WO2013069263A1 - 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 - Google Patents

内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 Download PDF

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WO2013069263A1
WO2013069263A1 PCT/JP2012/007121 JP2012007121W WO2013069263A1 WO 2013069263 A1 WO2013069263 A1 WO 2013069263A1 JP 2012007121 W JP2012007121 W JP 2012007121W WO 2013069263 A1 WO2013069263 A1 WO 2013069263A1
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WO
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lens
observation
lens group
endoscope
objective lens
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PCT/JP2012/007121
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English (en)
French (fr)
Inventor
山本　力
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富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope objective lens and an endoscope, and more specifically, for an endoscope that performs focusing from a farthest point object to a closest object by moving a part of a lens group in the system.
  • the present invention relates to an objective lens and an endoscope provided with the endoscope objective lens.
  • endoscopes equipped with an image sensor such as a CCD have been widely used in the medical field and the like.
  • an image sensor such as a CCD
  • Patent Document 1 describes an endoscope observation optical system used for blood vessel enhancement observation, which is a kind of specific wavelength band enhancement observation.
  • This optical system is compatible with both normal observation using visible light and blood vessel enhancement observation using light with a wavelength of 415 nm, and axial chromatic aberration in light with a wavelength of 415 nm remains in a tendency to be undercorrected.
  • the focal object position is set to be closer to the near object side than the focused object position during normal observation.
  • Patent Document 1 has axial chromatic aberration remaining, and the focused object position differs between blood vessel enhancement observation and normal observation. Both observations cannot be observed at the same time, but are observed separately. However, in practice, more appropriate judgment can be made by observing the same part simultaneously in both blood vessel enhancement observation and normal observation.
  • a method of observing the entire observation object optically with a single endoscope in a wide field of view (hereinafter referred to as wide angle observation) and a method of magnifying and observing partly in close proximity
  • magnification observation both
  • magnification observation it is preferable that enlarged observation of the affected area is possible.
  • this wide-angle observation and magnified observation are possible for normal observation and specific wavelength band enhanced observation, respectively.
  • the optical system described in Patent Document 1 is capable of observing with enlarged blood vessel enhancement compared to normal observation, but is a pseudo one because the position of the focused object is different. Further, the optical system described in Patent Document 1 does not enable wide-angle observation and magnified observation in normal observation and specific wavelength band-enhanced observation, respectively.
  • the optical system of Patent Document 1 is configured so that light with a wavelength of 415 nm is typically used as illumination light for blood vessel enhancement observation.
  • a wide wavelength band is used. Since a part of the light is extracted and used, the light use efficiency is poor.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope objective lens capable of wide-angle observation and magnified observation in each of the enhanced observations, and an endoscope including the endoscope objective lens.
  • the endoscope objective lens of the present invention is configured to perform focusing from the farthest point object to the closest object by moving at least one lens group excluding the lens closest to the object side along the optical axis.
  • the following conditional expressions (1) and (2) are satisfied.
  • ft focal length of the entire system when focused on the closest object
  • fw focal length of the entire system when focused on the farthest object
  • C ⁇ t axial chromatic aberration related to wavelengths 546 nm and 405 nm when focused on the closest object
  • the endoscope according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a positive lens power.
  • the fourth lens group having substantially the same refractive power and substantially four lens groups, and moving the second lens group and the third lens group along the optical axis respectively, thereby moving the object from the farthest point to the nearest object Can be configured to focus.
  • the endoscope of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. 3 may be configured so that focusing is performed from the farthest point object to the closest object by moving only the second lens group along the optical axis.
  • the “farthest point” means the farthest point in the distance range on the object side to be observed, and “closest” means the closest point in the distance range on the object side to be observed. means.
  • the “lens group” does not necessarily include a plurality of lenses but also includes a single lens.
  • substantially composed of four lens groups and “substantially composed of three lens groups” means “substantially” in addition to the lens groups mentioned as the constituent elements. It is intended that an optical element other than a lens such as a lens having no power, an aperture or a cover glass, a lens flange, a lens barrel, an image sensor, or the like may be included.
  • the endoscope of the present invention is characterized by including the above-described endoscope objective lens of the present invention.
  • the objective lens for endoscope according to the present invention is configured to perform focusing from the farthest point object to the nearest object by moving the lens group in the system and satisfy the conditional expression (1). Observation and magnified observation are possible. Furthermore, in addition to the above configuration, since it is configured to satisfy the conditional expression (2), the same part can be observed simultaneously in both normal observation using visible light and specific wavelength band-enhanced observation using light centered on a wavelength of 405 nm. In addition, wide-angle observation and magnified observation are possible in normal observation and specific wavelength band-enhanced observation, respectively. Furthermore, since it is configured to satisfy the conditional expression (2), it is possible to perform observation with a specific wavelength band enhanced by light having a wavelength of 405 nm. For example, illumination light using a semiconductor light source that emits light having a wavelength of 405 nm is used. And observation using illumination light with high light utilization efficiency becomes possible.
  • the endoscope of the present invention is provided with the endoscope objective lens of the present invention, the same site is used for both the specific wavelength band-enhanced observation and the normal observation using illumination light with high light utilization efficiency. Observation is possible at the same time, and wide-angle observation and magnified observation are possible for normal observation and specific wavelength band-enhanced observation, respectively.
  • FIGS. 5A to 5H are graphs showing aberrations of the endoscope objective lens according to Example 1 of the present invention.
  • 6 (A) to 6 (H) are graphs showing aberrations of the endoscope objective lens according to Example 2 of the present invention.
  • 7A to 7H are graphs showing aberrations of the endoscope objective lens according to Example 3 of the present invention.
  • FIGS 8A to 8H are graphs showing various aberrations of the endoscope objective lens according to Example 4 of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration in a cross section including an optical axis Z of an endoscope objective lens according to an embodiment of the present invention.
  • the configuration example shown in FIG. 1 corresponds to the lens configuration of Example 1 described later.
  • the left side is the object side
  • the right side is the image side.
  • the endoscope objective lens performs focusing from the farthest point object to the nearest object by moving at least one lens group excluding the most object side lens along the optical axis Z. It is configured.
  • the lens configuration when focusing on the farthest point object (hereinafter also referred to as the farthest point observation state) is shown in the upper part of FIG. 1, and when focusing on the nearest object in the lower part of FIG. , Also referred to as a close-up observation state).
  • the farthest point observation state is a state in which the farthest point in the distance range on the object side to be observed is observed, corresponds to a wide-angle observation state, and the closest observation state is an observation target. This is a state in which the closest point in the distance range on the object side is observed, and corresponds to a state of magnified observation.
  • an objective lens is mounted on an endoscope without a protective member, and the lens on the most object side often has the function of an optical window, and in that case, it is movable to maintain airtightness. Therefore, the endoscope objective lens according to the present embodiment is configured such that the most object side lens is fixed at the time of focusing.
  • the endoscope objective lens of the example shown in FIG. 1 includes four lenses, a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a fourth lens group G4, which are arranged in order from the object side.
  • the lens unit is configured to move the two lens groups, the second lens group G2 and the third lens group G3, as schematically shown by arrows in FIG.
  • the endoscope objective lens of the present embodiment is configured to satisfy the following conditional expression (1).
  • ft focal length of the entire system when focusing on the closest object
  • fw focal length of the entire system when focusing on the farthest object
  • conditional expression (1) indicates the magnification, and if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, a high magnification with a high magnification observation effect cannot be obtained.
  • the endoscope objective lens of the present embodiment enables both normal observation with visible light and specific wavelength band-enhanced observation, and is configured to satisfy the following conditional expression (2). Yes.
  • ft focal length of the entire system at the time of focusing on the closest object
  • C ⁇ t axial chromatic aberration with respect to wavelengths 546 nm and 405 nm when focusing on the closest object
  • Conditional expression (2) defines axial chromatic aberration with respect to a wavelength of 546 nm, which is substantially the central wavelength of visible light, and a wavelength of 405 nm, which can be the wavelength of illumination light for specific wavelength band emphasis observation, to be smaller than a predetermined value. .
  • this axial chromatic aberration can be reduced in the closest observation state, and the same part can be observed simultaneously in both the specific wavelength band enhanced observation and the normal observation. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, it will be difficult to observe the same part simultaneously in normal observation and specific wavelength band enhanced observation using light having a wavelength of 405 nm in the closest observation state.
  • the endoscope objective lens of the present embodiment can use light having a wavelength of 405 nm as illumination light for specific wavelength band-enhanced observation.
  • a wavelength of 405 nm when light having a wavelength of 415 nm is used as illumination light, a part of the broadband light is extracted and used, resulting in illumination light with low light utilization efficiency.
  • a semiconductor light source that emits light having a wavelength of 405 nm can be used, so that illumination light with high light utilization efficiency can be used.
  • the endoscope objective lens of the present embodiment is configured to perform focusing from the farthest point object to the nearest object and satisfy the conditional expressions (1) and (2). Therefore, wide-angle observation and magnified observation are possible in normal observation and specific wavelength band-enhanced observation, respectively.
  • the endoscope objective lens of the present embodiment satisfies the following conditional expression (3).
  • C ⁇ t axial chromatic aberration with respect to a wavelength of 546 nm and a wavelength of 405 nm when focusing on the farthest point object
  • Conditional expression (3) defines the amount of axial chromatic aberration relating to the wavelength 546 nm and the wavelength 405 nm in the farthest point observation state.
  • conditional expression (3) the axial chromatic aberration relating to the wavelength 546 nm and the wavelength 405 nm can be reduced even in the farthest point observation state, and the same part is observed simultaneously in both the specific wavelength band enhanced observation and the normal observation. It becomes possible. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, it will be difficult to observe the same part simultaneously in normal observation and specific wavelength band enhanced observation using light with a wavelength of 405 nm in the farthest point observation state.
  • conditional expression (1A) instead of conditional expression (1) in order to perform observation with a larger magnification.
  • conditional expression (2 ) Is more preferable to satisfy the following conditional expression (2A), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (2B).
  • conditional expression (3) is required to reduce axial chromatic aberration related to the wavelength 546 nm and the wavelength 405 nm in the far-point side observation state, and to perform better observation in both the specific wavelength band enhanced observation and the normal observation. It is more preferable to satisfy the following conditional expression (3A) instead of
  • the endoscope objective lens of the present invention includes, for example, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power in order from the object side.
  • the third lens group G3 having a negative refractive power and the fourth lens group G4 having a positive refractive power, and the second lens group is used for focusing from the farthest point object to the closest object.
  • the two lens groups of the lens group G2 and the third lens group G3 can be configured to move along the optical axis Z, respectively.
  • the second lens group G2 moves to the object side and the third lens group G3 moves to the image side during focusing.
  • the first lens group G1 has a three-lens configuration including lenses L1, L2, and L3, the second lens group G2 includes a lens L4, and the third lens group G3 includes two lenses L5 and L6.
  • the fourth lens group G4 is composed of three lenses L7, L8, and L9.
  • an aperture stop St is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3, and a parallel plane plate-like optical member P1 assuming a filter or the like between the lens L1 and the lens L2.
  • An example is shown in which optical members P2 and P3 that are parallel plane plates assuming an optical path conversion prism, a filter, a cover glass, and the like are arranged on the image side of the fourth lens group G4.
  • the aperture stop St and the optical members P1, P2, and P3 are not essential components for the endoscope objective lens of the present invention.
  • the position of the image side surface of the optical member P3 is configured to coincide with the position of the image plane of the endoscope objective lens.
  • the position of the image plane is not necessarily limited to this example.
  • a four-group configuration in which four lens groups, negative, positive, negative, and positive, are arranged, and by moving the second and third lens groups from the object side during focusing, The degree of freedom in setting the focusing speed with respect to the moving distance of the lens group can be increased, and the user can use it easily.
  • the lens group moving mechanism in the case of the above-described four-group configuration, it is preferable that two lens groups move during focusing.
  • the endoscope objective lens according to the present invention includes, for example, a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power in order from the object side, as shown in examples described later.
  • the third lens group has a positive refractive power, and only the second lens group G2 moves along the optical axis when focusing from the farthest point object to the closest object. Can be configured. By using one lens group that moves during focusing, the moving mechanism can be simplified, and a compact configuration can be achieved.
  • the endoscope objective lens when the endoscope objective lens is mounted on the endoscope without a protective member, the lens closest to the object is exposed to body fluid, cleaning fluid, direct sunlight, oils, and the like. Therefore, it is preferable to use a material having high water resistance, weather resistance, acid resistance, chemical resistance, etc. as the material of this lens.
  • the powder water resistance and powder acid resistance standards determined by the Japan Optical Glass Industry Association are reduced. It is preferable to use one having a rate rank and a surface method weather resistance rank of 1.
  • Example 1 The lens configuration diagram of the endoscope objective lens according to the first embodiment is illustrated in FIG. 1 and the method for illustrating the same is as described above.
  • Schematic configuration of the endoscope objective lens of Example 1 is as follows. That is, in order from the object side, the first lens group G1 having negative refractive power, the second lens group G2 having positive refractive power, the third lens group G3 having negative refractive power, and the first lens group G3 having positive refractive power.
  • Four lens groups of the four lens group G4 are arranged, and when focusing from the farthest point object to the closest object, the second lens group G2 is directed to the object side, and the third lens group G3 is directed to the image side. Each is configured to move along the optical axis Z.
  • An aperture stop St is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
  • the first lens group G1 includes a negative lens L1, a negative lens L2, and a positive lens L3 arranged in this order from the object side.
  • a filter or the like is assumed between the lens L1 and the lens L2.
  • a parallel plane plate-like optical member P1 is disposed.
  • the lens L2 and the lens L3 are cemented.
  • the second lens group G2 includes one positive lens L4.
  • the third lens group G3 includes a positive lens L5 and a negative lens L6 arranged in this order from the object side.
  • the lens L5 and the lens L6 are cemented.
  • the fourth lens group G4 includes a positive lens L7, a positive lens L8, and a negative lens L9 arranged in this order from the object side.
  • the lens L8 and the lens L9 are cemented.
  • Table 1 shows a detailed configuration of the endoscope objective lens of Example 1.
  • Ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface
  • Di column indicates the surface spacing on the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface
  • the Nej column is the most object side.
  • Represents the refractive index with respect to the e-line (wavelength 546 nm) of the j-th (j 1, 2, 3,...) Optical element that sequentially increases toward the image side.
  • the column of N405j indicates the refractive index with respect to the wavelength of 405 nm of the jth optical element.
  • the sign of the radius of curvature is positive when the surface shape is convex on the object side and negative when the surface shape is convex on the image side.
  • the basic lens data includes the aperture stop St and the optical members P1, P2, and P3, and (St) is written together with the surface number in the surface number column of the surface corresponding to the aperture stop St. Yes. Further, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2, the distance between the second lens group G2 and the aperture stop St, the distance between the aperture stop St and the third lens group G3, the distance of which changes during focusing, The intervals between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are described as (variable 1), (variable 2), (variable 3), and (variable 4), respectively.
  • Table 1 shows the object distances when focusing on the farthest point object and when focusing on the closest object, and the above (variable 1), (variable 2), (variable 3), (variable) The value of 4) is shown.
  • Mm is used as the unit of length of the numerical values in Table 1, but this is an example, and the optical system can be used even with proportional enlargement or reduction, so use another appropriate unit. You can also. Table 1 shows values rounded by a predetermined digit.
  • FIGS. 5A to 5D show the spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and chromatic aberration of magnification (chromatic aberration of magnification) in the farthest point observation state of the endoscope objective lens of Example 1.
  • Each aberration diagram of) is shown.
  • FIGS. 5E to 5H show spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, distortion chromatic aberration (magnification of magnification) in the closest observation state of the endoscope objective lens of Example 1, respectively.
  • Each aberration diagram of (chromatic aberration) is shown.
  • the aberration diagrams for spherical aberration, astigmatism, and distortion show aberrations with the e-line as the reference wavelength, but the spherical aberration chart also shows aberrations for the C-line (wavelength 656.3 nm) and wavelength 405 nm. Yes.
  • aberrations in the sagittal direction and the tangential direction are indicated by a solid line and a broken line, respectively.
  • the lateral chromatic aberration diagram shows aberrations for the C line and a wavelength of 405 nm.
  • Fno Of spherical aberration diagram. Means F value, and ⁇ in other aberration diagrams means half angle of view.
  • Distortion is a deviation from the ideal image height when the focal length f of the entire system and the half angle of view ⁇ (variable treatment, 0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) is used and the size of the ideal image height is f ⁇ tan ⁇ . The amount is shown.
  • FIG. 2 shows a lens configuration diagram of the farthest point observation state and the closest observation state of the endoscope objective lens according to the second embodiment.
  • the schematic configuration of the endoscope objective lens of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • Table 2 shows a detailed configuration of the endoscope objective lens of Example 2.
  • 6A to 6H show aberration diagrams of the endoscope objective lens of Example 2.
  • FIG. 1
  • FIG. 3 shows a lens configuration diagram of the farthest point observation state and the closest observation state of the endoscope objective lens according to the third embodiment.
  • the schematic configuration of the endoscope objective lens of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • Table 3 shows a detailed configuration of the endoscope objective lens of Example 3.
  • FIGS. 7A to 7H show aberration diagrams of the endoscope objective lens of Example 3.
  • FIG. 4 shows a lens configuration diagram of the farthest point observation state and the closest observation state of the endoscope objective lens according to the fourth embodiment.
  • the schematic configuration of the endoscope objective lens of Example 4 is as follows. That is, in order from the object side, three lens groups of a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group G3 having a positive refractive power are arranged. Thus, at the time of focusing from the farthest point object to the nearest object, only the second lens group G2 is configured to move along the optical axis Z toward the image side.
  • the first lens group G1 includes a negative lens L1, a negative lens L2, a positive lens L3, and a positive lens L4 arranged in this order from the object side, and between the lens L1 and the lens L2, A parallel plane plate-like optical member P1 assuming a filter or the like is disposed.
  • the lens L2 and the lens L3 are cemented.
  • the second lens group G2 includes a positive lens L5 and a negative lens L6 arranged in order from the object side.
  • the lens L5 and the lens L6 are cemented.
  • the third lens group G3 includes a positive lens L7, a positive lens L8, and a negative lens L9 arranged in this order from the object side.
  • the lens L8 and the lens L9 are cemented.
  • Table 4 shows a detailed configuration of the endoscope objective lens of Example 4.
  • FIGS. 8A to 8H show aberration diagrams of the endoscope objective lens of Example 4.
  • FIG. 8A to 8H show aberration diagrams of the endoscope objective lens of Example 4.
  • Table 5 shows the corresponding values of the conditional expressions (1) to (3) described above in Examples 1 to 4. Examples 1 to 4 all satisfy conditional expressions (1) to (3). Ft and fw relating to the data in Table 5 are for the e line. The axial chromatic aberration related to the data in Table 5 is on the paraxial axis.
  • the endoscope 100 shown in FIG. 9 mainly includes an operation unit 102, an insertion unit 104, and a connector unit (not shown) for pulling out the universal cord 106.
  • An insertion portion 104 to be inserted into the patient's body is connected to the distal end side of the operation portion 102. From the proximal end side of the operation portion 102, a universal cord for connecting to a connector portion for connecting to a light source device or the like. 106 is pulled out.
  • Most of the insertion portion 104 is a flexible portion 107 that bends in an arbitrary direction along the insertion path, and a bending portion 108 is connected to the distal end of the flexible portion 107, and a distal end hard portion is connected to the distal end of the bending portion 108. 110 are sequentially connected.
  • the bending portion 108 is provided to direct the distal end hard portion 110 in a desired direction, and the bending operation can be performed by rotating the bending scanning knob 109 provided in the operation portion 102.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view of the main part of the distal end hard portion 110.
  • the endoscope objective lens 1 according to the present embodiment is disposed inside the distal end hard portion 110.
  • 10 is a cross section including the optical axis Z of the endoscope objective lens 1, and the endoscope objective lens 1 is conceptually illustrated in FIG.
  • An optical path conversion prism 5 for bending the optical path by 90 degrees is disposed on the image side of the endoscope objective lens 1, and an image sensor 10 is bonded to the image side surface of the optical path conversion prism 5.
  • the imaging element 10 is arranged so that its imaging surface coincides with the image plane of the endoscope objective lens 1, images an optical image formed by the endoscope objective lens 1, and outputs an electrical signal. To do.
  • a direct-viewing observation optical system is configured in the lower half of the distal end hard portion 110, and the treatment instrument insertion channel 11 is configured in the upper half of the distal end hard portion 110.
  • a large number of elements can be disposed in the insertion portion having a small diameter.
  • the present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made.
  • the values of the radius of curvature, the surface spacing, the refractive index, the Abbe number, etc. of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, but can take other values.
  • all of the endoscope objective lenses of the above-described embodiments are constituted by refractive lenses that do not use aspheric surfaces, but the endoscope objective lens of the present invention is not limited to this.
  • the endoscope objective lens according to the present invention is not limited to a spherical refractive lens, but also includes an aspherical surface, a GRIN lens (refractive index distribution lens), a diffractive optical element, or an arbitrary combination thereof. A configuration in which various aberrations are corrected is also possible.

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Abstract

内視鏡用対物レンズにおいて、光利用効率の高い照明光を用いて、特定波長帯強調観察と通常観察の両方で同一部位を同時に観察でき、さらに通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察を可能にする。 最も物体側のレンズを除く少なくとも１つのレンズ群を光軸（Ｚ）に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されている。下記条件式（１）、（２）を満足する。　１．２≦ｆｔ／ｆｗ　（１）　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０３　（２） ただし、 ｆｔ：最至近物体に合焦時の全系の焦点距離 ｆｗ：最遠点物体に合焦時の全系の焦点距離 ＣΔｔ：最至近物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差

Description

内視鏡用対物レンズおよび内視鏡
　本発明は、内視鏡用対物レンズおよび内視鏡に関し、より詳しくは、系内の一部のレンズ群を移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行う内視鏡用対物レンズ、および該内視鏡用対物レンズを備えた内視鏡に関するものである。
　従来、医療分野等においてＣＣＤ等の撮像素子を搭載した内視鏡が広く用いられている。内視鏡の流れとして、高画素化・広角化の傾向があることや、内視鏡で撮像した画像を取り込んでの解析や観察が行われることから、さらなる画質の向上が望まれている。
　また、近年内視鏡では、通常の可視領域とは異なる波長の光を被写体に照射して強調された画像を観察する特定波長帯強調観察が行われている。この特定波長帯強調観察の１つとして、波長の短い光を照射して、腫瘍とその周辺部の酸素飽和度を画像化することが行われている。これは、腫瘍部分は血管からの酸素供給が不十分になると、正常組織に比べて酸素飽和度が低い低酸素状態になり、腫瘍の種類や性状等により酸素飽和度のレベルが異なるという考えによるものであり、酸素飽和度を観察することにより、各腫瘍に適した治療方法を判断することができると考えられている。
　下記特許文献１には、特定波長帯強調観察の一種である血管強調観察に用いられる内視鏡観察光学系が記載されている。この光学系は、可視光による通常観察と波長４１５ｎｍの光による血管強調観察の両方に対応するものであり、波長４１５ｎｍの光における軸上色収差を補正不足傾向に残存させ、血管強調観察時の合焦物体位置が通常観察時の合焦物体位置よりも近点側になるように設定されたものである。
特開２００６－１４１７１１号公報
　ところが、特許文献１に記載の上記光学系は、軸上色収差を残存させたものであり、血管強調観察時と通常観察時とで合焦物体位置が異なるため、同一部位を血管強調観察と通常観察の両方で同時に観察することはできず、別々に観察することになる。しかしながら、実際には、同一部位を血管強調観察と通常観察の両方で同時に観察することで、より適切な判断を行うことができる。
　また、実際の使用においては１つの内視鏡で光学的に、広い視野で観察対象を全体的に観察する方法（以下、広角観察という）と、近接して部分的に拡大して観察する方法（以下、拡大観察という）の両方が可能であることが好ましい。特に、詳細な治療法の選択のためには患部の拡大観察が可能であることが好ましい。そして、この広角観察と拡大観察は、通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで可能であることが好ましい。特許文献１に記載の光学系は、通常観察に対して血管強調観察の方が拡大して観察可能とされているが、合焦物体位置が異なるため擬似的なものである。また、特許文献１に記載の光学系は、通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察を可能とするものではない。
　さらに、特許文献１の光学系は、血管強調観察の照明光として波長４１５ｎｍの光を代表的に用いるように構成されたものであるが、通常、波長４１５ｎｍの光を得るには、広い波長帯域の光の中からその一部を取り出して使用することになるため、光の利用効率が悪いものとなる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光利用効率の高い照明光を用いて、特定波長帯強調観察と通常観察の両方で同一部位を同時に観察でき、さらに通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察が可能な内視鏡用対物レンズ、および該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。
　本発明の内視鏡用対物レンズは、最も物体側のレンズを除く少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成され、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
　　　１．２≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１）
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０３　…　（２）
ただし、
ｆｔ：最至近物体に合焦時の全系の焦点距離
ｆｗ：最遠点物体に合焦時の全系の焦点距離
ＣΔｔ：最至近物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
　本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０５　…　（３）
ただし、
ＣΔｗ：最遠点物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
　本発明の内視鏡は、物体側から順に、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レンズ群との実質的に４つのレンズ群から構成され、第２レンズ群および第３レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されたものとすることができる。
　あるいは、本発明の内視鏡は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３つのレンズ群から構成され、第２レンズ群のみを光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されたものとしてもよい。
　本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、上記条件式（１）に代えて、下記条件式（１Ａ）を満足することがより好ましい。
　　　１．３≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１Ａ）
　また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、上記条件式（２）に代えて、下記条件式（２Ａ）を満足することがより好ましく、下記条件式（２Ｂ）を満たすことがさらにより好ましい。
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０２０　…　（２Ａ）
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０１５　…　（２Ｂ）
　また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、上記条件式（３）に代えて、下記条件式（３Ａ）を満足することがより好ましい。
　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０４　…　（３Ａ）
　なお、「最遠点」とは、観察対象とする物体側の距離範囲のうち最も遠い地点を意味し、「最至近」とは、観察対象とする物体側の距離範囲のうち最も近い地点を意味する。
　なお、上記「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。
　なお、上述した各レンズ群が有する屈折力の符号は、非球面レンズを含むものについては近軸領域で考えるものとする。
　なお、上記「～実質的に４つのレンズ群から構成され」、「～実質的に３つのレンズ群から構成され」の「実質的に」とは、構成要素として挙げたレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子等を含んでもよいことを意図するものである。
　本発明の内視鏡は、上記記載の本発明の内視鏡用対物レンズを備えたことを特徴とするものである。
　本発明の内視鏡用対物レンズは、系内のレンズ群の移動により最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行い、条件式（１）を満足するように構成されているため、広角観察と拡大観察が可能である。さらに、上記構成に加え条件式（２）を満足するように構成されているため、可視光による通常観察と波長４０５ｎｍを中心とする光による特定波長帯強調観察の両方で同一部位を同時に観察でき、また、通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察が可能となる。さらに、条件式（２）を満足するように構成されていることで波長４０５ｎｍの光による特定波長帯強調観察が可能となるため、例えば波長４０５ｎｍの光を出射する半導体光源等を用いて照明光を得ることができ、光利用効率の高い照明光を用いた観察が可能になる。
　本発明の内視鏡は、本発明の内視鏡用対物レンズを備えたものであるため、光利用効率の高い照明光を用いて、特定波長帯強調観察と通常観察の両方で同一部位を同時に観察でき、さらに通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察が可能になる。
本発明の実施例１の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例２の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例３の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例４の内視鏡用対物レンズの構成を示す断面図 図５（Ａ）～図５（Ｈ）は本発明の実施例１の内視鏡用対物レンズの各収差図 図６（Ａ）～図６（Ｈ）は本発明の実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図 図７（Ａ）～図７（Ｈ）は本発明の実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図 図８（Ａ）～図８（Ｈ）は本発明の実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる内視鏡の概略構成を示す図 内視鏡の先端硬質部の要部断面図
　以下、本発明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に、本発明の一実施形態にかか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。この図１に示す構成例は、後述の実施例１のレンズ構成に対応している。図１においては左側が物体側、右側が像側である。
　本実施形態の内視鏡用対物レンズは、最も物体側のレンズを除く少なくとも１つのレンズ群を光軸Ｚに沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されている。図１の上段に最遠点物体に合焦しているとき（以下、最遠点観察状態ともいう）のレンズ構成を示し、図１の下段に最至近物体に合焦しているとき（以下、最至近観察状態ともいう）のレンズ構成を示している。
　なお、最遠点観察状態とは、観察対象とする物体側の距離範囲のうち最も遠い地点を観察する状態であり、広角観察の状態に相当し、最至近観察状態とは、観察対象とする物体側の距離範囲のうち最も近い地点を観察する状態であり、拡大観察の状態に相当する。
　内視鏡では、対物レンズを保護部材無しで内視鏡に搭載し、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く、その場合は気密性を保持するために可動となるように構成できないため、本実施形態の内視鏡用対物レンズでは、焦点合わせの際に、最も物体側のレンズは固定されているように構成される。
　例えば、図１に示す例の内視鏡用対物レンズは、物体側から順に配列された、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなり、焦点合わせの際には、図１の矢印で概略的に示すように、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の２つのレンズ群が移動するように構成されている。
　拡大観察に関して、本実施形態の内視鏡用対物レンズは、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
　　　１．２≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１）
ただし、
ｆｔ：最至近物体に合焦時の全系の焦点距離
ｆｗ：最遠点物体に合焦時の全系の焦点距離
　条件式（１）のｆｔ／ｆｗは、拡大率を示すものであり、条件式（１）の下限を下回ると、拡大観察効果の高い拡大率を得られなくなる。条件式（１）を満たすことで、治療や診断等に関して効果の高い拡大観察が可能となる。
　また、本実施形態の内視鏡用対物レンズは、可視光による通常観察と、特定波長帯強調観察の両方を可能とするものであり、下記条件式（２）を満足するように構成されている。
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０３　…　（２）
ただし、
ｆｔ：最至近物体に合焦時の全系の焦点距離
ＣΔｔ：最至近物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
　条件式（２）は、可視光のほぼ中心波長である波長５４６ｎｍと、特定波長帯強調観察の照明光の波長となりうる波長４０５ｎｍに関する軸上色収差を所定の値より小さくなるように定めるものである。条件式（２）を満たすことで、最至近観察状態においてこの軸上色収差を小さくすることができ、特定波長帯強調観察と通常観察の両方で同一部位を同時に観察することが可能になる。条件式（２）の上限を上回ると、最至近観察状態において通常観察と波長４０５ｎｍの光を用いた特定波長帯強調観察で同一部位を同時に観察することが困難になる。
　また、条件式（２）を満たすことで、本実施形態の内視鏡用対物レンズは、波長４０５ｎｍの光を特定波長帯強調観察の照明光として用いることが可能になる。上述したように、波長４１５ｎｍの光を照明光として用いる場合は、広帯域の光の一部を取り出して使用することになるため、光の利用効率が悪い照明光となる。これに対して、波長４０５ｎｍの光を照明光として用いる場合は、波長４０５ｎｍの光を出射する半導体光源の使用が可能となるため、光利用効率の高い照明光を用いることができる。
　上述の説明から明らかなように、本実施形態の内視鏡用対物レンズは、最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行い、条件式（１）、（２）を満たすように構成されているため、通常観察と特定波長帯強調観察それぞれで広角観察と拡大観察が可能なものとなる。
　さらに、本実施形態の内視鏡用対物レンズは、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０５　…　（３）
ただし、
ＣΔｔ：最遠点物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
　条件式（３）は、最遠点観察状態における波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差の量を規定するものである。条件式（３）を満たすことで、最遠点観察状態においても波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差を小さくすることができ、特定波長帯強調観察と通常観察の両方で同一部位を同時に観察することが可能になる。条件式（３）の上限を上回ると、最遠点観察状態において通常観察と波長４０５ｎｍの光を用いた特定波長帯強調観察で同一部位を同時に観察することが困難になる。
　なお、上記事情より、より大きな拡大率で拡大観察するためには、条件式（１）に代えて下記条件式（１Ａ）を満たすことがより好ましい。
　　　１．３≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１Ａ）
　また、上記事情より、至近側観察状態において波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差をより小さくして、特定波長帯強調観察と通常観察の両方でより良好に観察するためには、条件式（２）に代えて下記条件式（２Ａ）を満たすことがより好ましく、下記条件式（２Ｂ）を満たすことがさらにより好ましい。
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０２０　…　（２Ａ）
　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０１５　…　（２Ｂ）
　また、上記事情より、遠点側観察状態において波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差をより小さくして、特定波長帯強調観察と通常観察の両方でより良好に観察するためには条件式（３）に代えて下記条件式（３Ａ）を満たすことがより好ましい。
　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０４　…　（３Ａ）
　次に、本発明の内視鏡用対物レンズの採りうるレンズ構成の例について説明する。本発明の内視鏡用対物レンズは、図１に示す例のように、例えば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなり、最遠点物体から最至近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の２つのレンズ群がそれぞれ光軸Ｚに沿って移動するように構成することができる。図１に示す例では、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は像側へ移動するように構成されている。
　図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の３枚構成であり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ４からなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ５、Ｌ６の２枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４はレンズＬ７、Ｌ８、Ｌ９の３枚のレンズからなる。
　なお、図１には、開口絞りＳｔが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に配置され、レンズＬ１とレンズＬ２の間にフィルタ等を想定した平行平面板状の光学部材Ｐ１が配置され、第４レンズ群Ｇ４の像側には光路変換プリズム、フィルタ、カバーガラス等を想定した平行平面板状の光学部材Ｐ２、Ｐ３が配置された例を示している。ただし、開口絞りＳｔ、光学部材Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はいずれも本発明の内視鏡用対物レンズに必須の構成ではない。またこの例では、光学部材Ｐ３の像側の面の位置が内視鏡用対物レンズの像面の位置と一致するように構成されているが、像面の位置は必ずしもこの例に限定されない。
　物体側から順に、負、正、負、正の４つのレンズ群が配置された４群構成とし、焦点合わせの際に物体側から２、３番目の２つのレンズ群を移動させることで、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高くすることができ、使用者の使い勝手の良いものとすることができる。なお、レンズ群の移動機構の簡素化のためには、上記４群構成の場合は、焦点合わせの際に移動するレンズ群は２つとすることが好ましい。
　あるいは、本発明の内視鏡用対物レンズは、後述の実施例に示すように、例えば、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群の３つのレンズ群からなり、最遠点物体から最至近物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸に沿って移動するように構成することができる。焦点合わせの際に移動するレンズ群を１つとすることで、移動機構の簡素化が可能になり、コンパクトに構成できる。
　なお、内視鏡用対物レンズが保護部材なしで内視鏡に搭載される場合、最も物体側のレンズは、体液、洗浄液、直射日光、油脂等にさらされることになる。したがって、このレンズの材質には、耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高いものを用いることが好ましく、例えば、日本光学硝子工業会が定める粉末耐水性、粉末耐酸性規格の減量率ランク、表面法耐候性ランクが１のものを用いることが好ましい。
　次に、本発明の内視鏡用対物レンズの数値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レンズ構成図は図１に示したものであり、その図示方法については上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。
　実施例１の内視鏡用対物レンズの概略構成は以下のようになっている。すなわち、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群が配列されてなり、最遠点物体から最至近物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ、第３レンズ群Ｇ３が像側へそれぞれ光軸Ｚに沿って移動するように構成されている。開口絞りＳｔが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に配置されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負のレンズＬ１、負のレンズＬ２、正のレンズＬ３が配置されて構成されており、レンズＬ１とレンズＬ２の間には、フィルタ等を想定した平行平面板状の光学部材Ｐ１が配置されている。レンズＬ２とレンズＬ３は接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正のレンズＬ４からなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ５、負のレンズＬ６が配置されて構成されている。レンズＬ５とレンズＬ６は接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正のレンズＬ７、正のレンズＬ８、負のレンズＬ９が配置されて構成されている。レンズＬ８とレンズＬ９は接合されている。
　表１に、実施例１の内視鏡用対物レンズの詳細な構成を示す。表１の上段の基本レンズデータの表のＳｉの欄は最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｅｊの欄は最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｅ線（波長５４６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｅｊの欄はｊ番目の光学要素のｅ線に対するアッベ数を示し、Ｎ４０５ｊの欄はｊ番目の光学要素の波長４０５ｎｍに対する屈折率を示す。曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
　なお、基本レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３も含めて示しており、開口絞りＳｔに対応する面の面番号の欄には面番号とともに（Ｓｔ）を記入している。また、焦点合わせの際に間隔が変化する、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳｔの間隔、開口絞りＳｔと第３レンズ群Ｇ３の間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔にはそれぞれ（可変１）、（可変２）、（可変３）、（可変４）と記載している。
　表１の下段の表には、最遠点物体に合焦したとき、最至近物体に合焦したときそれぞれの物体距離と上記（可変１）、（可変２）、（可変３）、（可変４）の値を示している。
　表１の数値の長さの単位としては「ｍｍ」を用いているが、これは一例であり、光学系は比例拡大また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。なお、表１には、所定の桁でまるめた値を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図５（Ａ）～図５（Ｄ）にそれぞれ、実施例１の内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。また、図５（Ｅ）～図５（Ｈ）にそれぞれ、実施例１の内視鏡用対物レンズの最至近観察状態における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。
　球面収差、非点収差、歪曲収差の各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、波長４０５ｎｍについての収差も示している。非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向に関する収差をそれぞれ実線、破線で示している。倍率色収差図ではＣ線と波長４０５ｎｍについての収差を示している。球面収差図のＦｎｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。歪曲収差は、全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高の大きさをｆ×ｔａｎθとしたとき、この理想像高からのずれ量を示したものである。
　なお、実施例１の内視鏡用対物レンズの条件式（１）～（３）の対応値は後掲の表５に他の実施例２～４のものと合わせて示す。
　上記の実施例１のものに関する図示方法、各種データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例２～４のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
　図２に、実施例２の内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態と最至近観察状態のレンズ構成図を示す。実施例２の内視鏡用対物レンズの概略構成は実施例１のものと同様である。表２に、実施例２の内視鏡用対物レンズの詳細な構成を示す。図６（Ａ）～図６（Ｈ）に、実施例２の内視鏡用対物レンズの各収差図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［実施例３］
　図３に、実施例３の内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態と最至近観察状態のレンズ構成図を示す。実施例３の内視鏡用対物レンズの概略構成は実施例１のものと同様である。表３に、実施例３の内視鏡用対物レンズの詳細な構成を示す。図７（Ａ）～図７（Ｈ）に、実施例３の内視鏡用対物レンズの各収差図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
［実施例４］
　図４に、実施例４の内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態と最至近観察状態のレンズ構成図を示す。実施例４の内視鏡用対物レンズの概略構成は以下のようになっている。すなわち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群が配列されてなり、最遠点物体から最至近物体への焦点合わせの際に、第２レンズ群Ｇ２のみが像側へ光軸Ｚに沿って移動するように構成されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負のレンズＬ１、負のレンズＬ２、正のレンズＬ３、正のレンズＬ４が配置されて構成されており、レンズＬ１とレンズＬ２の間には、フィルタ等を想定した平行平面板状の光学部材Ｐ１が配置されている。レンズＬ２とレンズＬ３は接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正のレンズＬ５、負のレンズＬ６が配置されて構成されている。レンズＬ５とレンズＬ６は接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ７、正のレンズＬ８、負のレンズＬ９が配置されて構成されている。レンズＬ８とレンズＬ９は接合されている。
　表４に、実施例４の内視鏡用対物レンズの詳細な構成を示す。図８（Ａ）～図８（Ｈ）に、実施例４の内視鏡用対物レンズの各収差図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表５に、上記実施例１～４の上述した条件式（１）～（３）の対応値を示す。実施例１～４は全て条件式（１）～（３）を満たしている。表５のデータに関するｆｔ、ｆｗは、ｅ線におけるものである。また、表５のデータに関する軸上色収差は、近軸におけるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　次に、本発明の内視鏡用対物レンズが適用される内視鏡の実施形態について図９、図１０を参照しながら説明する。図９に示す内視鏡１００は、主として、操作部１０２と、挿入部１０４と、ユニバーサルコード１０６を引き出すコネクタ部（図示せず）を備える。操作部１０２の先端側には、患者の体内に挿入される挿入部１０４が連結され、操作部１０２の基端側からは、光源装置等と接続するためのコネクタ部に接続するためのユニバーサルコード１０６が引き出されている。
　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、この軟性部１０７の先端には、湾曲部１０８が連結され、この湾曲部１０８の先端には、先端硬質部１１０が順次連結されている。湾曲部１０８は、先端硬質部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に設けられた湾曲走査ノブ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。
　図１０に先端硬質部１１０の要部断面図を示す。図１０に示すように、先端硬質部１１０の内部には本実施形態にかかる内視鏡用対物レンズ１が配設される。なお、図１０は、内視鏡用対物レンズ１の光軸Ｚを含む断面におけるものであり、図１０では内視鏡用対物レンズ１は概念的に図示されている。内視鏡用対物レンズ１の像側には光路を９０度折り曲げるための光路変換プリズム５が配置され、光路変換プリズム５の像側の面には撮像素子１０が接合されている。撮像素子１０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ており、内視鏡用対物レンズ１により形成された光学像を撮像して電気信号を出力するものである。図１０に示すような光路を折り曲げた構成を採用することにより、先端硬質部１１０の下半分に直視型の観察光学系を構成し、先端硬質部１１０の上半分に処置具挿通チャンネル１１を構成し、細径の挿入部内に多数の要素を配設することができる。
　以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
　例えば、上述の実施例の内視鏡用対物レンズは全て非球面を用いない屈折レンズにより構成されているが、本発明の内視鏡用対物レンズはこれに限定されない。本発明の内視鏡用対物レンズは、球面の屈折レンズだけでなく、非球面、ＧＲＩＮレンズ（屈折率分布レンズ）、回折光学素子のいずれか、あるいはこれらの任意の組合せを用いて、色収差や諸収差の補正を行った構成も可能である。

Claims (9)

  1. 　最も物体側のレンズを除く少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成され、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
    　　　１．２≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１）
    　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０３　…　（２）
    ただし、
    ｆｔ：最至近物体に合焦時の全系の焦点距離
    ｆｗ：最遠点物体に合焦時の全系の焦点距離
    ＣΔｔ：最至近物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
  2. 　下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の内視鏡用対物レンズ。
    　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０５　…　（３）
    ただし、
    ＣΔｗ：最遠点物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
  3. 　物体側から順に、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レンズ群との実質的に４つのレンズ群から構成され、
    　前記第２レンズ群および前記第３レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡用対物レンズ。
  4. 　物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３つのレンズ群から構成され、
    　前記第２レンズ群のみを光軸に沿って移動させることにより最遠点物体から最至近物体へ焦点合わせを行うように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡用対物レンズ。
  5. 　下記条件式（１Ａ）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    　　　１．３≦ｆｔ／ｆｗ　…　（１Ａ）
  6. 　下記条件式（２Ａ）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０２０　…　（２Ａ）
  7. 　下記条件式（２Ｂ）を満足することを特徴とする請求項６項記載の内視鏡用対物レンズ。
    　　　｜ＣΔｔ／ｆｔ｜＜０．０１５　…　（２Ｂ）
  8. 　下記条件式（３Ａ）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
    　　　｜ＣΔｗ／ｆｗ｜＜０．０４　…　（３Ａ）
    ただし、
    ＣΔｔ：最遠点物体に合焦時の波長５４６ｎｍと波長４０５ｎｍに関する軸上色収差
  9. 　請求項１から８のいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズを備えたことを特徴とする内視鏡。
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