軸外主光線の高い位置のレン
ズ成分を接合レンズにして色収差を補正している。又第
２群と第３群との間に配置された明るさ絞りを第３群と
一体的に移動させてテレ時からワイド時までのＦナンバ
ーの変動を小さくして広い被写界深度を確保している。

実施例３はいわば実施例２を底コスト化したものである
。その構成は第３図の通りで、第３群のパワーを弱くし
てコマ収差、非点収差の発生を緩和した。又第２群を物
体側に凸面を向けた凹のメニスカスレンと両凸レンズの
接合レンズ、第４群を物体側に凹面を向けた凸のメンス
カスレンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと
した。

実施例４も、実施例２を低コストにしたもので、構成は
、第４図に示す通りで、明るさ絞りを第３群と一体に移
動する。また第３群を両凹レンズと凸のメニスカスレン
ズとを接合した全体として負のパワーの接合レンズとし
又第４群の物体側のレンズを両凸レンズにした点で実施
例３と異なる。

実施例２と同様被写界深度は深い。

これら実施例３、４は、従来例や実施例１、２よりもレ
ンズ枚数が少なく安価になし得る。

実施例５乃至実施例８は、夫々第５図乃至第８図に示す
レンズ構成で、球面系で発生する過剰な高次の非点収差
を非球面を設けて補正している。

これらのうち実施例のうち実施例５は、第４群の最終面
に像高が高くなるにつれて凹の作用と凸の作用を持つよ
うな非球面を１面設けている。

実施例６は、第１群の第１面に像高が高くなるにつれて
徐々に凹の作用が強くなって行くような非球面を１面設
けている。

実施例７は第１群の像例の面および第２群の像側の面の
２面に非球面にしたもので、非点収差以外に補正不足の
コマ収差を上記非球面で補正過剰の収差で補正している
。

実施例８は、第２群の像側の面と第４群の物体側の面の
２面に非球面を配置している。そして非点収差以外にワ
イド側のコマ収差の補正不足を前記の二つの非球面で補
正過剰な収差を発生させて補正している。

このように実施例５〜８は非球面を用いてレンズ枚数を
削除しても非点収差の劣化を防止でき周辺の画質を良好
に保つことが出来る。

〔発明の効果〕

本発明の対物レンズは、光学系の全長および外径をコン
パクトにして内視鏡先端部の細径化および硬質部の長さ
の短縮化が可能になり、通常観察状態においては近接拡
大倍率を確保しながら広角化が実現出来、特殊観察用で
ありながら、一般用としての使用も可能である。更にレ
ンズ枚数の削減による低コスト化も可能であり、明るさ
絞りを第３群と一体に移動させることにより画像を良好
に保ち得る。更に近接時から通常観察時にわたって被写
界を十分確保出来、高画素イメージャー用としても用い
得る。又非球面レンズを用いれば、周辺の画質も良好に
保ち得る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は夫々本発明の実施例１乃至実施例８
の断面図、第９図、第１０図は夫々実施例１のワイド時
、テレ時における収差曲線図、第１１図、第１２図は夫
々実施例２のワイド時、テレ時における収差曲線図、第
１３図、第１４図は夫々実施例３のワイド時、テレ時に
おける収差曲線図、第１５図、第１６図は夫々実施例４
のワイド時、テレ時における収差曲線図、第１７図、第
１８図は夫々実施例５のワイド時、テレ時における収差
曲線図、第１９図、第２０図は夫々実施例６のワイド時
、テレ時における収差曲線図、第２１図、第２２図は夫
々実施例７のワイド時、テレ時における収差曲線図、第
２３図、第２４図は夫々実施例８のワイド時、テレ時に
おける収差曲線図、第２５図は本発明の構成の概要を示
す図、第２６図、第２７図は本発明の第１、２群を合成
群と考えた時の構成の概要を示す図、第２８図はレンズ
系の入射瞳の結像関係を示す図である。出願人　オリンパス光学工業株式会社代理人　向寛二

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負の屈折力を有する第１群と、正の屈折力
を有する第２群と、負の屈折力を有する第３群と、正の屈折
力を有する第４群とからなり、下記条件を満足すると共
に前記第３群を光軸に沿って移動させることにより倍率
の変化と焦点合わせを同時に行なうようにした内視鏡対
物レンズ。（１）｜β３Ｗ｜＞０．９（２）｜ｆ４／ｆＷ｜＜１．８５（３）｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＞１ただし、ｆＷはワイド端における全系の焦点距離、ｆ４
は第４群の焦点距離、β３Ｗ、β３Ｔは夫々ワイド端お
よびテレ端における第３群の倍率である。