WO2014045800A1 - 内視鏡対物レンズ - Google Patents

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WO2014045800A1
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lens
lens group
endoscope objective
objective lens
focal length
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伸彦 曾根
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
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    • G02B9/14—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features
    • G—PHYSICS
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    • 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
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    • G02B23/2438—Zoom objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope objective lens, and more particularly to an endoscope variable magnification objective lens used for an endoscope capable of close-up magnification observation in addition to normal observation.
  • an endoscope object lens
  • Enlarged observation as used in an endoscope is to change the observation distance by changing the focal length by moving a part of the lens in the objective lens.
  • the focal length is changed to about 5 mm by changing the focal length by moving the lens, which is in focus up to about 5 mm.
  • the focal length is reduced from 5 mm to 2 mm, the subject can be seen larger and magnified observation is possible.
  • a configuration such a lens is generally called a focusing lens, and is different from a zoom lens used in a camera.
  • both of the endoscope optical systems described in Patent Documents 1 and 2 enable magnified observation by moving the second lens group, but the power of the second lens group is strong, and the magnification variation with respect to the lens movement amount. The amount is large. This makes it difficult to adjust the position of the second lens group. Specifically, during close-up magnification observation, the magnification can be ensured but the depth of field becomes narrow, or a manufacturing error that the depth of field can be secured but the magnification does not reach a desired level is likely to occur.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope objective lens capable of suppressing a manufacturing error, having a zooming function, and capable of good observation with aberrations appropriately corrected.
  • One embodiment of the present invention includes a positive first lens group, a negative second lens group, and a positive third lens group in order from the object side, and the first lens group includes a meniscus lens, and the second lens
  • the normal observation state (wide-angle end) and the close-up magnification observation state (telephoto end) can be switched, and the endoscope objective lens satisfies the following conditions.
  • Expression (1) is an expression related to the position adjustment sensitivity of the second lens group. If the lower limit of the equation (1) is exceeded, the manufacturing error increases. When the position adjustment sensitivity is high, the variation from the objective lens as designed is increased.For example, the magnification can be ensured but the depth of field is narrowed, or the depth of field can be secured but the magnification is desired. The problem of not reaching the level occurs. On the other hand, when the upper limit of the expression (1) is exceeded, the position adjustment sensitivity is relaxed, but it is difficult to ensure the magnification. Equation (1) is ⁇ 8 ⁇ f 2 / f W ⁇ 4 Even better.
  • Equation (2) corrects aberrations, in particular chromatic aberration of magnification, satisfactorily.
  • the focal length of the lens becomes small, and as a result, the lateral chromatic aberration is overcorrected.
  • the upper limit of the expression (2) is exceeded, the focal length becomes large and the correction becomes insufficient.
  • Equation (2) is 5 ⁇
  • the second lens group includes a cemented lens of a concave lens having a high refractive index and a convex lens having a low refractive index, and both the lens surface closest to the object plane and the lens surface closest to the image plane have a planar shape. It is good also as having.
  • the second lens group for example, a moving mechanism such as an actuator that connects the lens frame holding the movable lens group and applies a driving force to the lens frame is installed.
  • a moving mechanism such as an actuator that connects the lens frame holding the movable lens group and applies a driving force to the lens frame.
  • the eccentricity and tilt due to the clearance between the moving mechanism and the lens frame are generated separately.
  • the second lens group generates more eccentricity and tilt than the lenses of the first lens group and the third lens group that do not have a moving mechanism.
  • the second lens group a cemented lens of a high refractive index concave lens and a low refractive index convex lens, the overall shape becomes a parallel plate, making it difficult to generate decentration and tilt, and as power A negative refractive index can be provided.
  • the second lens group has a small lens diameter. If the diameter is small, the meniscus lens is difficult to process, and as a result, the cost tends to increase. From this point of view, it is desirable to adopt the configuration of the present invention.
  • an aperture stop that moves together with the second lens group may be provided.
  • the depth of field is ensured by increasing the F number as much as possible and reducing the aperture stop to near the diffraction limit.
  • the F-number during normal observation is small, and it is difficult to ensure a sufficient depth of field. . Therefore, by simultaneously moving the aperture stop and the lens, the F number change in both normal observation and close-up magnification observation can be reduced.
  • f 3 is the focal length of the third lens group.
  • Equation (3) is ⁇ 0.7 ⁇ f 3 / f 2 ⁇ 0.4 Even better.
  • f 1 is the focal length of the first lens group.
  • Equation (4) is -4 ⁇ f 2 / f 1 ⁇ -3 Even better.
  • Equation (5) is 1.6 ⁇ f 3 / f 1 ⁇ 2.0 Even better.
  • FIG. 4 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the normal observation state of FIG. 3.
  • FIG. 5 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the close-up magnification observation state of FIG. 4. It is a figure which shows the normal observation state of the endoscope objective lens which concerns on Example 2 of one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the close-up magnification observation state of the endoscope objective lens which concerns on Example 2 of one Embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the normal observation state in FIG. 7.
  • FIG. 9 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the close-up magnification observation state of FIG. 8. It is a figure which shows the normal observation state of the endoscope objective lens which concerns on Example 3 of one Embodiment of this invention.
  • FIG. 12 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the normal observation state in FIG. 11.
  • FIG. 13 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the close-up magnification observation state of FIG. 12.
  • FIG. 16 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the normal observation state in FIG. 15.
  • FIG. 17 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the close-up magnification observation state of FIG. 16. It is a figure which shows the normal observation state of the endoscope objective lens which concerns on Example 5 of one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the close-up magnification observation state of the endoscope objective lens which concerns on Example 5 of one Embodiment of this invention.
  • FIG. 20 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the normal observation state in FIG. 19.
  • FIG. 21 is an aberration diagram corresponding to the endoscope objective lens in the close-up magnification observation state of FIG. 20. It is sectional drawing of an endoscope scope. It is a figure which shows an example of the shadow of forceps.
  • the endoscope objective lens 10 includes, in order from the object side, a positive first lens group 1, an aperture stop 4, a negative second lens group 2, A positive third lens group 3 is provided.
  • the first lens group 1 includes, in order from the object side, a plano-concave lens 11 having a flat surface facing the object side, a parallel plate 12, a meniscus lens 13 having a concave surface facing the object side, and a cemented lens 16 of a biconvex lens 14 and a concave lens 15. It is constituted by.
  • the second lens group 2 includes a cemented lens 23 in which a concave lens 21 having a high refractive index and a convex lens 22 having a low refractive index are cemented.
  • the lens surface closest to the object plane (r10 in FIG. 3) and the lens surface closest to the image plane (r12 in FIG. 3) have a planar shape.
  • the third lens group 3 includes a planoconvex lens 31 having a flat surface facing the object side, a cemented lens 34 of a biconvex lens 32 and a concave lens 33, and three parallel flat plates 35, 36, and 37.
  • the second lens group 2 is provided so as to be movable on the optical axis integrally with the aperture stop 4.
  • a cemented lens 23 (movable lens group) of the concave lens 21 and the convex lens 22 is held by a lens frame (not shown), and an actuator (moving mechanism, not shown) that applies driving force to the lens frame is provided on the lens frame. It is connected.
  • the cemented lens 23 is moved along the optical axis together with the lens frame by the operation of the actuator.
  • the lens of the second lens group 2 to which the moving mechanism is connected has a greater amount of decentration and tilt than the lenses of the first lens group 1 and the third lens group 3 to which the moving mechanism is not connected. Increase.
  • the second lens group 2 a cemented lens 23 of a concave lens 21 having a high refractive index and a convex lens 22 having a low refractive index, the entire shape becomes a parallel plate, so that decentration and tilt are less likely to occur. Moreover, a negative refractive index can be given as power.
  • the second lens group 2 has a small lens diameter. If the diameter is small, the meniscus lens is difficult to process, and as a result, the cost tends to increase. Therefore, it is desirable to adopt the configuration of the second lens group 2 according to this embodiment.
  • the endoscope objective lens 10 can be switched between the normal observation state (wide-angle end) and the close-up magnification observation state (telephoto end) by moving the second lens group 2 in the axial direction on the optical axis. It has become.
  • the second lens group 2 is brought into a normal observation state by moving the optical axis on the object plane side as shown in FIG. 1, and moved on the optical axis to the image plane side as shown in FIG. It becomes a close-up magnification observation state.
  • the depth of field is ensured by increasing the F number as much as possible and reducing the aperture stop 4 to near the diffraction limit.
  • the F-number during normal observation is small, and it is difficult to ensure a sufficient depth of field. . Therefore, by moving the aperture stop 4 and the second lens group 2 at the same time, the F-number change in both normal observation and close-up magnification observation can be reduced.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the following conditional expression. ⁇ 9 ⁇ f 2 / f W ⁇ 3.5 (1) 4.5 ⁇
  • f M is a focal length
  • f 2 is the focal length of the 2 second lens group.
  • Expression (1) is an expression related to the position adjustment sensitivity of the second lens group 2. If the lower limit of the equation (1) is exceeded, the manufacturing error increases. When the position adjustment sensitivity is high, the variation from the objective lens as designed is increased.For example, the magnification can be ensured but the depth of field is narrowed, or the depth of field can be secured but the magnification is desired. The problem of not reaching the level occurs. On the other hand, when the upper limit of the expression (1) is exceeded, the position adjustment sensitivity is relaxed, but it is difficult to ensure the magnification. Equation (1) is ⁇ 8 ⁇ f 2 / f W ⁇ 4 Even better.
  • Equation (2) corrects aberrations, in particular chromatic aberration of magnification, satisfactorily.
  • the focal length of the lens becomes small, and as a result, the lateral chromatic aberration is overcorrected.
  • the upper limit of the expression (2) is exceeded, the focal length becomes large and the correction becomes insufficient.
  • Equation (2) is 5 ⁇
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the following conditional expression. ⁇ 0.77 ⁇ f 3 / f 2 ⁇ 0.34 (3)
  • f 3 is the focal length of the third lens group 3.
  • Equation (3) is ⁇ 0.7 ⁇ f 3 / f 2 ⁇ 0.4 Even better.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the following conditional expression. ⁇ 4.5 ⁇ f 2 / f 1 ⁇ 2.38 (4)
  • f 1 is the focal length of the first lens group 1.
  • Equation (4) is -4 ⁇ f 2 / f 1 ⁇ -3 Even better.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the following conditional expression. 1.5 ⁇ f 3 / f 1 ⁇ 2.5 (5)
  • Equation (5) is 1.6 ⁇ f 3 / f 1 ⁇ 2.0 Even better.
  • FIG. 3 shows a state in which the second lens group 2 has moved to the object side, that is, a normal observation state
  • FIG. 4 shows a state in which the second lens group 2 has moved to the image side, that is, a close-up magnification observation state. ing.
  • r 1 to r 9 indicate the surfaces of the lenses constituting the positive first lens group 1
  • r 10 to r 12 indicate the surfaces of the lenses that constitute the negative second lens group 2.
  • R 13 to r 22 denote the surfaces of the lenses constituting the positive third lens group 3.
  • FIGS. 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, and 20. 5 and 6 show spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion corresponding to FIGS. 3 and 4, respectively.
  • the endoscope objective lens 10 according to the present example has data shown in Table 1, Table 2, and Table 3.
  • r 1 to r 22 are the radii of curvature of each surface of the lens
  • d 1 to d 22 are the thickness and surface spacing of each lens
  • n 1 to n 13 are the refractive indices of each lens with respect to the d-line.
  • ⁇ 1 to ⁇ 13 are Abbe numbers for the d-line of each lens.
  • d 0 is the distance from the object surface to the first surface (r 1 ) of the objective lens.
  • the unit of length of r, d, etc. is mm.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the conditional expressions (1) to (5), and is an objective lens in which manufacturing errors are suppressed and aberrations are satisfactorily taken.
  • Example 2 show an endoscope objective lens 10 according to Example 2 of the present invention.
  • FIG. 7 shows a normal observation state in which the second lens group 2 has moved to the object side
  • FIG. 8 shows a close-up magnification observation state in which the second lens group 2 has moved to the image side.
  • 9 and 10 show spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion aberration corresponding to FIGS. 7 and 8, respectively.
  • the endoscope objective lens 10 according to the present example has data shown in Table 4, Table 5, and Table 6.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the conditional expressions (1) to (5), and is an objective lens in which manufacturing errors are suppressed and aberrations are satisfactorily taken.
  • Example 3 11 and 12 show an endoscope objective lens 10 according to Example 2 of the present invention.
  • FIG. 11 shows a normal observation state in which the second lens group 2 has moved to the object side
  • FIG. 12 shows a close-up observation state in which the second lens group 2 has moved to the image side.
  • FIGS. 13 and 14 show spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion corresponding to FIGS. 11 and 12, respectively.
  • the endoscope objective lens 10 according to the present example has data shown in Table 7, Table 8, and Table 9.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the conditional expressions (1) to (5), and is an objective lens in which manufacturing errors are suppressed and aberrations are satisfactorily taken.
  • Example 4 An endoscope objective lens 10 according to Example 4 of the present invention is shown in FIGS. 15 and 16.
  • FIG. 15 shows a normal observation state in which the second lens group 2 has moved to the object side
  • FIG. 16 shows a close-up magnification observation state in which the second lens group 2 has moved to the image side.
  • FIGS. 17 and 18 show spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion corresponding to FIGS. 15 and 16, respectively.
  • the endoscope objective lens 10 according to the present example has data shown in Table 10, Table 11, and Table 12.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the conditional expressions (1) to (5), and is an objective lens in which manufacturing errors are suppressed and aberrations are satisfactorily taken.
  • Example 5 An endoscope objective lens 10 according to Example 5 of the present invention is shown in FIGS. 19 and 20.
  • FIG. 19 shows a normal observation state in which the second lens group 2 has moved to the object side
  • FIG. 20 shows a close-up magnification observation state in which the second lens group 2 has moved to the image side.
  • 21 and 22 show spherical aberration, astigmatism, lateral chromatic aberration, and distortion corresponding to FIGS. 19 and 20, respectively.
  • the endoscope objective lens 10 according to the present example has data shown in Table 13, Table 14, and Table 15.
  • the endoscope objective lens 10 satisfies the conditional expressions (1) to (5), is an objective lens that suppresses manufacturing errors and has good aberrations.
  • the illumination optical system may be configured as follows.
  • the endoscope scope 50 is configured as shown in FIG. 23, and an imaging optical system 51, illumination optical systems 53A and 53B, and a forceps channel 55 are arranged.
  • an imaging optical system 51 As shown in FIG. 23, when the forceps are taken out from the forceps channel 55 when two illumination optical systems 53A and 53B are arranged, two shadows of the forceps 57 are generated as shown in FIG.
  • one of the shadows becomes dark and the lesioned part may be difficult to see.
  • the illumination optical systems 53A and 53B are preferably configured as follows. Of the illumination optical systems 53A and 53B, it is preferable that at least two surfaces of the illumination optical system with the larger light quantity not be provided with an antireflection coating. For example, antireflection coating is not applied to two surfaces of the illumination optical system 53B in FIG. With this configuration, the light amount of the illumination optical system 53B having the larger light amount is reduced, and the difference in shadow density of the forceps 57 is reduced.
  • an antireflection coating is applied to all surfaces of the illumination lens with the smaller light quantity.
  • an antireflection coating is applied to all surfaces of the illumination optical system 53A in FIG. As a result, the light amount of the illumination optical system 53A having the smaller light amount is increased, and the difference in shadow density of the forceps 57 is further reduced.
  • the position of the illumination and forceps channel 55 should be configured as follows. That is, as shown in FIG. 27, an angle formed by a straight line connecting the center of the imaging optical system 51 and the center of the forceps channel 55 and a straight line connecting the center of the illumination optical system 53B having the larger light quantity and the center of the forceps channel 55 is formed. It is preferable that ⁇ be 60 ° or less when ⁇ is set.
  • the shadowed position of the forceps 57 by the illumination optical systems 53A and 53B approaches the forceps 57 itself, and the lesioned part can be easily observed.
  • this configuration it is possible to observe an endoscope that is less affected by the shadow of the forceps 57.
  • the tolerance of the lens may be configured as follows.
  • the angle of view and the declination vary depending on the manufacturing variation of the lens, and it may be assembled by adjusting it. In particular, the angle of view is adjusted by changing the distance between some lenses. Since the endoscope is a general wide-angle optical system, the basic configuration is a retro focus type of concave lens and convex lens from the object side.
  • the tolerance of the lens for adjusting the angle of view should be configured as follows. There are at least two lenses, an adjustment lens and a fixed lens, from the object side, and the angle of view is adjusted by adjusting the distance between them, and the eccentric tolerance of the adjustment lens is made smaller than the eccentric tolerance of the fixed lens. Good.
  • the eccentricity tolerance is an allowable value of the shift amount between the axis relative to the outer diameter of the lens and the optical axis of the lens. Since the adjustment lens needs to move the lens, a deviation angle is generated due to the variation of the shift eccentricity generated at that time. For this reason, it is desirable to reduce the eccentricity tolerance of the shift. On the other hand, when the tolerance of the lens is tightened, the cost is improved. For this reason, it is desirable for the fixed lens to loosen the tolerance of the lens.
  • the adjustment lens should be a concave lens, and the fixed lens should be a convex lens. It is also effective when used in a wide-angle optical system with a half field angle of about 80 °.
  • 0.2 ⁇ n / ⁇ p ⁇ 0.8 ⁇ n is the eccentricity tolerance of the adjusting lens
  • ⁇ p is the eccentricity tolerance of the fixed lens
  • ⁇ 0.6 ⁇ fn / fp ⁇ 0.2 fn is the focal length of the adjusting lens, and fp is the focal length of the fixed lens.

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Abstract

　製造誤差を抑え、変倍機能を有し、かつ、収差が適切に補正された良好な観察を行う。物体側から順に正の第１レンズ群１、負の第２レンズ群２、正の第３レンズ群３からなり、第１レンズ群１はメニスカスレンズ１３を有し、第２レンズ群２を光軸上を移動させることにより、通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とを切替可能であり、以下の条件を満たす内視鏡対物レンズ１０を提供する。　－９＜ｆ２／ｆＷ＜－３．５　４．５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜５０　ただし、ｆＭはメニスカスレンズ１３の焦点距離、ｆＷは通常観察時における全焦点距離、ｆ２は第２レンズ群２の焦点距離である。

Description

内視鏡対物レンズ
　本発明は、内視鏡対物レンズ、特に、通常観察に加え近接拡大観察が可能な内視鏡に用いられる内視鏡変倍対物レンズに関するものである。
　近年、医療分野において病変の精密な診断を行うため、拡大観察が可能な内視鏡（対物レンズ）の要求が高まっている。内視鏡でいうところの拡大観察は、対物レンズ内のレンズの一部を移動させることにより、焦点距離を変動させて観察距離を変化させるものである。例えば、通常観察において５ｍｍ程度までピントが合っているものを、レンズを動かすことで焦点距離を変化させ、２ｍｍ程度までピント合わせを可能とする。その結果、焦点距離を５ｍｍから２ｍｍまで近づけることにより、被写体を大きく見ることができ、拡大観察を可能とする。構成としては、このようなレンズは一般的にフォーカシングレンズと呼ばれるものであり、カメラで用いられるズームレンズとは異なる。
　このような拡大観察が可能な内視鏡対物レンズとして、正－負－正の３群より成る構成で、第２レンズ群を移動させることにより変倍および合焦を行うものが下記特許文献１，２に開示されている。
特許第４６５９６４５号公報 特開２０１２－３２５７６号公報
　しかしながら、これらの特許文献１，２に記載の内視鏡光学系には以下のような課題があった。すなわち、特許文献１，２に記載の内視鏡光学系は、共に、第２レンズ群を移動させることにより拡大観察を可能としているが、第２レンズ群のパワーが強くレンズ移動量に対する倍率変動量が大きい。そのため、第２レンズ群の位置調整が困難となる。具体的には、近接拡大観察時に、倍率は確保できるが被写界深度が狭くなるか、または、被写界深度は確保できるが倍率が所望のレベルに到達しないという製造誤差が発生しやすい。
　本発明は、製造誤差を抑え、変倍機能を有し、かつ、収差が適切に補正された良好な観察が可能な内視鏡対物レンズを提供することを目的としている。
　上記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レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなり、前記第１レンズ群はメニスカスレンズを有し、前記第２レンズ群を光軸上を移動させることにより、通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とを切替可能であり、以下の条件を満たす内視鏡対物レンズである。
　－９＜ｆ２／ｆＷ＜－３．５　　　　　　（１）
　４．５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜５０　　　　　（２）
　ただし、ｆＭはメニスカスレンズの焦点距離、ｆＷは通常観察時における全焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。
　（１）式は、第２レンズ群の位置調整感度に関する式である。（１）式の下限を超えると製造誤差が大きくなる。位置調整感度が高いと、設計狙い通りの対物レンズからのばらつきが大きくなり、例えば、倍率は確保できるが被写界深度が狭くなるか、または、被写界深度は確保できるが倍率が所望のレベルに到達しないといった問題が発生する。一方、(１）式の上限を超えると、位置調整感度は緩和されるが倍率の確保が困難となる。
　（１）式は、
　－８＜ｆ２／ｆＷ＜－４
であるとなおよい。
　（２）式は収差、特に倍率の色収差を良好に補正するものである。（２）式の下限を超えると、レンズの焦点距離が小さくなり、結果として倍率の色収差が補正過剰となる。一方、（２）式の上限を超えると、焦点距離が大きくなり、補正不足となる。
　（２）式は、
　５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜３０
であるとなおよい。
　上記態様においては、前記第２レンズ群が、高屈折率の凹レンズと低屈折率の凸レンズとの接合レンズから成り、最も物体面側のレンズ面および最も像面側のレンズ面が共に平面形状を有することとしてもよい。
　第２レンズ群には、例えば、可動レンズ群を保持するレンズ枠に接続して、レンズ枠に駆動力を与えるアクチュエータのような移動機構を設置する。この場合、レンズとレンズ枠とのクリアランスによって発生する偏心やティルトとは別に、移動機構とレンズ枠のクリアランスによる偏心およびティルトが別に発生する。そのため、第２レンズ群は、移動機構がない第１レンズ群や第３レンズ群のレンズと比べて、偏心やティルトの発生量が増大する。
　偏心、ティルトが大きくなると、諸収差の悪化が起こり性能が劣化するため、レンズとレンズ枠による偏心やティルトの影響を少なくする構成が望ましい。そこで、第２レンズ群を高屈折率の凹レンズと低屈折率の凸レンズとの接合レンズとすることで、全体の形状が平行平板となるため、偏心やティルトを発生し難くし、かつ、パワーとして負の屈折率を与えることができる。
　この移動機構にかかる負荷を軽減するため、第２レンズ群はレンズ径が小さいことが望ましい。小径にすると、メニスカスレンズは加工が難しく、結果としてコストが上がりやすい。この観点からも本発明の構成を取ることが望ましい。
　上記態様においては、前記第２レンズ群と共に動く明るさ絞りを備えることとしてもよい。
　通常観察時および拡大観察時において、特に高画素のＣＣＤなどを使用した場合は、被写界深度の確保が困難となる。そのため、Ｆナンバーを極力大きくして回折限界近くまで明るさ絞りを絞ることで、被写界深度を確保するケースが多い。しかしながら、レンズ群を移動させる光学系の場合は、特に正－負－正の構成を取るものでは、通常観察時におけるＦナンバーが小さくなり、十分な被写界深度を確保することが困難である。そのため、明るさ絞りとレンズを同時に動かすことにより、通常観察と近接拡大観察の双方でのＦナンバー変化を小さくすることができる。
　上記態様においては、下記条件式を満たすこととしてもよい。
　－０．７７＜ｆ３／ｆ２＜－０．３４　　　　　　（３）
　ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
　（３）式の下限を超えると、第３レンズ群の焦点距離が大きくなり、光学系のバックフォーカスが大きくなる。その結果、光学系全長が長くなり大型化してしまう。一方、（３）式の上限を超えると、第３レンズ群における収差、特に倍率の色収差補正が十分に行えず、色にじみによる画像劣化が起きてしまう。そのため（３）式を満たすことが望ましい。
　（３）式は、
　－０．７＜ｆ３／ｆ２＜－０．４
であるとなおよい。
　上記態様においては、下記条件式を満たすこととしてもよい。
　－４.５＜ｆ２／ｆ１＜－２．３８　　　　　　（４）
　ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離である。
　（４）式の下限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が小さくなり、球面収差が大きく発生し、良好な画像取得が困難となる。一方、（４）式の上限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり、第１レンズ群のレンズ、特に最も物体面側の第１レンズの外径が大きくなり、内視鏡先端径が大きくなる。そのため、（４）式を満たすことが望ましい。
　（４）式は、
　－４＜ｆ２／ｆ１＜－３
であるとなおよい。
　上記態様においては、下記条件式を満たすこととしてもよい。
　１．５＜ｆ３／ｆ１＜２．５　　　　　　（５）
　（５）式の下限を超えると、（４)式と同様に、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり、球面収差の補正が困難となる。さらにはコマ収差が補正できなくなる。一方、（５）式の上限を超えると、第３レンズ群の焦点距離が大きくなり、像面湾曲の補正が困難となる。像面湾曲が強く発生すると、画面の中心と周辺での解像力がずれ、良好な画像取得が困難となる。そのため、（５）式を満たすことが望ましい。
　（５）式は、
　１.６＜ｆ３／ｆ１＜２．０
であるとなおよい。
　本発明によれば、収差が適切に補正された良好な観察を行うことができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態の実施例１に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す図である。 本発明の一実施形態の実施例１に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す図である。 図３の通常観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 図４の近接拡大観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 本発明の一実施形態の実施例２に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す図である。 本発明の一実施形態の実施例２に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す図である。 図７の通常観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 図８の近接拡大観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 本発明の一実施形態の実施例３に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す図である。 本発明の一実施形態の実施例３に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す図である。 図１１の通常観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 図１２の近接拡大観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 本発明の一実施形態の実施例４に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す図である。 本発明の一実施形態の実施例４に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す図である。 図１５の通常観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 図１６の近接拡大観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 本発明の一実施形態の実施例５に係る内視鏡対物レンズの通常観察状態を示す図である。 本発明の一実施形態の実施例５に係る内視鏡対物レンズの近接拡大観察状態を示す図である。 図１９の通常観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 図２０の近接拡大観察状態の内視鏡対物レンズに対応する収差図である。 内視鏡スコープの断面図である。 鉗子の影の一例を示す図である。 ２つの照明光学系の反射防止コーティングの有無の一例を示す図である。 ２つの照明光学系の反射防止コーティングの有無の他の一例を示す図である。 照明光学系と鉗子チャンネルの位置関係の一例を示す図である。 図２７の内視鏡スコープによる鉗子の影の一例を示す図である。
　本発明の一実施形態に係る内視鏡対物レンズについて図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る内視鏡対物レンズ１０は、図１および図２に示されるように、物体側から順に、正の第１レンズ群１、明るさ絞り４、負の第２レンズ群２、および、正の第３レンズ群３を備えている。
　第１レンズ群１は、物体側から順に、物体側に平坦面を向けた平凹レンズ１１、平行平板１２、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ１３、両凸レンズ１４と凹レンズ１５との接合レンズ１６によって構成されている。
　第２レンズ群２は、高屈折率の凹レンズ２１と低屈折率の凸レンズ２２とが接合された接合レンズ２３により構成されている。この第２レンズ群２は、最も物体面側のレンズ面（図３のｒ１０）と最も像面側のレンズ面（図３のｒ１２）が平面形状を有している。
　第３レンズ群３は、物体側に平坦面を向けた平凸レンズ３１、両凸レンズ３２と凹レンズ３３との接合レンズ３４、３枚の平行平板３５，３６，３７によって構成されている。
　本実施形態に係る第２レンズ群２は、明るさ絞り４と一体的に光軸上を移動可能に設けられている。例えば、凹レンズ２１と凸レンズ２２との接合レンズ２３（可動レンズ群）がレンズ枠（図示略）により保持されており、レンズ枠にはレンズ枠に駆動力を与えるアクチュエータ（移動機構、図示略）が接続されている。そして、アクチュエータの作動により、レンズ枠ごと接合レンズ２３が光軸上を移動させられるようになっている。
　レンズとレンズ枠とのクリアランスによって発生する偏心やティルトとは別に、アクチュエータ（移動機構）とレンズ枠のクリアランスによる偏心およびティルトが別に発生する。そのため、移動機構が接続された第２レンズ群２のレンズは、移動機構が接続されていない第１レンズ群１のレンズや第３レンズ群３のレンズと比べて、偏心やティルトの発生量が増大する。
　偏心、ティルトが大きくなると、諸収差の悪化が起こり性能が劣化するため、レンズとレンズ枠による偏心やティルトの影響を少なくする構成が望ましい。そこで、第２レンズ群２を高屈折率の凹レンズ２１と低屈折率の凸レンズ２２との接合レンズ２３にすることで、全体の形状が平行平板となるため、偏心やティルトを発生し難くし、かつ、パワーとして負の屈折率を与えることができる。
　移動機構にかかる負荷を軽減するため、第２レンズ群２はレンズ径が小さいことが望ましい。小径にすると、メニスカスレンズは加工が難しく、結果としてコストが上がりやすい。したがって、本実施形態に係る第２レンズ群２の構成にすることが望ましい。
　内視鏡対物レンズ１０は、第２レンズ群２を光軸上で軸方向に移動させることにより、通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とを切替えることができるようになっている。例えば、第２レンズ群２を、図１に示すように光軸上を物体面側に移動させることにより通常観察状態となり、図２に示すように光軸上を像面側に移動させることで近接拡大観察状態となる。
　通常観察時および拡大観察時において、特に高画素のＣＣＤなどを使用した場合は、被写界深度の確保が困難となる。そのため、Ｆナンバーを極力大きくして回折限界近くまで明るさ絞り４を絞ることで、被写界深度を確保するケースが多い。しかしながら、レンズ群を移動させる光学系の場合は、特に正－負－正の構成を取るものでは、通常観察時におけるＦナンバーが小さくなり、十分な被写界深度を確保することが困難である。そのため、明るさ絞り４と第２レンズ群２とを同時に動かすことにより、通常観察と近接拡大観察の双方でのＦナンバー変化を小さくすることができる。
　本実施形態において、内視鏡対物レンズ１０は以下の条件式を満たしている。
　－９＜ｆ２／ｆＷ＜－３．５　　　　　　（１）
　４．５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜５０　　　　　（２）
　ただし、ｆＭはメニスカスレンズ１３の焦点距離、ｆＷは通常観察時における全焦点距離、ｆ２は第２レンズ群２の焦点距離である。
　（１）式は、第２レンズ群２の位置調整感度に関する式である。（１）式の下限を超えると製造誤差が大きくなる。位置調整感度が高いと、設計狙い通りの対物レンズからのばらつきが大きくなり、例えば、倍率は確保できるが被写界深度が狭くなるか、または、被写界深度は確保できるが倍率が所望のレベルに到達しないといった問題が発生する。一方、(１）式の上限を超えると、位置調整感度は緩和されるが倍率の確保が困難となる。
　（１）式は、
　－８＜ｆ２／ｆＷ＜－４
であるとなおよい。
　（２）式は収差、特に倍率の色収差を良好に補正するものである。（２）式の下限を超えると、レンズの焦点距離が小さくなり、結果として倍率の色収差が補正過剰となる。一方、（２）式の上限を超えると、焦点距離が大きくなり、補正不足となる。
　（２）式は、
　５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜３０
であるとなおよい。
　また、内視鏡対物レンズ１０は以下の条件式を満たしている。
　－０．７７＜ｆ３／ｆ２＜－０．３４　　　　　　（３）
　ただし、ｆ３は第３レンズ群３の焦点距離である。
　（３）式の下限を超えると、第３レンズ群３の焦点距離が大きくなり、光学系のバックフォーカスが大きくなる。その結果、光学系全長が長くなり大型化してしまう。一方、（３）式の上限を超えると、第３レンズ群３における収差、特に倍率の色収差補正が十分に行えず、色にじみによる画像劣化が起きてしまう。そのため（３）式を満たすことが望ましい。
　（３）式は、
　－０．７＜ｆ３／ｆ２＜－０．４
であるとなおよい。
　また、内視鏡対物レンズ１０は以下の条件式を満たしている。
　－４.５＜ｆ２／ｆ１＜－２．３８　　　　　　（４）
　ただし、ｆ１は第１レンズ群１の焦点距離である。
　（４）式の下限を超えると、第１レンズ群１の焦点距離が小さくなり、球面収差が大きく発生し、良好な画像取得が困難となる。一方、（４）式の上限を超えると、第１レンズ群１の焦点距離が大きくなり、第１レンズ群１のレンズ、特に最も物体面側の第１レンズ１１の外径が大きくなり、内視鏡先端径が大きくなる。そのため、（４）式を満たすことが望ましい。
　（４）式は、
　－４＜ｆ２／ｆ１＜－３
であるとなおよい。
　また、内視鏡対物レンズ１０は以下の条件式を満たしている。
　１．５＜ｆ３／ｆ１＜２．５　　　　　　（５）
　（５）式の下限を超えると、（４)式と同様に、第１レンズ群１の焦点距離が大きくなり、球面収差の補正が困難となる。さらにはコマ収差が補正できなくなる。一方、（５）式の上限を超えると、第３レンズ群３の焦点距離が大きくなり、像面湾曲の補正が困難となる。像面湾曲が強く発生すると、画面の中心と周辺での解像力がずれ、良好な画像取得が困難となる。そのため、（５）式を満たすことが望ましい。
　（５）式は、
　１.６＜ｆ３／ｆ１＜２．０
であるとなおよい。
　次に、本発明の一実施形態に係る内視鏡対物レンズ１０の実施例について図面を参照して以下に説明する。
〔実施例１〕
　本発明の実施例１に係る内視鏡対物レンズ１０を図３および図４に示す。図３は第２レンズ群２が物体側に移動した状態、すなわち、通常観察状態を示しており、図４は第２レンズ群２が像側に移動した状態、すなわち、近接拡大観察状態を示している。
　図３および図４において、ｒ１～ｒ９は正の第１レンズ群１を構成するレンズの各面を示し、ｒ１０～ｒ１２は負の第２レンズ群２を構成するレンズの各面を示し、ｒ１３～ｒ２２は正の第３レンズ群３を構成するレンズの各面を示している。以下、図７、図８、図１１、図１２、図１５、図１６、図１９および図２０において同様である。また、図５および図６は、それぞれ図３および図４に対応する球面収差、非点収差、倍率色収差、および、歪曲収差を示している。また、本実施例に係る内視鏡対物レンズ１０は、表１、表２および表３に示すデータを有している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（表２）
　　　　　通常観察状態　　　　　近接拡大観察状態
　Ｄ０　　　１４．５　　　　　　　　　２
　Ｄ９　　　　０．２　　　　　　　　　１．８
　Ｄ１３　　　１．９　　　　　　　　　０．３
　ｆ１　　　　１．２５　　　　　　　　１．４６
　Ｆｎｏ　　　　７．５９　　　　　　　　７．４９
（表３）
　条件式（１）～（５）
　ｆ２／ｆＷ　　　　－５．５３
　｜ｆＭ／ｆＷ｜　　　５．９４
　ｆ３／ｆ２　　　　－０．５４
　ｆ２／ｆ１　　　　－３．２５
　ｆ３／ｆ１　　　　１．７４
　ただし、ｒ１～ｒ２２はレンズの各面の曲率半径であり、ｄ１～ｄ２２は各レンズの肉厚および面間隔であり、ｎ１～ｎ１３は各レンズのｄ線に対する屈折率であり、ν１～ν１３は各レンズのｄ線に対するアッベ数である。ｄ０は物体面から対物レンズの第１面（ｒ１）までの距離である。ｒ，ｄ等の長さの単位はｍｍである。
　本実施例においては、内視鏡対物レンズ１０は、条件式（１）～（５）を満たしており、製造誤差が抑えられ、かつ収差が良好に取れた対物レンズとなっている。
〔実施例２〕
　本発明の実施例２に係る内視鏡対物レンズ１０を図７および図８に示す。図７は第２レンズ群２が物体側に移動した通常観察状態を示しており、図８は第２レンズ群２が像側に移動した近接拡大観察状態を示している。また、図９および図１０は、それぞれ図７および図８に対応する球面収差、非点収差、倍率色収差、および、歪曲収差を示している。また、本実施例に係る内視鏡対物レンズ１０は、表４、表５および表６に示すデータを有している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（表５）
　　　　　通常観察状態　　　　　近接拡大観察状態
　Ｄ０　　　　１２　　　　　　　　　　２
　Ｄ９　　　　　０．２　　　　　　　　１．８
　Ｄ１３　　　　１．９　　　　　　　　０．３
　ｆ１　　　　　１．１９　　　　　　　１．４４
　Ｆｎｏ　　　　　７．４１　　　　　　　７．９８
（表６）
　条件式（１）～（５）
　ｆ２／ｆＷ　　　　－４．５１
　｜ｆＭ／ｆＷ｜　　１９．０
　ｆ３／ｆ２　　　　－０．６７
　ｆ２／ｆ１　　　　－２．５３
　ｆ３／ｆ１　　　　　１．６９
　本実施例においては、内視鏡対物レンズ１０は、条件式（１）～（５）を満たしており、製造誤差が抑えられ、かつ収差が良好に取れた対物レンズとなっている。
〔実施例３〕
　本発明の実施例２に係る内視鏡対物レンズ１０を図１１および図１２に示す。図１１は第２レンズ群２が物体側に移動した通常観察状態を示しており、図１２は第２レンズ群２が像側に移動した近接拡大観察状態を示している。また、図１３および図１４は、それぞれ図１１および図１２に対応する球面収差、非点収差、倍率色収差、および、歪曲収差を示している。また、本実施例に係る内視鏡対物レンズ１０は、表７、表８および表９に示すデータを有している。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（表８）
　　　　　通常観察状態　　　　　近接拡大観察状態
　Ｄ０　　　　１２　　　　　　　　　　２
　Ｄ９　　　　　０．２　　　　　　　　２．２
　Ｄ１３　　　　２．３　　　　　　　　０．３
　ｆ１　　　　　１．３４　　　　　　　１．５２
　Ｆｎｏ　　　　　８．０６　　　　　　　８．０９
（表９）
　条件式（１）～（５）
　ｆ２／ｆＷ　　　　－５．７８
　｜ｆＭ／ｆＷ｜　　　８．３
　ｆ３／ｆ２　　　　－０．５４
　ｆ２／ｆ１　　　　－３．２４
　ｆ３／ｆ１　　　　　１．７７
　本実施例においては、内視鏡対物レンズ１０は、条件式（１）～（５）を満たしており、製造誤差が抑えられ、かつ収差が良好に取れた対物レンズとなっている。
〔実施例４〕
　本発明の実施例４に係る内視鏡対物レンズ１０を図１５および図１６に示す。図１５は第２レンズ群２が物体側に移動した通常観察状態を示しており、図１６は第２レンズ群２が像側に移動した近接拡大観察状態を示している。また、図１７および図１８は、それぞれ図１５および図１６に対応する球面収差、非点収差、倍率色収差、および、歪曲収差を示している。また、本実施例に係る内視鏡対物レンズ１０は、表１０、表１１および表１２に示すデータを有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（表１１）
　　　　　通常観察状態　　　　　近接拡大観察状態
　Ｄ０　　　７．５　　　　　　　　　１．６
　Ｄ９　　　０．２　　　　　　　　　１．８.
　Ｄ１３　　１．８　　　　　　　　　０．２
　ｆ１　　　０．８９　　　　　　　　１．０３
　Ｆｎｏ　　　７．４３　　　　　　　　７．３５
（表１２）
　条件式（１）～（５）
　ｆ２／ｆＷ　　　　－８．７９
　｜ｆＭ／ｆＷ｜　　１９．０
　ｆ３／ｆ２　　　　－０．４１
　ｆ２／ｆ１　　　　－４．０３
　ｆ３／ｆ１　　　　　１．６５
　本実施例においては、内視鏡対物レンズ１０は、条件式（１）～（５）を満たしており、製造誤差が抑えられ、かつ収差が良好に取れた対物レンズとなっている。
〔実施例５〕
　本発明の実施例５に係る内視鏡対物レンズ１０を図１９および図２０に示す。図１９は第２レンズ群２が物体側に移動した通常観察状態を示しており、図２０は第２レンズ群２が像側に移動した近接拡大観察状態を示している。また、図２１および図２２は、それぞれ図１９および図２０に対応する球面収差、非点収差、倍率色収差、および、歪曲収差を示している。また、
　本実施例に係る内視鏡対物レンズ１０は、表１３、表１４および表１５に示すデータを有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（表１４）
　　　　　通常観察状態　　　　　近接拡大観察状態
　Ｄ０　　　７．５　　　　　　　　１．６
　Ｄ９　　　０．２　　　　　　　　１．８.
　Ｄ１３　　１．８　　　　　　　　０．２
　ｆ１　　　０．９７　　　　　　　１．１４
　Ｆｎｏ　　　７．４２　　　　　　　７．４７
（表１５）
　条件式（１）～（５）
　ｆ２／ｆＷ　　　　－７．４７
　｜ｆＭ／ｆＷ｜　　２８．４
　ｆ３／ｆ２　　　　－０．４３
　ｆ２／ｆ１　　　　－３．７５
　ｆ３／ｆ１　　　　　１．６３
　本実施例においては、内視鏡対物レンズ１０は、条件式（１）～（５）を満たしており、製造誤差を抑え、かつ収差が良好に取れた対物レンズとなっている。
　照明光学系は以下のように構成してもよい。
　内視鏡スコープ５０が図２３のように構成されていて、撮像光学系５１、照明光学系５３Ａ，５３Ｂ、鉗子チャンネル５５がそれぞれ配置されている。図２３の例のように、照明光学系５３Ａ，５３Ｂが２つ配置されているときに鉗子チャンネル５５から鉗子を出すと、図２４のように鉗子５７の影が２つ発生する。このとき照明光学系５３Ａ，５３Ｂの射出光量に差があると、一方の影が濃くなってしまい、病変部が見にくくなってしまうことがある。この２つの照明のＬＧ本数比、または２つの照明光学系５３Ａ，５３Ｂの先端レンズの面積比が２以上になると、影の濃さによる見にくさが目立ってきてしまう。この比が２．６以上になるとかなり見にくくなってしまう。
　このとき、照明光学系５３Ａ，５３Ｂは下記のように構成するのがよい。
　照明光学系５３Ａ，５３Ｂのうち、光量の大きい方の照明光学系の少なくとも２面に反射防止コーティングを施さないように構成するのがよい。例えば、図２５の照明光学系５３Ｂのうち、２面に反射防止コーティングを施さないようにする。このように構成することにより、光量の大きい方の照明光学系５３Ｂの光量が小さくなって、鉗子５７の影の濃さの差が小さくなる。
　このとき、さらに、光量の小さい方の照明レンズの全ての面に反射防止コーティングを施すように構成するとなおよい。例えば、図２６の照明光学系５３Ａのうち、全ての面に反射防止コーティングを施すようにする。これにより、光量の小さい方の照明光学系５３Ａの光量が大きくなって、さらに鉗子５７の影の濃さの差が小さくなる。
　また、照明と鉗子チャンネル５５の位置は下記のように構成するのがよい。すなわち、図２７に示すように、撮像光学系５１の中心と鉗子チャンネル５５の中心を結ぶ直線と、光量の大きい方の照明光学系５３Ｂの中心と鉗子チャンネル５５の中心を結ぶ直線のなす角をθとしたとき、θが６０°以下であるように構成するのがよい。
　このように構成することにより、図２８に示すように、照明光学系５３Ａ，５３Ｂによる鉗子５７の影の位置が鉗子５７自体に近づいてきて、病変部の観察がしやすくなってくる。
　このように構成することにより鉗子５７の影による影響が少ない内視鏡の観察が可能になる。
　また、レンズの公差は下記のように構成してもよい。
　レンズの製造バラツキによって、画角や偏角がばらついてしまうため、それを調整して組み立てることがある。特に、画角調整は一部のレンズの間隔を変化させて調整している。内視鏡は一般的な広角な光学系なので、基本構成は物体側から凹レンズ、凸レンズのレトロフォーカスタイプになっている。
　そのため、画角調整を行うレンズの公差は、下記のように構成するのがよい。
　物体側から調整レンズ、固定レンズの少なくとも２つのレンズを有し、これらの間隔を調整することによって画角を調整し、調整レンズの偏心公差が固定レンズの偏心公差より小さくして構成するのがよい。
　偏心公差とは、レンズの外径に対する軸とレンズ光軸とのシフト量の許容値である。
　調整レンズはレンズを動かす必要があるので、そのとき発生するシフト偏心のバラツキによって偏角が発生してしまう。そのため、シフトの偏心公差を小さくしておくのが望ましい。一方、レンズの公差を厳しくすると、コストが向上してしまう。そのため、固定レンズはレンズの公差を緩めておくのが望ましい。
　調整レンズは凹レンズにし、固定レンズを凸レンズにするのがよい。
　また、半画角が８０°程度の広角の光学系に用いると効果的である。
　また、下記条件式を満たすのが望ましい。
　０．２＜δｎ／δｐ＜０．８
　δｎは調整レンズの偏心公差、δｐは固定レンズの偏心公差である。
　この条件式の上限を超えると、調整レンズの公差がゆるすぎて偏角が発生してしまうか、固定レンズの公差がきつすぎてコストが上昇してしまう。一方、下限を超えると、調整レンズの公差がきつすぎて調整時にレンズが移動できなくなってしまうか、固定レンズの公差がゆるすぎて偏角が調整しきれなくなってしまう。
　また、下記条件式を満たすのが望ましい。
　－０．６＜ｆｎ／ｆｐ＜－０．２
　ｆｎは調整レンズの焦点距離、ｆｐは固定レンズの焦点距離である。
　この条件式の上限を超えると、調整レンズと固定レンズのパワーの差が大きすぎるため調整感度がきつすぎて作業性が悪くなり、下限を超えるとパワーの差が小さすぎるため調整範囲内で調整できなくなってしまう。
　このように構成することにより、コストと性能のバランスのとれた結像光学系を構成することができる。
　１　　第１レンズ群
　２　　第２レンズ群
　３　　第３レンズ群
　４　　明るさ絞り
　１０　　内視鏡対物レンズ
　１１　　凹レンズ
　１２　　凸レンズ
　１３　　メニスカスレンズ

Claims (6)

  1. 　物体側から順に正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなり、
    　前記第１レンズ群はメニスカスレンズを有し、
    　前記第２レンズ群を光軸上を移動させることにより、通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とを切替可能であり、以下の条件を満たす内視鏡対物レンズ。
    　－９＜ｆ２／ｆＷ＜－３．５　　　　　　（１）
    　４．５＜｜ｆＭ／ｆＷ｜＜５０　　　　　　（２）
    　ただし、ｆＭはメニスカスレンズの焦点距離、ｆＷは通常観察時における全焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。
  2. 　前記第２レンズ群が、高屈折率の凹レンズと低屈折率の凸レンズとの接合レンズから成り、最も物体面側のレンズ面および最も像面側のレンズ面が共に平面形状を有する請求項１に記載の内視鏡対物レンズ。
  3. 　前記第２レンズ群と共に動く明るさ絞りを備える請求項１または請求項２に記載の内視鏡対物レンズ。
  4. 　下記条件式を満たす請求項３に記載の内視鏡対物レンズ。
    　－０．７７＜ｆ３／ｆ２＜－０．３４　　　　　　（３）
    　ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
  5. 　下記条件式を満たす請求項３または請求項４に記載の内視鏡対物レンズ。
    　－４.５＜ｆ２／ｆ１＜－２．３８　　　　　　（４）
    　ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離である。
  6. 　下記条件式を満たす請求項３から請求項５のいずれかに記載の内視鏡対物レンズ。
    　１．５＜ｆ３／ｆ１＜２．５　　　　　　（５）
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