WO2021176509A1 - 対物光学系、撮像装置及び内視鏡 - Google Patents

対物光学系、撮像装置及び内視鏡 Download PDF

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positive
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objective optical
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櫻田一平
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オリンパス株式会社
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    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Definitions

  • the present invention relates to an objective optical system, an imaging device, and an endoscope.
  • the number of pixels of endoscope images is increasing with the miniaturization of pixels of image sensors.
  • the visibility of blood vessels and nerves is improved, and correct anatomical grasp is advanced, which enables safe and efficient diagnosis and treatment.
  • the objective optical system used for endoscopes is designed to have a wide depth of field.
  • the depth of field represents the range in which a clear object image can be obtained, in the range on the object side. That is, the depth of field indicates the range in which the front and back of the focused portion appear to be in focus as the shooting distance (distance between the object and the imaging system).
  • Prior art document 1 discloses an optical system having a positive and positive two-group configuration.
  • the optical system disclosed in Patent Document 1 has a focus group in which the first group moves along the optical axis.
  • the refractive power of the focus group is larger than that of the entire optical system. For this reason, the total length of the optical system becomes long, and the configuration becomes complicated. In addition, the technical difficulty of the configuration for driving the focus group is high.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and provides an objective optical system, an image pickup device, and an endoscope having a small overall length, a focus function, and a simple configuration.
  • the purpose is.
  • the objective optical system according to at least some embodiments of the present invention is used. It has a positive front group and a positive rear group in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis.
  • the following conditional expression (1) is satisfied. 0.35 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.85 (1) here, Ff is the focal length of the front group, FL is the focal length of the entire objective optical system under normal observation conditions. Is.
  • the objective optical system is It has a positive front group and a positive rear group in order from the object side. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis.
  • the following conditional expression (4) is satisfied. 0.12 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.71 (4) here, ⁇ is the imaging magnification of the previous group under normal observation conditions. ⁇ is the image magnification of the rear group under normal observation. Is.
  • the imaging apparatus is It has an objective optical system and an image sensor.
  • the objective optical system has a positive front group and a positive rear group in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis.
  • the objective optical system is the above-mentioned objective optical system.
  • the following conditional expression (1) is satisfied. 0.35 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.85 (1) here, Ff is the focal length of the front group, FL is the focal length of the entire objective optical system under normal observation conditions. Is.
  • the imaging apparatus is It has an objective optical system and an image sensor.
  • the objective optical system has a positive front group and a positive rear group in order from the object side. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis.
  • the objective optical system is the above-mentioned objective optical system.
  • the following conditional expression (4) is satisfied. 0.12 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.71 (4) here, ⁇ is the imaging magnification of the previous group under normal observation conditions. ⁇ is the image magnification of the rear group under normal observation. Is.
  • the endoscope according to at least some embodiments of the present invention It has an objective optical system and an image sensor.
  • the objective optical system has a positive front group and a positive rear group in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis.
  • the objective optical system is the above-mentioned objective optical system.
  • the following conditional expression (1) is satisfied. 0.35 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.85 (1) here, Ff is the focal length of the front group, FL is the focal length of the entire objective optical system under normal observation conditions. Is.
  • the endoscope has an objective optical system and an image sensor.
  • the objective optical system has a positive front group and a positive rear group in order from the object side.
  • the objective optical system is the above-mentioned objective optical system. Focusing is performed by moving the front group in the direction along the optical axis, and the following conditional expression (4) is satisfied. 0.12 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.71 (4) here, ⁇ is the imaging magnification of the previous group under normal observation conditions. ⁇ is the image magnification of the rear group under normal observation. Is.
  • an objective optical system an imaging device, and an endoscope having a small overall length, a focus function, and a simple configuration.
  • FIG. (A), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) are aberrations of the objective optical system of Example 1. It is a figure. It is a lens sectional view of the objective optical system of Example 2. FIG. (A), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) are aberrations of the objective optical system of Example 2. It is a figure. It is a lens sectional view of the objective optical system of Example 3.
  • (A), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) are aberrations of the objective optical system of Example 3. It is a figure. It is a lens sectional view of the objective optical system of Example 4. FIG. (A), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) are aberrations of the objective optical system of Example 4. It is a figure. It is a lens cross-sectional view of the objective optical system of Example 5. (A), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) are aberrations of the objective optical system of Example 5. It is a figure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens of the objective optical system 10 according to the first embodiment.
  • the objective optical system 10 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the following conditional expression (1) is satisfied. 0.35 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.85 (1) here, Ff is the focal length of the front group GF, FL is the focal length of the entire objective optical system 10 in the normal observation state. Is.
  • Conditional expression (1) defines an appropriate ratio between the focal length of the front group GF and the focal length of the entire objective optical system 10.
  • the amount of movement of the front group GF required for focusing increases. As a result, the total length of the objective optical system 10 becomes long.
  • the amount of movement of the front group GF increases, the ray height of the front group GF increases, and the off-axis spherical aberration worsens. Astigmatism fluctuation due to focusing becomes large, and the optical performance deteriorates.
  • the amount of movement of the front group GF required for focusing becomes very small. This makes it difficult to control the drive of the focusing group.
  • the refractive power of the front group GF becomes large, and the on-axis spherical aberration and the off-axis spherical aberration worsen. It becomes impossible to correct astigmatism.
  • the arrangement of the refractive power is not appropriate and the Petzval sum deteriorates.
  • the first embodiment is an objective optical system having a small overall length, a focus function, and a simple configuration.
  • conditional expression (1') instead of the conditional expression (1).
  • conditional expression (1') 0.45 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.66 (1')
  • conditional expression (1 ′′) instead of the conditional expression (1). 0.57 ⁇ FL / Ff ⁇ 0.66 (1 ")
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens of the objective optical system 20 according to the second embodiment.
  • the lens configuration itself is the same as the lens cross-sectional view of the objective optical system 10 according to the first embodiment.
  • the objective optical system 20 is It has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the following conditional expression (4) is satisfied. 0.12 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.71 (4) here, ⁇ is the imaging magnification of the front group GF under normal observation conditions. ⁇ is the imaging magnification of the rear group GR under normal observation conditions. Is.
  • Conditional expression (4) defines an appropriate relationship between the image magnification of the front group GF and the image magnification of the rear group GR.
  • the amount of movement of the front group GF required for focusing increases. As a result, the total length of the objective optical system 20 becomes long. Further, when the amount of movement of the front group GF increases, the ray height of the front group GF increases, and the off-axis spherical aberration worsens. Astigmatism fluctuation due to focusing becomes large, and the optical performance deteriorates.
  • the amount of movement of the front group GF required for focusing becomes very small. This makes it difficult to control the drive of the focusing group.
  • the refractive power of the front group GF becomes large, and the on-axis spherical aberration and the off-axis spherical aberration worsen. It becomes impossible to correct astigmatism.
  • the arrangement of the refractive power is not appropriate and the Petzval sum deteriorates.
  • the second embodiment is an objective optical system having a small overall length, a focus function, and a simple configuration.
  • conditional expression (4') instead of the conditional expression (4). 0.20 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.43 (4')
  • conditional expression (4 ") instead of the conditional expression (4). 0.32 ⁇ (1- ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0.43 (4 ”)
  • the objective optical systems 10 and 20 have the cover glass CG1 on the most object side.
  • the objective optical systems 10 and 20 have a cover glass CG1.
  • the cover glass CG1 and the lens frame are soldered.
  • the objective optical system has excellent disinfection resistance and sterilization resistance.
  • the objective optical systems 10 and 20 are objective optical systems suitable for rigid mirrors.
  • the material of the cover glass CG1 is, for example, sapphire. It has excellent temperature characteristics and hardness, and can prevent deformation due to changes in soldering temperature and damage due to bumping.
  • the front group GF has a first lens L1 having the most negative object side, a positive third lens L3, and a brightness diaphragm S. It is desirable to have.
  • the front group GF has a negative first lens L1 and a positive second lens L2 in order from the object side as lenses having a refractive index. It has a brightness diaphragm S and a positive third lens L3. It is desirable that the rear group GR has a positive fourth junction lens CL4 and a positive fifth lens L5 with a convex surface facing the object side in order from the object side.
  • the negative first lens L1 on the most object side secures a sufficient angle of view of 80 ° to 90 °.
  • the positive second lens L2 contributes to the correction of coma aberration and Petzval sum.
  • the positive third lens L3 contributes to the correction of the Petzval sum for correcting the spherical aberration generated by the negative first lens L1.
  • the positive fourth junction lens CL4 corrects for chromatic aberration.
  • the positive fifth lens L5 reduces the magnification of the rear group GR and reduces the focus sensitivity.
  • conditional expression (2) is satisfied. -0.43 ⁇ (r1i ⁇ r3i) / Ff 2 ⁇ -0.05 (2) here, r1i is the radius of curvature of the image side surface of the negative first lens L1. r3i is the radius of curvature of the positive third lens L3 on the image plane side. Ff is the focal length of the front group GF, Is.
  • conditional expression (3) is satisfied. -0.57 ⁇ (r4c ⁇ r5o) / Fr 2 ⁇ -0.13 (3) r4c is the radius of curvature of the junction surface of the positive fourth junction lens CL4. r5o is the radius of curvature of the side surface of the object of the positive fifth lens L5. Fr is the focal length of the rear group GR, Is.
  • conditional expression (3) If the conditional expression (3) is not satisfied, it becomes difficult to correct coma, axial chromatic aberration, and chromatic aberration of magnification while maintaining the focus sensitivity appropriately.
  • the first lens L1 is a negative meniscus lens that is aspherical on both sides and has a convex surface facing the object side.
  • the second lens L2 is a positive meniscus lens with a convex surface facing the object side.
  • the third lens L3 is a positive lens whose image side surface is aspherical.
  • the above configuration is suitable when it is necessary to sufficiently correct the distortion when applying this objective optical system to a stereoscopic endoscope.
  • Distortion can be satisfactorily corrected by the first lens L1.
  • the second lens L2 can secure a lens configuration with respect to the brightness diaphragm S. As a result, distortion can be satisfactorily corrected.
  • the third lens L3 can satisfactorily correct spherical aberration and coma aberration generated on the object side of the third lens L3.
  • FIG. 14 is a diagram showing an image pickup apparatus 30 according to a third embodiment.
  • the lens configuration itself is the same as the lens cross-sectional view of the objective optical system 10 according to the first embodiment.
  • the image pickup device 30 includes an objective optical system 10 and an image pickup device IMG.
  • the objective optical system 10 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the objective optical system is the objective optical system 10 of the first embodiment.
  • the lens drive unit 31 is a motor, an actuator, or the like.
  • the lens driving unit 31 moves the front group GF in the direction along the optical axis AX. Focusing is performed by moving the front group GF.
  • the processor 32 controls the lens driving unit 31 and processes signals from the image sensor IMG.
  • the third embodiment is an imaging device having a small overall length of the optical system, a focus function, and a simple configuration.
  • FIG. 14 is a diagram showing an image pickup apparatus 40 according to a fourth embodiment.
  • the lens configuration itself is the same as the lens cross-sectional view of the objective optical system 10 according to the first embodiment.
  • the image pickup apparatus 40 includes an objective optical system 20 and an image pickup element IMG.
  • the objective optical system 20 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the objective optical system is the objective optical system 20 of the second embodiment.
  • the image pickup apparatus 30 (40) has the cover glass CG1 on the most object side.
  • the fourth embodiment is an imaging device having a small overall length of the optical system, a focus function, and a simple configuration.
  • FIG. 14 is a diagram showing an endoscope 50 according to a fifth embodiment.
  • the lens configuration itself is the same as the lens cross-sectional view of the objective optical system 10 according to the first embodiment.
  • the endoscope 50 includes an objective optical system 10 and an image pickup device IMG.
  • the objective optical system 10 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the objective optical system is the objective optical system 10 of the first embodiment.
  • the lens drive unit 31 is a motor, an actuator, or the like.
  • the lens driving unit 31 moves the front group GF in the direction along the optical axis AX. Focusing is performed by moving the front group GF.
  • the processor 32 controls the lens driving unit 31 and processes signals from the image sensor IMG.
  • the fifth embodiment is an endoscope having a small overall length of the optical system, a focus function, and a simple configuration.
  • FIG. 13 is a diagram showing an endoscope 60 according to a sixth embodiment.
  • the lens configuration itself is the same as the lens cross-sectional view of the objective optical system 20 according to the second embodiment.
  • the endoscope 60 includes an objective optical system 20 and an image pickup device IMG.
  • the objective optical system 20 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side. Focusing is performed by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the objective optical system is the objective optical system 20 of the second embodiment.
  • the endoscope 50 (60) has the cover glass CG1 on the most object side.
  • the sixth embodiment is an endoscope having a small overall length of the optical system, a focus function, and a simple configuration.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 11 according to the first embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 11 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 11 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the normal observation state is the apogee observation state.
  • the close-up observation state is a near-point observation state.
  • the front group GF is parallel to a negative first meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a biconvex positive second lens L2, and a brightness diaphragm S in order from the object side. It has a flat plate F1 and a positive third meniscus lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • the rear group GR includes a biconvex positive lens L41, a negative meniscus lens L42 with a convex surface facing the image side, a plano-convex positive fifth lens L5 with a convex surface facing the object side, and a parallel flat plate in order from the object side. It has F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2.
  • the positive lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4.
  • the positive fifth lens L5, the parallel flat plate F2, the parallel flat plate F3, and the cover glass CG2 are joined.
  • An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • FIG. 3 (a)-(j) are aberration diagrams of the objective optical system according to the first embodiment
  • FYI shows the image height.
  • DZY1 and DZY2 show longitudinal aberration, and the others show lateral aberration.
  • the vertical axis of DZY1 and DZY2 indicates the aperture ratio.
  • FIG. 3B shows curvature of field (FC) in the normal observation state
  • FIG. 3C shows chromatic aberration of magnification in the normal observation state.
  • (CC) and (d) show distortion (DT) in the normal observation state
  • (g) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (h) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (h).
  • CC) and (i) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 12 according to the second embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 12 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 12 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • Focusing is performed to switch between the normal observation state and the close observation state by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the front group GF includes a flat concave first lens L1 having a concave surface facing the image side, a biconvex positive second lens L2, and a brightness diaphragm S in order from the object side. It has a parallel flat plate F1 and a positive third meniscus lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • the rear group GR consists of a biconvex positive lens L41, a negative meniscus lens L42 with a convex surface facing the image side, a plano-convex positive fifth lens L5 with a convex surface facing the object side, and a parallel flat plate in order from the object side. It has F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2.
  • the positive lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4.
  • the positive fifth lens L5, the parallel flat plate F2, the parallel flat plate F3, and the cover glass CG2 are joined.
  • An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate F is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • FIG. 5B shows curvature of field (FC) in the normal observation state
  • FIG. 5C shows chromatic aberration of magnification (c) in the normal observation state.
  • CC) and (d) show distortion (DT) in the normal observation state
  • (g) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (h) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (h).
  • CC) and (i) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 13 according to the third embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 13 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 13 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • Focusing is performed to switch between the normal observation state and the close observation state by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the front group GF includes a negative first meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a positive second meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and bright lenses in order from the object side. It has a narrow diaphragm S, a parallel flat plate F1, and a plano-convex positive third lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • a plano-convex positive lens L41 with a convex surface facing the image side in order from the object side, a plano-convex positive lens L41 with a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens L42 with a convex surface facing the image side, and a flat lens L42 with the convex surface facing the object side. It has a convex fifth lens L5, a parallel flat plate F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2.
  • the positive lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4.
  • the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2 are joined.
  • An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the aspherical surface is provided on both sides of the negative first meniscus lens L1 and the image side surface of the positive third lens L3, for a total of three surfaces.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate F is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • FIG. 7B shows curvature of field (FC) in the normal observation state
  • FIG. 7C shows chromatic aberration of magnification (c) in the normal observation state.
  • CC) and (d) show distortion (DT) in the normal observation state
  • (g) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (h) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (h).
  • CC) and (i) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 14 according to the fourth embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 14 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 14 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • Focusing is performed to switch between the normal observation state and the close observation state by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the front group GF includes a negative first meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a positive second meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and bright lenses in order from the object side. It has a narrow aperture S, a parallel flat plate F1, and a positive third meniscus lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • the rear group GR is parallel to the biconvex positive lens L41, the negative meniscus lens L42 with the convex surface facing the image side, and the plano-convex positive fifth lens L5 with the convex surface facing the object side, in order from the object side. It has a flat plate F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2. The positive lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4. The positive fifth lens 5, the parallel flat plate F2, the parallel flat plate F3, and the cover glass CG2 are joined. An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate F is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • (g) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (h) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (h).
  • CC) and (i) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 15 according to the fifth embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 15 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 15 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • Focusing is performed to switch between the normal observation state and the close observation state by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the positive front group GF has a negative first meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a positive second meniscus lens L2 having a convex surface facing the image side in order from the object side as lenses having a refractive index. It has a brightness diaphragm S, a parallel flat plate F1, and a positive third meniscus lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • the positive rear group GR is a positive meniscus lens L41 with a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens L42 with a convex surface facing the image side, and a plano-convex positive lens with a convex surface facing the object side, in order from the object side. It has a fifth lens L5, a parallel flat plate F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2.
  • the positive meniscus lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4.
  • the positive fifth lens 5, the parallel flat plate F2, the parallel flat plate F3, and the cover glass CG2 are joined.
  • An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate F is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • FIG. 11B shows curvature of field (FC) in the normal observation state
  • FIG. 11C shows chromatic aberration of magnification (c) in the normal observation state.
  • CC) and (d) show distortion (DT) in the normal observation state
  • (g) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (h) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (h).
  • CC) and (i) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the lens of the objective optical system 16 according to the sixth embodiment in a normal observation state.
  • the objective optical system 16 has a positive front group GF and a positive rear group GR in order from the object side to the image side.
  • the objective optical system 16 has a cover glass CG1 on the most object side.
  • Focusing is performed to switch between the normal observation state and the close observation state by moving the front group GF in the direction along the optical axis AX.
  • the image plane (imaging plane) is indicated by I.
  • the positive front group GF includes a negative first meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a biconvex positive second lens L2, and a brightness diaphragm S in order from the object side as lenses having a refractive index. , A parallel flat plate F1 and a positive third meniscus lens L3 with a convex surface facing the image side.
  • the rear group GR is parallel to the biconvex positive lens L41, the negative meniscus lens L42 with the convex surface facing the image side, and the plano-convex positive fifth lens L5 with the convex surface facing the object side, in order from the object side. It has a flat plate F2, a parallel flat plate F3, and a cover glass CG2. The positive lens L41 and the negative meniscus lens L42 are joined to form a positive fourth junction lens CL4. The positive fifth lens 5, the parallel flat plate F2, the parallel flat plate F3, and the cover glass CG2 are joined. An adhesive layer is formed between the parallel flat plate F3 and the cover glass CG2.
  • the parallel flat plates F1, F2, and F3 are, for example, infrared absorption filters.
  • the object side of the parallel flat plate F is coated with YAG laser cut, and the image side is coated with LD laser cut.
  • a filter having a coating that cuts the excitation light wavelength and transmits the fluorescence wavelength may be used instead of the infrared absorption filter.
  • (b) is curvature of field (FC) in the close-up observation state
  • (c) is magnification chromatic aberration in the close-up observation state (c).
  • CC) and (d) show distortion (DT) in the close-up observation state
  • the numerical data of each of the above examples is shown below.
  • r is the radius of curvature of each lens surface
  • d is the distance between each lens surface
  • ne is the refractive index of the e-line of each lens
  • ⁇ d is the Abbe number of each lens
  • 2 ⁇ is the total angle of view.
  • the diaphragm is a brightness diaphragm.
  • the aspherical shape is represented by the following equation, where x is the optical axis with the traveling direction of light as positive and y is the direction orthogonal to the optical axis.
  • x (y 2 / r) / [1 + ⁇ 1- (K + 1) (y / r) 2 ⁇ 1/2 ] + A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10 + A 12 y 12
  • K is a conical coefficient
  • a 4, A 6, A 8, A 10, A 12 are the fourth, is sixth, eighth, tenth order, twelfth order aspherical coefficient .
  • "en” (n is an integer) indicates "10 -n ".
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Normal Proximity Normal Proximity Normal Proximity Perigee 60mm Perigee 30mm Perigee 60mm Perigee 30mm Perigee 70mm Perigee 28mm (a) 1.429 1.445 1.447 1.463 1.702 1.728 (b) 2.486 2.486 2.432 2.432 2.587 2.587 (c) -0.041 -0.083 -0.040 -0.081 -0.037 -0.091 (d) 0.5684 0.5684 0.5882 0.5882 0.6511 0.6680 (e) 87.635 85.798 86.465 84.659 86.305 84.626 (f) 0.764 0.888 0.705 (g) -1.429 -1.558 -1.444 (h) 2.486 2.432 2.587 (i) -1.393 -1.330 -2.0626 (j) 6.807 4.830 5.7205 (k) 5.299 5.162 6.020 (1) 0.575 0.581 0.595 0.6
  • Example 4 Example 5 Example 6 Normal Proximity Normal Proximity Normal Proximity Perigee 60mm Perigee 30mm Perigee 60mm Perigee 30mm Perigee 60mm Perigee 30mm (a) 1.425 1.460 1.416 1.425 1.456 1.481 (b) 3.993 3.993 1.678 1.678 3.143 3.143 (c) -0.067 -0.137 -0.028 -0.055 -0.052 -0.106 (d) 0.3486 0.3486 0.8390 0.8390 0.4558 0.4558 (e) 87.006 84.422 84.474 83.325 84.720 82.517 (f) 0.736 0.761 0.762 (g) -1.285 -1.563 -1.390 (h) 3.993 1.678 3.143 (i) -2.052 -1.006 -1.646 (j) 4.563 5.947 6.366 (k) 4.080 6.572 4.606 (1) 0.357 0.366 0.844 0.849 0.463
  • the above-mentioned objective optical system may satisfy a plurality of configurations at the same time. This is preferable in order to obtain a good objective optical system. Moreover, the combination of preferable configurations is arbitrary. Further, for each conditional expression, only the upper limit value or the lower limit value of the numerical range of the more limited conditional expression may be limited.
  • the total length of the optical system is small, it has a focus function, and it is suitable for an objective optical system, an imaging device, and an endoscope having a simple structure.

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Abstract

光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系、撮像装置及び内視鏡を提供する。　対物光学系１０は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、以下の条件式（１）を満足する。　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　（１）　ここで、　Ｆｆは、正の前群ＧＦの焦点距離、　ＦＬは、通常観察状態における対物光学系１０の全系の焦点距離、 である。

Description

対物光学系、撮像装置及び内視鏡
　本発明は、対物光学系、撮像装置及び内視鏡に関する。
　内視鏡に関する分野では、撮像素子の画素の小型化に伴い、内視鏡画像の高画素化が進んでいる。高画素化により、血管や神経の視認性が向上すること、正しい解剖把握が進むことで、安全で効率的な診断や治療が可能となる。
　内視鏡に用いられる対物光学系は、広い被写界深度を有するように設計されている。被写界深度は、鮮明な物体像が得られる範囲を、物体側の範囲で表したものである。つまり、被写界深度は、ピントを合わせた部分の前後のピントが合っているように見える範囲を、撮影距離（物体と撮像系との間の距離）で示すものである。
　ここで、画素の小型化により、被写界深度が狭くなるという課題がある。被写界深度が狭くなることを低減するため、焦点切り替え（フォーカス）機能を有し、十分な被写界深度を確保する手法が取られてきた。
　しかしながら、対物光学系に焦点切り替えのための機構を採用すると、光学系全長が長くなること、構成が複雑になってしまう。
　先行技術文献１には、正・正の２群構成の光学系が開示されている
特開２００９－１０４０８２号公報
　特許文献１に開示された光学系は、第１群が光軸に沿って移動するフォーカス群を有する。そして、光学系の全系に対して、フォーカス群の屈折力（パワー）が大きい。このために、光学系の全長が長くなり、さらに構成も複雑になってしまう。また、フォーカス群を駆動する構成の技術的な難易度も高い。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系、撮像装置及び内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る対物光学系は、
　物体側から像側へ順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　以下の条件式（１）を満足する。
　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　　　（１）
　ここで、
　Ｆｆは、前群の焦点距離、
　ＦＬは、通常観察状態における対物光学系の全系の焦点距離、
である。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る対物光学系は、
　物体側から順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　以下の条件式（４）を満足する。
　０．１２＜（１－β2）×γ2＜０．７１　（４）
　ここで、
　βは、通常観察状態における前群の結像倍率、
　γは、通常観察状態における後群の結像倍率、
である。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像装置は、
　対物光学系と、撮像素子と、を有する。
　対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、上述の対物光学系であり、
　以下の条件式（１）を満足する。
　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　（１）
　ここで、
　Ｆｆは、前群の焦点距離、
　ＦＬは、通常観察状態における対物光学系の全系の焦点距離、
である。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像装置は、
　対物光学系と、撮像素子と、を有する。
　対物光学系は、物体側から順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、上述の対物光学系であり、
　以下の条件式（４）を満足する。
　０．１２＜（１－β２）×γ２＜０．７１　（４）
　ここで、
　βは、通常観察状態における前群の結像倍率、
　γは、通常観察状態における後群の結像倍率、
である。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡は、
　対物光学系と、撮像素子と、を有する。
　対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、上述の対物光学系であり、
　以下の条件式（１）を満足する。
　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　（１）
　ここで、
　Ｆｆは、前群の焦点距離、
　ＦＬは、通常観察状態における対物光学系の全系の焦点距離、
である。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る内視鏡は、
　対物光学系と、撮像素子と、を有する。
　対物光学系は、物体側から順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
　対物光学系は、上述の対物光学系であり、
　前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、以下の条件式（４）を満足する。
　０．１２＜（１－β２）×γ２＜０．７１　（４）
　ここで、
　βは、通常観察状態における前群の結像倍率、
　γは、通常観察状態における後群の結像倍率、
である。
　本発明によれば、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系、撮像装置及び内視鏡を提供できる。
第１実施形態、第２実施形態に係る対物光学系のレンズ断面図である。 実施例１の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例１の対物光学系の収差図である。 実施例２の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例２の対物光学系の収差図である。 実施例３の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例３の対物光学系の収差図である。 実施例４の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例４の対物光学系の収差図である。 実施例５の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例５の対物光学系の収差図である。 実施例６の対物光学系のレンズ断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、実施例６の対物光学系の収差図である。 第３実施形態に係る撮像装置、第４実施形態に係る撮像装置、第５実施形態に係る内視鏡、第６実施形態に係る内視鏡を示す図である。
　実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
　以下、本実施形態に係る対物光学系、撮像装置及び内視鏡について、図面を用いて、このような構成をとった理由と作用を説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る対物光学系１０のレンズ断面図である。
　対物光学系１０は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　以下の条件式（１）を満足する。
　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　　　（１）
　ここで、
　Ｆｆは、前群ＧＦの焦点距離、
　ＦＬは、通常観察状態における対物光学系１０の全系の焦点距離、
である。
　条件式（１）は、前群ＧＦの焦点距離と、対物光学系１０の全系の焦点距離との適切な比を規定する。
　条件式（１）の下限値を下回ると、フォーカシングに必要な前群ＧＦの移動量が大きくなる。これにより、対物光学系１０の全長が長くなってしまう。前群ＧＦの移動量が大きくなると、前群ＧＦの光線高が上がり、軸外の球面収差が悪化する。フォーカシングによる非点収差変動が大きくなり、光学性能が悪化する。
　条件式（１）の上限値を上回ると、フォーカシングに必要な前群ＧＦの移動量が微小になる。これにより、フォーカシング群の駆動制御が難しくなる。前群ＧＦの屈折力が大きくなり、軸上の球面収差、軸外の球面収差が悪化する。非点収差を補正しきれなくなる。屈折力の配置が適切でなくペッツバール和が悪化する。
　このように、第１実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系である。
　また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満たすことが好ましい。
　０．４５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．６６　　　（１’）
　さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満たすことがより好ましい。
　０．５７＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．６６　　　（１”）
（第２実施形態）
　図１は、第２実施形態に係る対物光学系２０のレンズ断面図である。レンズ構成自体は、第１実施形態に係る対物光学系１０のレンズ断面図と同じである。
　第２実施形態に係る対物光学系２０は、
　物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲとを有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　以下の条件式（４）を満足する。
　０．１２＜（１－β２）×γ２＜０．７１　　　（４）
　ここで、
　βは、通常観察状態における前群ＧＦの結像倍率、
　γは、通常観察状態における後群ＧＲの結像倍率、
である。
　条件式（４）は、前群ＧＦの結像倍率と、後群ＧＲの結像倍率との適切な関係を規定する。
　条件式（４）の下限値を下回ると、フォーカシングに必要な前群ＧＦの移動量が大きくなる。これにより、対物光学系２０の全長が長くなってしまう。また、前群ＧＦの移動量が大きくなると、前群ＧＦの光線高が上がり、軸外の球面収差が悪化する。フォーカシングによる非点収差変動が大きくなり、光学性能が悪化する。
　条件式（４）の上限値を上回ると、フォーカシングに必要な前群ＧＦの移動量が微小になる。これにより、フォーカシング群の駆動制御が難しくなる。前群ＧＦの屈折力が大きくなり、軸上の球面収差、軸外の球面収差が悪化する。非点収差を補正しきれなくなる。屈折力の配置が適切でなくペッツバール和が悪化する。
　このように、第２実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系である。
　また、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満たすことが好ましい。
　０．２０＜（１－β２）×γ２＜０．４３　　　（４’）
　さらに、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満たすことがより好ましい。
　０．３２＜（１－β２）×γ２＜０．４３　　　（４”）
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、対物光学系１０、２０は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有することが望ましい。
　対物光学系１０、２０は、カバーガラスＣＧ１を有する。例えばカバーガラスＣＧ１とレンズ枠を半田付けする。これにより気密性を確保でき、耐消毒性、耐滅菌性に優れた対物光学系となる。これにより、対物光学系１０、２０は、硬性鏡に好適な対物光学系である。カバーガラスＣＧ１の材質は、例えばサファイアである。温度特性や硬度に優れ、半田付けの温度変化による変形やぶつけ等による傷つきを防ぐことができる。
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、前群ＧＦは、最も物体側が負の第１レンズＬ１であり、正の第３レンズＬ３と、明るさ絞りＳと、を有することが望ましい。
　この構成により、先頭の負の第１レンズＬ１により適切な画角を確保しながら、正の第３レンズＬ３により、発生する球面収差の補正と、ペッツバール和の補正を行うことができる。
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、負の第１レンズＬ１と、正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＳと、正の第３レンズＬ３と、を有する。後群ＧＲは、物体側から順に、正の第４接合レンズＣＬ４と、物体側に凸面を向けた正の第５レンズＬ５と、を有することが望ましい。
　前群ＧＦの各レンズを説明する。最も物体側の負の第１レンズＬ１は、８０°から９０°の十分な画角を確保する。正の第２レンズＬ２は、コマ収差、ペッツバール和の補正に寄与する。正の第３レンズＬ３は、負の第１レンズＬ１で発生する球面収差の補正ペッツバール和の補正に寄与する。
　次に、後群ＧＲの各レンズを説明する。正の第４接合レンズＣＬ４は、色収差を補正する。正の第５レンズＬ５は、後群ＧＲの倍率を小さくし、かつフォーカス感度を低減する。
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
　－０．４３＜（ｒ１ｉ×ｒ３ｉ）／Ｆｆ２＜－０．０５　　　（２）
　ここで、
　ｒ１ｉは、負の第１レンズＬ１の像側面の曲率半径、
　ｒ３ｉは、正の第３レンズＬ３の像面側の曲率半径、
　Ｆｆは、前群ＧＦの焦点距離、
である。
　条件式（２）を満足しないとき、明るさ絞りＳに対するレンズ構成の対称性が失われ、フォーカス感度を適正に保ちながら球面収差、ペッツバール和を補正することが困難になる。
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
　－０．５７＜（ｒ４ｃ×ｒ５ｏ）／Ｆｒ２＜－０．１３　　　（３）
　ｒ４ｃは、正の第４接合レンズＣＬ４の接合面の曲率半径、
　ｒ５ｏは、正の第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径、
　Ｆｒは、後群ＧＲの焦点距離、

である。
　条件式（３）を満足しない場合、フォーカス感度を適正に保ちながら、コマ収差、軸上色収差、倍率色収差を補正することが困難になる。
　また、第１実施形態又は第２実施形態の好ましい態様によれば、
　第１レンズＬ１は、両面非球面で物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
　第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、
　第３レンズＬ３は、像側面が非球面の正レンズであることが望ましい。
　上述の構成は、本対物光学系を立体視内視鏡へ適用するとき、ディストーションを十分に補正する必要がある場合に好適である。第１レンズＬ１により、ディストーションを良好に補正できる。第２レンズＬ２により、明るさ絞りＳに対するレンズ構成を確保できる。これにより、ディストーションを良好に補正できる。第３レンズＬ３により、第３レンズＬ３よりも物体側で発生する球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
（第３実施形態）
　図１４は、第３実施形態に係る撮像装置３０を示す図である。レンズの構成自体は、第１実施形態に係る対物光学系１０のレンズ断面図と同じである。
　第３実施形態に係る撮像装置３０は、対物光学系１０と、撮像素子ＩＭＧと、を有する。
　対物光学系１０は、物体側から像側に順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、第１実施形態の対物光学系１０である。
　レンズ駆動部３１は、モーター、アクチュエータなどである。レンズ駆動部３１は、前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動させる。前群ＧＦの移動により、フォーカシングを行う。また、プロセッサー３２は、レンズ駆動部３１の制御、撮像素子ＩＭＧからの信号処理を行う。
　このように、第３実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の撮像装置である。
（第４実施形態）
　図１４は、第４実施形態に係る撮像装置４０を示す図である。レンズ構成自体は、第１実施形態に係る対物光学系１０のレンズ断面図と同じである。
　また、第４実施形態に係る撮像装置４０は、対物光学系２０と、撮像素子ＩＭＧと、を有する。
　対物光学系２０は、物体側から順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、第２実施形態の対物光学系２０である。
　また、第３実施形態又は第４実施形態の好ましい態様によれば、撮像装置３０（４０）は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有することが望ましい。
　このように、第４実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の撮像装置である。
（第５実施形態）
　図１４は、第５実施形態に係る内視鏡５０を示す図である。レンズ構成自体は、第１実施形態に係る対物光学系１０のレンズ断面図と同じである。
　また、第５実施形態に係る内視鏡５０は、対物光学系１０と、撮像素子ＩＭＧと、を有する。
　対物光学系１０は、物体側から像側に順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、第１実施形態の対物光学系１０である。
　レンズ駆動部３１は、モーター、アクチュエータなどである。レンズ駆動部３１は、前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動させる。前群ＧＦの移動により、フォーカシングを行う。また、プロセッサー３２は、レンズ駆動部３１の制御、撮像素子ＩＭＧからの信号処理を行う。
　このように、第５実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の内視鏡である。
（第６実施形態）
　図１３は、第６実施形態に係る内視鏡６０を示す図である。レンズ構成自体は、第２実施形態に係る対物光学系２０のレンズ断面図と同じである。
　また、第６実施形態に係る内視鏡６０は、対物光学系２０と、撮像素子ＩＭＧと、を有する。
　対物光学系２０は、物体側から順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有し、
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
　対物光学系は、第２実施形態の対物光学系２０である。
　また、第５実施形態又は第６実施形態の好ましい態様によれば、内視鏡５０（６０）は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有することが望ましい。
　このように、第６実施形態は、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の内視鏡である。
（実施例１）
　実施例１に係る対物光学系について説明する。
　図２は、実施例１に係る対物光学系１１の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１１は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１１は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態（遠点観察状態）と近接観察状態（近点観察状態）を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。通常観察状態は、遠点観察状態である。近接観察状態は、近点観察状態である。
　前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、両凸正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、を有する。
　後群ＧＲは、物体側から順に、両凸正のレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のレンズＬ４１と負メニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板の物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし、蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図３（ａ）－（ｊ）は、実施例１に係る対物光学系の収差図である、ＦＩＹは像高を示す。ＤＺＹ１、ＤＺＹ２は縦収差を示し、それ以外は横収差を示す。ＤＺＹ１、ＤＺＹ２以外は縦軸が像高比を示す。すなわち、ＤＺＹ１、ＤＺＹ２以外は縦軸の最大値が像高比＝１である。ＤＺＹ１、ＤＺＹ２の縦軸は開口比を示す。以下、すべての実施例の収差図において、本実施例の収差図と同じ符号を用いる。
　図３（ａ）は、通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｆ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｇ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｈ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｉ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｊ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
（実施例２）
　実施例２に係る対物光学系１２について説明する。
　図４は、実施例２に係る対物光学系１２の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１２は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１２は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態と近接観察状態を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。
　前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹負の第１レンズＬ１と、両凸正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、を有する。
　後群ＧＲは、物体側から順に、両凸正のレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のレンズＬ４１と負メニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板Ｆの物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図５（ａ）は通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｆ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｇ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｈ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｉ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｊ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
（実施例３）
　実施例３に係る対物光学系１３について説明する。
　図６は、実施例３に係る対物光学系１３の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１３は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１３は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態と近接観察状態を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。
　前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた平凸正の第３レンズＬ３と、を有する。
　後群ＧＲは、物体側から順に、像側に凸面を像側に向けた平凸正のレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のレンズＬ４１と負のメニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　非球面は、負の第１メニスカスレンズＬ１の両面と、正の第３レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板Ｆの物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図７（ａ）は通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｆ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｇ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｈ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｉ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｊ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
（実施例４）
　実施例４に係る対物光学系１４について説明する。
　図８は、実施例４に係る対物光学系１４の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１４は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１４は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態と近接観察状態を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。
　前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、を有する。
　後群ＧＲは、物体側から順に、両凸正のレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のレンズＬ４１と負のメニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。正の第５レンズ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板Ｆの物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図９（ａ）は通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｆ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｇ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｈ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｉ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｊ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
（実施例５）
　実施例５に係る対物光学系１５について説明する。
　図１０は、実施例５に係る対物光学系１５の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１５は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１５は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態と近接観察状態を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。
　正の前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、像側に凸面を向けた正の第２メニスカスレンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、を有する。
　正の後群ＧＲは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のメニスカスレンズＬ４１と負のメニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。正の第５レンズ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板Ｆの物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図１１（ａ）は通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｆ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｇ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｈ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｉ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｊ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
（実施例６）
　実施例６に係る対物光学系１６について説明する。
　図１２は、実施例６に係る対物光学系１６の通常観察状態におけるレンズ断面構成図である。
　対物光学系１６は、物体側から像側へ順に、正の前群ＧＦと、正の後群ＧＲと、を有する。対物光学系１６は、最も物体側にカバーガラスＣＧ１を有する。
　前群ＧＦを光軸ＡＸに沿った方向に移動することで、通常観察状態と近接観察状態を切り替えるフォーカシングを行う。像面（撮像面）はＩで示す。
　正の前群ＧＦは、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、両凸正の第２レンズＬ２と、明るさ絞りＳと、平行平板Ｆ１と、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、を有する。
　後群ＧＲは、物体側から順に、両凸正のレンズＬ４１と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた平凸正の第５レンズＬ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２と、を有する。正のレンズＬ４１と負のメニスカスレンズＬ４２とは、接合されて正の第４接合レンズＣＬ４を構成する。正の第５レンズ５と、平行平板Ｆ２と、平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２とは接合されている。平行平板Ｆ３と、カバーガラスＣＧ２との間は、接着層である。
　平行平板Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、例えば、赤外吸収フィルタである。平行平板Ｆの物体側に、ＹＡＧレーザーカットのコーティング、像側にＬＤレーザーカットのコーティングを施している。近年では、蛍光薬剤を用いた近赤外蛍光観察による血流評価や切除区域同定も行われている。このため、赤外吸収フィルタの代わりに、励起光波長をカットし蛍光波長を透過するコーティングを施したフィルタを用いても良い。
　図１３（ａ）は通常観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は通常観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は通常観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は通常観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は通常観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　また、（ｅ）は近接観察状態における球面収差（ＤＺＹ１、像高ＦＩＹ＝０．０）、（ｂ）は近接観察状態における像面湾曲（ＦＣ）、（ｃ）は近接観察状態における倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は近接観察状態における歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は近接観察状態におけるコマ収差（ＤＺＹ２、ＦＩＹ＝１．０３２）を示している。
　以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｅは各レンズのｅ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、２ωは全画角である。絞りは明るさ絞りである。
　なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
　ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１－（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10＋Ａ12ｙ12
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10、Ａ12はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ－ｎ」（ｎは整数）は、「１０-n」を示している。
数値実施例１
単位  ｍｍ

面データ
面番号         r         d          ne        νd 
  物体面      ∞       60          1
     1        ∞        0.3        1.77066    71.79 
     2        ∞        可変       1
     3      46.1983     0.3        1.65222    33.79 
     4       0.7636     0.31       1
     5       9.5817     0.6162     1.97189    17.47 
     6      -5.1681     0.1055     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.523      66.5
     9        ∞        0.1784     1
    10      -4.0598     0.5396     1.88815    40.76 
    11      -1.4289     可変       1
    12       6.2467     0.9704     1.65425    58.55 
    13      -1.3928     0.4564     1.93429    18.9
    14      -4.7085     0.08       1
    15       6.8065     0.6        1.59143    61.14 
    16        ∞        0.8        1.51825    64.14 
    17        ∞        1.3        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.02       1.5119     64.05 
    19        ∞        0.4        1.6135     50.49 
  撮像面      ∞        0 

各種データ
              通常観察    近接観察
物体距離       60mm        30mm
焦点距離        1.429       1.445
２ω           87.635      85.798

     d2         0.40331     0.30059 
     d11        0.22167     0.32439 
数値実施例２
単位  ｍｍ

面データ
面番号         r         d          ne        νd 
  物体面      ∞        60          1 
     1        ∞        0.3        1.77066    71.79 
     2        ∞        可変       1
     3        ∞        0.3        1.79192    25.68 
     4       0.888      0.2945     1
     5       6.2538     0.7075     1.93429    18.9
     6      -3.2553     0.0622     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.51825    64.14 
     9        ∞        0.0979     1
    10      -3.4961     0.7874     1.88815    40.76 
    11      -1.558      可変       1
    12      12.1963     1.0302     1.69979    55.53 
    13      -1.3299     0.35       1.93429    18.9
    14      -4.9364     0.08       1
    15       4.8295     0.6        1.59143    61.14 
    16        ∞        0.8        1.51825    64.14 
    17        ∞        1.3        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.02       1.5119     64.05 
    19        ∞        0.4        1.6135     50.49 
  撮像面      ∞        0 


各種データ
              通常観察    近接観察
物体距離       60mm        30mm 
焦点距離        1.447       1.463
２ω           86.465      84.659

     d2         0.46428     0.36632 
     d11        0.35271     0.45067 
数値実施例３
単位  ｍｍ

面データ　＊印は非球面である。
面番号         r         d          ne        νd 
  物体面      ∞       70          1
     1        ∞        0.4        1.77067    72.24 
     2        ∞        可変       1
     3*      3.274      0.4        1.59143    61.15 
     4*      0.7051     0.4631     1
     5       2.0148     0.514      1.92336    31.6
     6       2.8558     0.0748     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.51825    64.14 
     9        ∞        0.0357     1
    10        ∞        1.3335     1.68084    54.89 
    11*     -1.4438     可変       1
    12        ∞        0.9315     1.71615    53.87 
    13      -2.0626     0.35       1.93429    18.9
    14      -5.6045     0.5121     1
    15       5.7205     0.8552     1.59143    61.14 
    16        ∞        0.03       1
    17        ∞        0.4        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.6627     1
    19        ∞        0.4        1.51825    64.14 
    20        ∞        0.02       1.5119     64.09 
    21        ∞        0.4        1.61349    50.47 
  撮像面      ∞        0 

非球面データ
第３面
k=3.8508
A2=0.00E+00,A4=1.57E-02,A6=-1.6576E-02,A8=0.00E+00,
A10=0.00E+00
第４面
k=-0.3652 
A2=0.00E+00,A4=5.92E-02,A6=1.1300E-01,A8=0.00E+00,
A10=0.00E+00
第１１面
k=-0.9439 
A2=0.00E+00,A4=-2.04E-02,A6=0.00E+00,A8=0.00E+00,
A10=0.00E+00

各種データ
              通常観察   中間近接観察   近接観察
物体距離       70mm        40mm          28mm
焦点距離        1.702       1.715         1.728
２ω           86.305      85.456        84.626

     d2         0.4698      0.39946       0.32941
     d11        0.3495      0.41984       0.48989
数値実施例４
単位  ｍｍ

面データ
面番号         r         d         ne        νd 
  物体面      ∞       60          1
     1        ∞        0.3        1.77066    71.79 
     2        ∞        可変       1
     3       6.2715     0.3        1.65222    33.79 
     4       0.7359     0.31       1
     5       5.2249     1.0933     1.97189    17.47 
     6     126.9299     0.0444     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.523      66.5
     9        ∞        0.1403     1
    10      -2.7559     0.3665     1.88815    40.76 
    11      -1.2847     可変       1
    12       3.2689     1.0924     1.65425    58.55 
    13      -2.0523     0.3066     1.93429    18.9
    14     -14.7929     0.08       1
    15       4.5632     0.6        1.59143    61.14 
    16        ∞        0.8        1.51825    64.14 
    17        ∞        1.3        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.02       1.5119     64.05 
    19        ∞        0.4        1.6135     50.49 
  撮像面      ∞        0 

各種データ
              通常観察    近接観察
物体距離       60mm        30mm
焦点距離        1.425       1.460
２ω           87.006      84.422

     d2         0.40331     0.12596 
     d11        0.22167     0.49902 
数値実施例５
単位  ｍｍ

面データ
面番号         r         d          ne        νd 
  物体面      ∞       60          1
     1        ∞        0.3        1.77066    71.79 
     2        ∞        可変       1
     3       5.3167     0.3        1.65222    33.79 
     4       0.7611     0.43       1
     5      -7.7094     0.4        1.97189    17.47 
     6      -3.0652     0.5227     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.523      66.5
     9        ∞        0.03       1
    10     -24.9434     0.35       1.88815    40.76 
    11      -1.5629     可変       1
    12      -6.8273     1.1754     1.65425    58.55
    13      -1.0062     0.4        1.93429    18.9
    14      -2.49       0.08       1
    15       5.9471     0.6        1.59143    61.14 
    16        ∞        0.8        1.51825    64.14 
    17        ∞        1.3        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.02       1.5119     64.05 
    19        ∞        0.4        1.6135     50.49 
  撮像面      ∞        0 

各種データ
              通常観察    近接観察
物体距離       60mm        30mm
焦点距離        1.416       1.425
２ω           84.474      83.325

     d2         0.40331     0.35779 
     d11        0.22167     0.26718 
数値実施例６
単位  ｍｍ

面データ
面番号         r         d          ne        νd 
  物体面      ∞       60          1
     1        ∞        0.3        1.77066    71.79 
     2        ∞        可変       1
     3       7.7548     0.3        1.65222    33.79 
     4       0.7615     0.31       1
     5       6.2384     0.7436     1.97189    17.47 
     6     -13.1702     0.0941     1
     7(絞り)  ∞        0          1
     8        ∞        0.4        1.523      66.5
     9        ∞        0.2063     1
    10      -3.3842     0.4666     1.88815    40.76 
    11      -1.3903     可変       1
    12       4.346      1.0464     1.65425    58.55 
    13      -1.6463     0.3519     1.93429    18.9
    14      -6.1583     0.08       1
    15       6.3656     0.6        1.59143    61.14 
    16        ∞        0.8        1.51825    64.14 
    17        ∞        1.3        1.51825    64.14 
    18        ∞        0.02       1.5119     64.05 
    19        ∞        0.4        1.6135     50.49 
  撮像面      ∞        0 

各種データ

              通常観察    近接観察
物体距離       60mm        30mm 
焦点距離        1.456       1.481
２ω           84.720      82.517

     d2         0.40331     0.23603 
     d11        0.22167     0.38895 
　以下に各実施例のパラメータと条件式対応値を示す。

パラメータ
(a)   FL（全系焦点距離）
(b)   Ff（前群焦点距離）
(c)   β（通常観察状態における前群結像倍率）
(d)   γ（通常観察状態における後群結像倍率）
(e)   2ω(対角画角）
(f)   r1i : 第1負レンズの撮像素子側面の曲率半径
(g)   r3i : 第3正レンズの撮像素子側面の曲率半径
(h)  Ff（前群焦点距離）
(i)  r4c  : 第4レンズの接合面の曲率半径
(j)  r5o : 第5正レンズの物体側面の曲率半径
(k)  Fr （後群焦点距離）

条件式
(1)   FL/Ff 
(2)  (r1i×r3i)/Ff2
(3)  (r4c×r5o)/Fr2
(4)  (1-β2)×γ2
          実施例1              実施例2              実施例3 
         通常      近接       通常      近接       通常      近接
        遠点60mm  近点30mm   遠点60mm  近点30mm   遠点70mm  近点28mm
(a)       1.429     1.445      1.447     1.463      1.702     1.728 
(b)       2.486     2.486      2.432     2.432      2.587     2.587 
(c)      -0.041    -0.083     -0.040    -0.081     -0.037    -0.091
(d)       0.5684    0.5684     0.5882    0.5882     0.6511    0.6680
(e)      87.635    85.798     86.465    84.659     86.305    84.626 
(f)       0.764                0.888                0.705 
(g)      -1.429               -1.558               -1.444
(h)       2.486                2.432                2.587 
(i)      -1.393               -1.330               -2.0626
(j)       6.807                4.830                5.7205
(k)       5.299                5.162                6.020 

(1)       0.575     0.581      0.595     0.602      0.658     0.663 
(2)      -0.177               -0.234               -0.152 
(3)      -0.338               -0.241               -0.326 
(4)       0.323     0.321      0.345     0.344      0.423     0.420 
            実施例4              実施例5              実施例6 
         通常      近接       通常      近接       通常      近接
        遠点60mm  近点30mm   遠点60mm  近点30mm   遠点60mm  近点30mm
(a)       1.425     1.460      1.416     1.425      1.456     1.481 
(b)       3.993     3.993      1.678     1.678      3.143     3.143 
(c)      -0.067    -0.137     -0.028    -0.055     -0.052    -0.106 
(d)       0.3486    0.3486     0.8390    0.8390     0.4558    0.4558
(e)      87.006    84.422     84.474    83.325     84.720    82.517 
(f)       0.736                0.761                0.762 
(g)      -1.285               -1.563               -1.390 
(h)       3.993                1.678                3.143 
(i)      -2.052               -1.006               -1.646 
(j)       4.563                5.947                6.366 
(k)       4.080                6.572                4.606 

(1)       0.357     0.366      0.844     0.849      0.463     0.471 
(2)      -0.059               -0.422               -0.107 
(3)      -0.563               -0.139               -0.494 
(4)       0.121     0.119      0.703     0.702      0.207     0.205 
　なお、上述の対物光学系は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な対物光学系を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。
　以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
　以上のように、光学系の全長が小型であり、フォーカス機能を有し、簡易な構成の対物光学系、撮像装置及び内視鏡に適している。
　ＧＦ　前群
　ＧＲ　後群
　ＣＧ１、ＣＧ２　カバーガラス
　Ｌ１－Ｌ５　レンズ
　Ｆ１－Ｆ３　平行平板
　ＡＸ　光軸
　Ｉ　像面（撮像面）
　Ｓ　明るさ絞り
　３１　レンズ駆動部
　３２　プロセッサー
　ＩＭＧ　撮像素子
　１０、２０　対物光学系
　３０、４０　撮像装置
　５０、６０　内視鏡

Claims (18)

  1. 　物体側から像側へ順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
    　前記前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　以下の条件式（１）を満足する対物光学系。
    　０．３５＜ＦＬ／Ｆｆ＜０．８５　　　（１）
    　ここで、
    　Ｆｆは、前記前群の焦点距離、
    　ＦＬは、通常観察状態における前記対物光学系の全系の焦点距離、
    である。
  2. 　最も物体側にカバーガラスを有する請求項１に記載の対物光学系。
  3. 　前記前群は、最も物体側が負レンズであり、正レンズと、明るさ絞りと、を有する請求項１に記載の対物光学系。
  4. 　前記前群は、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、を有し、
    　前記後群は、物体側から順に、正の第４接合レンズと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズと、を有する請求項３に記載の対物光学系。
  5. 　以下の条件式（２）を満足する請求項４に記載の対物光学系。
    　－０．４３＜（ｒ１ｉ×ｒ３ｉ）／Ｆｆ２＜－０．０５　　　（２）
    　ここで、
    　ｒ１ｉは、前記負の第１レンズの像側面の曲率半径、
    　ｒ３ｉは、前記正の第３レンズの像面側の曲率半径、
    　Ｆｆは、前記前群の焦点距離、
    である。
  6. 　以下の条件式（３）を満足する請求項４に記載の対物光学系。
    　－０．５７＜（ｒ４ｃ×ｒ５ｏ）／Ｆｒ２＜－０．１３　　　（３）
    　ｒ４ｃは、前記正の第４接合レンズの接合面の曲率半径、
    　ｒ５ｏは、前記正の第５レンズの物体側面の曲率半径、
    　Ｆｒは、前記後群の焦点距離、
    である。
  7. 　前記負の第１レンズは、両面非球面で物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
    　前記正の第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、
    　前記正の第３レンズは、像側面が非球面の正レンズである請求項４に記載の対物光学系。
  8. 　物体側から順に、正の前群と、正の後群と、を有し
    　前記前群を光軸方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　以下の条件式（４）を満足する対物光学系。
    　０．１２＜（１－β２）×γ２＜０．７１　（４）
    　ここで、
    　βは、通常観察状態における前記前群の結像倍率、
    　γは、通常観察状態における前記後群の結像倍率、
    である。
  9. 　最も物体側にカバーガラスを有する請求項８に記載の対物光学系。
  10. 　前記前群は、最も物体側が負レンズであり、正レンズと、明るさ絞りと、を有する請求項８に記載の対物光学系。
  11. 　前記前群は、屈折率を有するレンズとして、物体側から順に、負の第１レンズと、正の第２レンズと、明るさ絞りと、正の第３レンズと、を有し、
    　前記後群は、物体側から像側に順に、正の第４接合レンズと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズと、を有する請求項１０に記載の対物光学系。
  12. 　以下の条件式（２）を満足する請求項１１に記載の対物光学系。
    　－０．４３＜（ｒ１ｉ×ｒ３ｉ）／Ｆｆ２＜－０．０５　　　（２）
    　ここで、
    　ｒ１ｉは、前記負の第１レンズの像側面の曲率半径、
    　ｒ３ｉは、前記正の第３レンズの像面側の曲率半径、
    　Ｆｆは、前記前群の焦点距離、
    である。
  13. 　以下の条件式（３）を満足する請求項１１に記載の対物光学系。
    　－０．５７＜（ｒ４ｃ×ｒ５ｏ）／Ｆｒ２＜－０．１３　　　（３）
    　ここで、
    　ｒ４ｃは、前記正の第４接合レンズの接合面の曲率半径、
    　ｒ５ｏは、前記正の第５レンズの物体側面の曲率半径、
    　Ｆｒは、前記後群の焦点距離、
    である。
  14. 　前記負の第１レンズは、両面非球面で物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
    　前記正の第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、
    　前記正の第３レンズは、像側面が非球面の正レンズである請求項１１に記載の対物光学系。
  15. 　対物光学系と、撮像素子と、を有する撮像装置であって、
    　前記対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
    　前記前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　前記対物光学系は、請求項１に記載の対物光学系である撮像装置。
  16. 　対物光学系と、撮像素子と、を有する撮像装置であって、
    　前記対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
    　前記前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　前記対物光学系は、請求項８に記載の対物光学系である撮像装置。
  17. 　対物光学系と、撮像素子と、を有する内視鏡であって、
    　前記対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
    　前記前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　前記対物光学系は、請求項１に記載の対物光学系である内視鏡。
  18. 　対物光学系と、撮像素子と、を有する内視鏡であって、
    　前記対物光学系は、物体側から像側に順に、正の前群と、正の後群と、を有し、
    　前記前群を光軸に沿った方向に移動することでフォーカシングを行い、
    　前記対物光学系は、請求項８に記載の対物光学系である内視鏡。
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