JP2004117607A

JP2004117607A - Objective system for endoscope

Info

Publication number: JP2004117607A
Application number: JP2002278269A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Fujii; 藤井　宏明
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP4150565B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an objective system for endoscope which secure a marginal light source while reducing distortion by using only one aspherical surface at an optimum position and further has various aberrations excellently corrected. <P>SOLUTION: The objective system for endoscope comprises, successively from an object side, a first lens having negative refractive power, a second lens group with positive refracting power, a third lens group which includes at lest one negative lens and one positive lens and is positive on the whole, and an imaging element having directivity of one certain direction to an incidence direction of luminous flux. The most image-side surface of the third lens group is an aspherical surface which decreases in positive power with the distance from the optical axis as compared with a paraxial spherical surface and satisfies a conditional inequality (1): (1) 1<β/yH<-1.05, where yH is the highest image height [mm] in the direction of the directivity of the imaging element and β is the angle [deg] of incidence of a main light beam with an image height yH to the imaging element surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、内視鏡対物レンズ系に関し、特に電子内視鏡用に適した内視鏡対物レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
内視鏡用対物レンズ系に用いられるような広い視野角が求められる場合、絞りを挟んで前群が負、後群が正のレトロフォーカスタイプが用いられるが、レトロフォーカスタイプはパワー配置が絞りに対して非対称であるため歪曲収差が大きく周辺部の観察がしづらくなる。また、歪曲収差が大きいということは、像高変化に伴う視野角の変化が急激になるので、電子内視鏡では、撮像面（ＣＣＤ）の僅かな位置ずれによって視野範囲が大きく変化してしまう。近年、電子内視鏡に用いられているＣＣＤの小型化開発に伴い、レンズも小型になってきており、視野範囲が大きく変化しないようにするためには組立時のＣＣＤの位置ずれを極力小さく抑えなければならず組立工程で時間がかかり高コストにつながる。
【０００３】
また、周辺光量の低下を回避するため、像面に入射する主光線が光軸に平行になる、いわゆるテレセントリック性を有するレンズ系が求められるが、その為には、発散方向に向かう軸外光線を光軸と平行方向に向かうように大きく曲げなければならず、それに伴って発生する歪曲収差を補正しながらレンズ枚数を低減し、レンズ系を小型化することは非常に困難である。
【０００４】
上記のような問題を解決するため従来、非球面を用いて歪曲収差を補正しながらテレセントリック性を両立することが考えられてきた。特許第２６２８６２７号は、前後群にそれぞれ非球面レンズを使用しており、レンズ加工コストが高い。また、特許第３０４４５７８号では、第３レンズ群の物体側に非球面を１面のみ使用した実施例５があるが、非球面の位置が絞りに近いため歪曲収差補正効果が十分とは言えない。またレンズ系の後方にフィルタ類やＣＣＤカバーガラスが配置する空間が無く電子内視鏡には向かない。特開平１０‐２８８７３６号は最も像側の面に非球面を１面のみ用いて歪曲収差を低減しているが、第３レンズ群のパワー配置が適切でなく、収差バランス（特に倍率色収差、非点収差）が良くない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら、周辺光量を確保した（像面強度比を良好とした）内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。また諸収差（非点収差（像面湾曲）、球面収差・倍率色収差等）を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）　１＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ［ｍｍ］：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β［ｄｅｇ］：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度、
である。
【０００７】
撮像素子は一般的に矩形であり、アレイレンズのパワーを有する方向は、該撮像素子の長辺方向である。
【０００８】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒａｓｐ／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒａｓｐ：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【０００９】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒａｓｐ／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１０】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１１】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ　＜１．４
【００１２】
また、次の条件式（７）及び（８）を満足することが好ましい。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１３】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９）　０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００１４】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、別の態様によると、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、第３レンズ群の最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、次の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴としている。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１５】
撮像素子は一般的にその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備えている。このアレイレンズを備えた撮像素子では、条件式（１）を満足することが好ましい。
（１）　１＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ［ｍｍ］：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β［ｄｅｇ］：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。
条件式（２）を満足することが好ましい。
【００１６】
また、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１．８＜Ｒａｓｐ／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒａｓｐ：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
【００１７】
また、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）−１．５＜Ｒａｓｐ／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高、
である。
【００１８】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数、
である。
【００１９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）０．９＜ｙ／ｆ　＜１．４
【００２０】
第１レンズ群は、負の単レンズから構成することができる。あるいは、物体側から順に、負の単レンズと、次の条件式（９）を満足する、少なくとも１枚の別のレンズ系を含むことが好ましい。
（９）　０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離、
である。
【００２１】
【発明の実施形態】
本発明の内視鏡対物レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３及び図１５の各実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群１０、明るさ絞りＳ、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群２０、及び少なくとも正レンズと負レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群３０を有している。第３レンズ群３０の最も像側の面は非球面であり、他に非球面はない。このように非球面を絞りＳから離れた位置に設けると、収差（特に歪曲収差）補正効果が高い。第３レンズ群３０の像側には、固体撮像素子の撮像面の前方に位置するフィルタ類（平行平面板）４０が位置している。
【００２２】
第１レンズ群１０は、図１、図３、図１１、図１３及び図１５の実施例では負の単レンズ１枚からなり、図５、図７及び図９の実施例では、負の単レンズ１１と別のレンズ１２とからなっている。第２レンズ群２０はすべての実施例で単レンズからなり、第３レンズ群３０はすべての実施例で物体側から順に負正の２枚のレンズからなり、図５の実施例を除き、負正のレンズが貼り合わされている。
【００２３】
本実施形態の内視鏡対物レンズ系は、最終面（最も像側の面）を近軸球面に比較して光軸から離れるにつれて正のパワーの弱くなる非球面にしながら、第２、第３レンズ群の曲率あるいはパワーを適切に配置することで、良好な収差補正を行う光学系を提案する。
【００２４】
条件式（１）は、撮像素子（ＣＣＤ）に対して入射する光線の入射角度を良好な範囲に規定して光量ロスを小さくするための条件である。内視鏡ではライトガイドファイバーを用いて照明が行われている。ライトガイドの配光上、周辺部の光量を上げることは容易ではないことからＣＣＤに対する入射角度を規定してシェーディングによる光量ロスを低減する必要がある。
【００２５】
一方、近年、テレセントリックでない軸外の光線をできるだけ受光素子面に垂直に入射させるために受光面直前にアレイレンズを備えたＣＣＤが開発されている。このアレイレンズは、直交二方向のうち、一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しない。例えば、アスペクト比３対４の長方形のＣＣＤにおいては、長手方向にのみパワーを有していて、短辺方向にはパワーを有しない。このようなアレイレンズを有するＣＣＤに対する入射角で配慮を要するのは長手方向の端に相当する位置である。図１７は、撮像素子上での像高ｙＨ［ｍｍ］と、像高ｙＨでの主光線入射角度β［ｄｅｇ］との関係を描いた図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、撮像素子の平面形状の違いと、対応する最大像高ｙと指向性を有する方向（図面上横方向）における最大像高ｙＨを示している。アレイレンズは、直交二方向ａｂにおいて、ａ方向にのみパワーを有している。
【００２６】
条件式（１）の上限を越えてＣＣＤへの入射角が大きくなると、シェーディングによる光量ロスが大きくなる。条件式（１）の下限を越えて入射角が小さくなると、テレセントリック性は良好に保てるが、収差補正が容易でない。更にＣＣＤに対してレンズ最終面の有効径が増大し、内視鏡先端の小型化に不利である。これは小型化を重視してライトガイドファイバ本数を少なくして照明光が暗い、またはＣＣＤ受光感度が低いなどによりＦナンバーの小さい（明るい）レンズが求められると、より顕著になる。
【００２７】
条件式（２）と（３）は、第３レンズ群の最も像側の面に設ける非球面の近軸Ｒを適切な範囲に保つことで、諸収差を良好な状態にするための条件である。条件式（２）は焦点距離で正規化し、条件式（３）は最大像高で正規化している。
条件式（２）、（３）の上限を超えて近軸Ｒがきつくなると、コマ収差、倍率色収差が大きくなり性能が劣化する。下限を越えて近軸Ｒが緩くなると非点収差が大きくなり、また非球面形状が変極点を持つようになり金型加工上好ましくない。
【００２８】
条件式（４）と（５）は、最も像側に配置された（非球面）レンズの屈折率とアッベ数を規定している。第３レンズ群の最も像側のレンズは、その物体側に配置されたレンズと合せて色収差補正を行っているが、屈折率が（４）式の下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。また、アッベ数が（５）式を越えて小さくなるとこのレンズによる色収差が増大して倍率色収差の補正が困難となる。
【００２９】
本発明による内視鏡対物レンズ系は、より好ましくは、条件式（４）の代わりに、下記条件式（４’）を満足するのがよい。
（４’）１．６５＜ｎ＜１．８
最も像側に配置された非球面レンズは一般にガラスモールド（ＧＭ）法による製造が行われる。（４’）式はＧＭに好適な範囲を規定するものである。（４’）式の上限を超えて屈折率の高い材料を用いると、転移点が高くなるため成形温度が高くなり成形が困難である。また、材料コストも高くなる。下限を越えて小さくなるとパワーを保つために曲率半径が小さくなり、コマ収差などを発生し、性能が劣化する。
【００３０】
条件式（６）は、焦点距離と視野角１２０°の光線が結像する像高の関係を、視野角が１２０゜以上における歪曲収差の量を含めて規定している。
本発明の内視鏡対物レンズ系は、第３レンズ群の最も像側の面を非球面とすることで、歪曲収差をコントロールし焦点距離を変えている。一定の視野角で歪曲収差を抑える（つまり焦点距離を短くする）と、中心部の被写界深度が深くなるので幅広い観察範囲が求められる消化器系などには有利である。しかし、条件式（６）の上限を超えて焦点距離を短くすると画面中心に比較して周辺での像面強度比の低下が非常に大きくなる。また、中心倍率が低下することから注目したい観察箇所があっても小さくしか見えないので好ましくない。一方、条件式（６）の下限を越えて焦点距離を長くすると球面レンズのように歪曲収差が大きく、深度も浅くなるので加工コストが高い非球面にする意義がなくなってしまう。
【００３１】
条件式（７）と（８）は、第２レンズ群と第３レンズ群のパワー配置に関する。条件式（７）の下限を越えて第２レンズ群のパワーが強くなると球面収差が大きくなるだけでなく、加工や組付けによる僅かなずれによって視野角が大きく変化したり非点収差が大きく発生するので設計性能上だけでなく製造上も好ましくない。条件式（７）の上限を超えて第２レンズ群のパワーが弱くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となる。
また条件式（８）の下限を越えて第３レンズ群の正のパワーが強くなると、コマ収差や非点収差の補正が困難となり歪曲収差も大きくなる。条件式（８）の上限を超えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、ＣＣＤへの入射角が大きくなり周辺光量低下を引き起こす。
【００３２】
第１レンズ群は、負レンズ１枚から構成すると、小型化に向いている。一方、第１レンズ群は、物体側から順に、負単レンズと別のレンズ系との２枚構成とすることもできる。条件式（９）は、２枚構成としたときの別のレンズ系についての条件である。すなわち、別のレンズを平行平面板（ｆ／ｆ１２＝０）または弱い正のパワー（ｆ／ｆ１２＞０）を持つレンズで構成すると、ビネッティングを確保することができ、さらに倍率色収差を補正することができる。正のパワーを持たせると歪曲収差を若干小さくする効果があるので像高が比較的高く各収差の大きいレンズ系に有利である。条件式（９）の上限を越えて正のパワーが強くなるとコマ収差が増大して性能が劣化する。下限を越えると歪曲収差が大きくなる。
【００３３】
さらに、焦点距離ｆが１ｍｍ以下などの微小光学系になるほど、条件式（７）、（８）の代わりに、下記条件式を満たすと性能上より一層望ましい構成が得られる。
（７’）１．８＜ｆ２／ｆ＜２．７
（８’）１．８＜ｆ３／ｆ＜３．２
【００３４】
この別のレンズ（平行平面板（赤外カット・反射、色補正フィルタを含む）または弱い正のパワーのレンズ）は、第１レンズと絞りの間に挿入するのがよい。仮に、後群レンズ中（絞り−第２レンズ群間、第２レンズ群−第３レンズ群間）に入れると、該別のレンズはある程度の厚みを持つのでレンズ間隔を無理に広げることになるので好ましくない。
【００３５】
第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）は、凸面または平面とするのがよい。第１面を凸面とすると負の歪曲収差が低減して非球面での歪曲補正の負担が軽減して各収差を補正しやすくなるが、内視鏡先端部の洗浄性などを考えると平面が望ましく、本発明の内視鏡対物レンズ系であれば第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）が平面でも歪曲収差を始めとして十分な収差補正が可能である。
【００３６】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、
（１０）０．５＜ｄｋ／ｆ＜１．８
を満足することが望ましい。
但し、
ｄｋ：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像側の面から絞りまでの距離（間に別のレンズがあるときは空気換算長）、
である。
【００３７】
条件式（１０）は、周辺光量を確保する（周辺部の中心部に対する像面強度比の低下を防ぐ）ための条件である。非球面レンズを用いて歪曲収差を小さくすると、像面強度比が低下してしまう。そのため周辺光量を下げないためになるべくビネッティングを大きくすることが望ましい。条件式（１０）の下限を下回って絞りと第１レンズが近づくとビネッティングが減少して周辺光量が不足する。条件式（１０）の上限を超えると、絞りと第１レンズが離れることにより第１レンズの有効径が大きくなり、レンズ径の小型化に不利である。
【００３８】
本発明の内視鏡用対物レンズ系は、倍率色収差を良好に補正するために、次の条件式（１１）を満足することが好ましい。
（１１）　１＜Ｒｓｐ／ｆ＜３．２
但し、
Ｒａｓｐ：第３レンズ群中に正レンズが１枚含まれるときの該正レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【００３９】
条件式（１１）の下限を越えて物体側の面（球面）がきつくなると、倍率色収差が周辺部で過剰補正になりコマ収差も発生しやすく性能劣化する。さらにレンズコバ厚が小さくなり加工上も困難となる。上限を超えて貼り合せ面が緩くなると倍率色収差の補正不足となり解像力が低下する。
【００４０】
次に具体的な数値実施例について説明する。諸収差図において、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、Ｙは像高である。また、表中のｆは全系の焦点距離、ωは半画角（°）、ｙＨは撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、ｙは最大像高、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎ_ｄはｄ線の屈折率、ν_ｄはアッベ数を示す。なお、全ての実施例のレンズデータは、フィルタ類４０を含んでいる。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
ｘ＝ｃｙ^２／［１＋［１−（１＋Ｋ）ｃ^２ｙ^２］^１／２］＋Ａ４ｙ^４＋Ａ６ｙ^６＋Ａ８ｙ^８　＋Ａ１０ｙ^１０＋Ａ１２ｙ^１２・・・
（但し、ｃは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００４１】
［実施例１］
図１は、実施例１のレンズ構成を示し、図２は図１のレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６３の位置に設けられている。本実施例１では第１レンズの第１面は凸面である。
【００４２】
【表１】

【００４３】
［実施例２］
図３は、実施例２のレンズ構成を示し、図４は図３のレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．５６６の位置に設けられている。本実施例２では第１レンズの第１面は平面である。
【００４４】
【表２】

【００４５】
［実施例３］
図５は、実施例３のレンズ構成を示し、図６は図５のレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図５では図示を省略している。本実施例３では第１レンズの第１面は平面である。
【００４６】
【表３】

【００４７】
［実施例４］
図７は、実施例４のレンズ構成を示し、図８は図７のレンズ構成での諸収差を示す。表４はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．０３０の位置に設けられているが、図７では図示を省略している。本実施例４では第１レンズの第１面は平面である。
【００４８】
【表４】

【００４９】
［実施例５］
図９は、実施例５のレンズ構成を示し、図１０は図９のレンズ構成での諸収差を示す。表５はその数値データである。絞りはｒ４面から像側に０．１３６の位置に設けられている。本実施例５では第１レンズの第１面は凸面である。
【００５０】
【表５】

【００５１】
［実施例６］
図１１は、実施例６のレンズ構成を示し、図１２は図１０のレンズ構成での諸収差を示す。表６はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．６３６の位置に設けられている。本実施例６では第１レンズの第１面は平面である。
【００５２】
【表６】

【００５３】
［実施例７］
図１３は、実施例７のレンズ構成を示し、図１４は図１３のレンズ構成での諸収差を示す。表７はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．３８４の位置に設けられている。本実施例７では第１レンズの第１面は平面である。
【００５４】
【表７】

【００５５】
［実施例８］
図１５は、実施例８のレンズ構成を示し、図１６は図１５のレンズ構成での諸収差を示す。表８はその数値データである。絞りはｒ２面から像側に０．４４８の位置に設けられている。本実施例８では第１レンズの第１面は平面である。
【００５６】
【表８】

【００５７】
各条件式の各実施形態に対する値を表９に示す。
【表９】

各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面を最適な位置に一面だけ用いて歪曲収差を低減しながら周辺光量を確保し、さらに諸収差を良好に補正した内視鏡対物レンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例５のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例６のレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例７のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の諸収差図である。
【図１５】本発明による内視鏡対物レンズ系の実施例８のレンズ構成図である。
【図１６】図１５のレンズ構成の諸収差図である。
【図１７】本発明の内視鏡対物レンズ系の条件式（１）を説明するための図である。
【図１８】同じく最大像高とアレイレンズがパワーを有する方向の最大像高を説明するための図である。[0001]
【Technical field】
The present invention relates to an endoscope objective lens system, and particularly to an endoscope objective lens system suitable for an electronic endoscope.
[0002]
[Prior art and its problems]
When a wide viewing angle is required, such as that used for an endoscope objective lens system, a retrofocus type is used in which the front group is negative and the rear group is positive across the diaphragm. , The distortion is large and it is difficult to observe the peripheral portion. In addition, a large distortion means that the viewing angle changes rapidly with a change in image height, so that in an electronic endoscope, a slight displacement of the imaging surface (CCD) greatly changes the viewing range. . In recent years, with the development of miniaturization of CCDs used in electronic endoscopes, lenses have become smaller, and in order to prevent the field of view from changing significantly, the displacement of the CCDs during assembly must be minimized. It must be suppressed, which takes time in the assembly process and leads to high cost.
[0003]
Further, in order to avoid a decrease in the amount of peripheral light, a lens system having a so-called telecentric property in which a principal ray incident on an image plane is parallel to the optical axis is required. Must be largely bent in a direction parallel to the optical axis, and it is very difficult to reduce the number of lenses while compensating for the distortion generated thereby, and to reduce the size of the lens system.
[0004]
In order to solve the above-mentioned problem, it has been conventionally considered to achieve both telecentricity while correcting distortion using an aspheric surface. Japanese Patent No. 2628627 uses an aspheric lens for each of the front and rear groups, and the lens processing cost is high. In Japanese Patent No. 3044578, there is a fifth embodiment in which only one aspherical surface is used on the object side of the third lens group. However, since the position of the aspherical surface is close to the stop, the effect of correcting distortion is not sufficient. . In addition, there is no space behind the lens system where filters and a CCD cover glass are arranged, so that it is not suitable for an electronic endoscope. Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-288736 uses only one aspherical surface on the most image side to reduce distortion. However, the power arrangement of the third lens group is not appropriate, and aberration balance (particularly, chromatic aberration of magnification, Point aberration) is not good.
[0005]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an endoscope objective lens system that secures a peripheral light amount (has a good image plane intensity ratio) while reducing distortion by using only one aspheric surface at an optimal position. . It is another object of the present invention to obtain an endoscope objective lens system in which various aberrations (astigmatism (field curvature), spherical aberration, chromatic aberration of magnification, and the like) are satisfactorily corrected.
[0006]
Summary of the Invention
The endoscope objective lens system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and at least a negative lens and a positive lens. And a third lens group having a positive refractive power as a whole and including an image pickup element, and the image pickup element, and the image pickup element is disposed immediately before the light receiving surface in one of two orthogonal directions. The third lens group has an array lens that has a power to bend the light beam obliquely incident in the direction orthogonal to the light beam and does not have the same power in the other direction. The positive power is weakened as the distance from the optical axis increases, and satisfies the following conditional expression (1).
(1) 1 <β / yH <10.5
However,
yH [mm]: maximum image height in the direction having the power of the imaging element array lens,
β [deg]: incident angle of the principal ray having the image height yH with respect to the imaging element surface,
It is.
[0007]
The imaging element is generally rectangular, and the direction having the power of the array lens is the long side direction of the imaging element.
[0008]
It is preferable that the endoscope objective lens system of the present invention satisfies the following conditional expression (2).
(2) -1.8 <Rasp / f <-0.8
However,
Rasp: paraxial R of aspherical surface,
f: focal length of the whole system,
It is.
[0009]
Further, it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied.
(3) -1.5 <Rasp / y <-0.7
However,
y: maximum image height,
It is.
[0010]
Further, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (4) and (5).
(4) n> 1.65
(5) ν> 45
However,
n: refractive index of the lens located closest to the image side of the third lens group;
ν: Abbe number of the lens located closest to the image side of the third lens group,
It is.
[0011]
The endoscope objective lens system according to the present invention preferably has a viewing angle of 120 ° or more and satisfies the following conditional expression (6).
(6) 0.9 <y / f <1.4
[0012]
Further, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (7) and (8).
(7) 1 <f2 / f <3
(8) 1.5 <f3 / f <5
However,
f2: focal length of the second lens group,
f3: focal length of the third lens group,
It is.
[0013]
The first lens group can be composed of a single negative lens. Alternatively, it is preferable to include, in order from the object side, a negative single lens and at least one other lens system satisfying the following conditional expression (9).
(9) 0 ≦ f / f12 <0.5
However,
f12: focal length of the another lens system,
It is.
[0014]
According to another aspect, the endoscope objective lens system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, A third lens group including at least one negative lens and one positive lens, each having a positive refractive power as a whole, and an imaging element, and the most image-side surface of the third lens group is compared with a paraxial spherical surface. It is composed of an aspheric surface whose positive power becomes weaker as the distance from the optical axis increases, and satisfies the following conditional expressions (7) and (8).
(7) 1 <f2 / f <3
(8) 1.5 <f3 / f <5
However,
f2: focal length of the second lens group,
f3: focal length of the third lens group,
It is.
[0015]
An image sensor generally has a power immediately before its light receiving surface in one of two orthogonal directions, a power to bend a light beam obliquely incident on the light receiving surface in a direction orthogonal to the light receiving surface, and the same power in another direction. Is provided. It is preferable that the image pickup device provided with the array lens satisfies the conditional expression (1).
(1) 1 <β / yH <10.5
However,
yH [mm]: maximum image height in the direction having the power of the imaging element array lens,
β [deg]: incident angle of the principal ray having the image height yH with respect to the imaging element surface.
It is preferable to satisfy the conditional expression (2).
[0016]
It is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied.
(2) -1.8 <Rasp / f <-0.8
However,
Rasp: paraxial R of aspherical surface,
f: focal length of the whole system,
It is.
[0017]
Further, it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied.
(3) -1.5 <Rasp / y <-0.7
However,
y: maximum image height,
It is.
[0018]
Further, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (4) and (5).
(4) n> 1.65
(5) ν> 45
However,
n: refractive index of the lens located closest to the image side of the third lens group;
ν: Abbe number of the lens located closest to the image side of the third lens group,
It is.
[0019]
The endoscope objective lens system according to the present invention preferably has a viewing angle of 120 ° or more and satisfies the following conditional expression (6).
(6) 0.9 <y / f <1.4
[0020]
The first lens group can be composed of a single negative lens. Alternatively, it is preferable to include, in order from the object side, a negative single lens and at least one other lens system satisfying the following conditional expression (9).
(9) 0 ≦ f / f12 <0.5
However,
f12: focal length of the another lens system,
It is.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The endoscope objective lens system of the present invention, as shown in the lens configuration diagrams of the embodiments in FIGS. 1, 3, 5, 7, 7, 11, 13 and 15, from the object side. In this order, the first lens group 10 having a negative refractive power as a whole, the aperture stop S, the second lens group 20 having a positive refractive power as a whole, and at least one positive lens and one negative lens are included. Has a third lens group 30 having a refractive power of. The most image-side surface of the third lens group 30 is an aspheric surface, and there is no other aspheric surface. When the aspherical surface is provided at a position distant from the stop S, the effect of correcting aberration (particularly, distortion) is high. On the image side of the third lens group 30, filters (parallel plane plates) 40 located in front of the imaging surface of the solid-state imaging device are located.
[0022]
The first lens group 10 includes one negative single lens in the embodiments of FIGS. 1, 3, 11, 13, and 15, and the first lens group 10 includes the negative single lens in the embodiments of FIGS. 5, 7, and 9. It comprises a lens 11 and another lens 12. The second lens group 20 is composed of a single lens in all embodiments, and the third lens group 30 is composed of two negative and positive lenses in order from the object side in all embodiments. Except for the embodiment of FIG. The positive lens is stuck.
[0023]
The endoscope objective lens system according to the present embodiment is configured such that the final surface (the surface closest to the image) is an aspheric surface whose positive power becomes weaker as the distance from the optical axis is increased as compared with the paraxial spherical surface, and the second surface and the third surface are changed. We propose an optical system that performs good aberration correction by appropriately arranging the curvature or power of a lens group.
[0024]
Conditional expression (1) is a condition for reducing the light amount loss by defining the incident angle of the light beam incident on the imaging device (CCD) in a favorable range. In an endoscope, illumination is performed using a light guide fiber. Since it is not easy to increase the light amount in the peripheral portion in light distribution of the light guide, it is necessary to reduce the light amount loss due to shading by defining the incident angle to the CCD.
[0025]
On the other hand, in recent years, CCDs having an array lens immediately before the light receiving surface have been developed in order to make non-telecentric off-axis rays as perpendicular to the light receiving element surface as possible. This array lens has a power to bend a light beam obliquely incident on the light receiving surface in the orthogonal direction in one of the two orthogonal directions, and does not have the same power in the other direction. For example, a rectangular CCD having an aspect ratio of 3 to 4 has power only in the longitudinal direction and has no power in the short side direction. It is the position corresponding to the end in the longitudinal direction that needs to be considered in the incident angle with respect to the CCD having such an array lens. FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the image height yH [mm] on the image sensor and the principal ray incident angle β [deg] at the image height yH. FIGS. 18A, 18B, and 18C show the difference in the planar shape of the image sensor, the corresponding maximum image height y, and the maximum image height yH in the direction having the directivity (horizontal direction in the drawing). I have. The array lens has power only in the a direction in the two orthogonal directions ab.
[0026]
When the incident angle to the CCD becomes larger than the upper limit of the conditional expression (1), the light amount loss due to shading increases. If the angle of incidence becomes smaller than the lower limit of conditional expression (1), the telecentricity can be kept good, but aberration correction is not easy. Further, the effective diameter of the last lens surface is increased with respect to the CCD, which is disadvantageous for downsizing the endoscope endoscope. This becomes more remarkable when a small (bright) lens having a small F-number is required due to a reduction in the number of light guide fibers and a reduction in the number of light guide fibers, or a decrease in CCD light receiving sensitivity.
[0027]
Conditional expressions (2) and (3) are conditions for keeping various aberrations in a good state by keeping the paraxial R of the aspheric surface provided on the most image side surface of the third lens unit in an appropriate range. is there. Conditional expression (2) is normalized by the focal length, and conditional expression (3) is normalized by the maximum image height.
If the paraxial radius R becomes too large beyond the upper limits of the conditional expressions (2) and (3), coma and chromatic aberration of magnification increase, and the performance deteriorates. If the paraxial R is less than the lower limit, the astigmatism increases, and the aspherical shape has an inflection point, which is not preferable in mold processing.
[0028]
Conditional expressions (4) and (5) define the refractive index and Abbe number of the (aspheric) lens closest to the image side. The lens closest to the image in the third lens group performs chromatic aberration correction together with the lens arranged on the object side. However, when the refractive index is smaller than the lower limit of the expression (4), the power is maintained. The radius of curvature is reduced, coma and the like are generated, and the performance is degraded. If the Abbe number is smaller than the expression (5), the chromatic aberration of this lens increases, and it becomes difficult to correct the chromatic aberration of magnification.
[0029]
The endoscope objective lens system according to the present invention more preferably satisfies the following conditional expression (4 ′) instead of conditional expression (4).
(4 ′) 1.65 <n <1.8
The aspherical lens arranged closest to the image side is generally manufactured by a glass mold (GM) method. The expression (4 ′) defines a range suitable for GM. When a material having a higher refractive index than the upper limit of the formula (4 ′) is used, the transition point becomes high, so that the molding temperature becomes high and molding is difficult. Also, the material cost is increased. When the value is smaller than the lower limit, the radius of curvature is reduced to maintain the power, and coma and the like are generated, thereby deteriorating the performance.
[0030]
Conditional expression (6) defines the relationship between the focal length and the image height at which a light beam having a viewing angle of 120 ° forms, including the amount of distortion at a viewing angle of 120 ° or more.
The endoscope objective lens system of the present invention controls the distortion and changes the focal length by making the most image side surface of the third lens group an aspheric surface. Suppressing distortion at a fixed viewing angle (that is, shortening the focal length) is advantageous for a digestive system or the like that requires a wide observation range because the depth of field at the center becomes deep. However, if the focal length is shortened beyond the upper limit of the conditional expression (6), the reduction in the image plane intensity ratio at the periphery becomes extremely large as compared with the center of the screen. In addition, since the center magnification is reduced, even if there is an observation part to be noted, it is not preferable because it can be seen only small. On the other hand, if the focal length is increased beyond the lower limit of the conditional expression (6), the distortion becomes large and the depth becomes shallow like a spherical lens.
[0031]
Conditional expressions (7) and (8) relate to the power arrangement of the second lens unit and the third lens unit. When the power of the second lens unit is increased beyond the lower limit of the conditional expression (7), not only the spherical aberration is increased, but also the viewing angle is largely changed and astigmatism is largely caused by a slight displacement due to processing or assembly. Therefore, not only is it not desirable not only in design performance but also in production. If the power of the second lens unit is weakened beyond the upper limit of the conditional expression (7), it becomes difficult to correct coma and astigmatism.
If the lower limit of conditional expression (8) is exceeded and the positive power of the third lens unit is increased, it becomes difficult to correct coma and astigmatism, and distortion will increase. If the power of the third lens unit is weakened beyond the upper limit of the conditional expression (8), the angle of incidence on the CCD increases, causing a decrease in the amount of peripheral light.
[0032]
When the first lens group includes one negative lens, it is suitable for miniaturization. On the other hand, the first lens group may have a two-lens configuration of a negative single lens and another lens system in order from the object side. Conditional expression (9) is a condition for another lens system in a two-lens configuration. That is, if another lens is formed of a plane-parallel plate (f / f12 = 0) or a lens having a weak positive power (f / f12> 0), vignetting can be ensured, and chromatic aberration of magnification is further corrected. be able to. Positive power has the effect of slightly reducing distortion, which is advantageous for a lens system with a relatively high image height and large aberrations. When the positive power exceeds the upper limit of conditional expression (9), the coma aberration increases and the performance deteriorates. If the lower limit is exceeded, distortion will increase.
[0033]
Further, as the focal length f becomes smaller, such as 1 mm or less, if the following conditional expression is satisfied instead of conditional expressions (7) and (8), a more desirable configuration in performance can be obtained.
(7 ′) 1.8 <f2 / f <2.7
(8 ′) 1.8 <f3 / f <3.2
[0034]
This another lens (parallel plane plate (including infrared cut / reflection, color correction filter) or a lens having a weak positive power) is preferably inserted between the first lens and the diaphragm. If the lens is placed in the rear group lens (between the stop and the second lens group, between the second lens group and the third lens group), the other lens has a certain thickness, so that the lens interval is forcibly expanded. It is not preferable.
[0035]
The most object-side surface (first surface) of the first lens group is preferably a convex surface or a flat surface. When the first surface is a convex surface, the negative distortion is reduced, and the burden of distortion correction on the aspherical surface is reduced, and each aberration is easily corrected. Desirably, the endoscope objective lens system of the present invention can sufficiently correct distortion and other aberrations even when the most object-side surface (first surface) of the first lens group is flat.
[0036]
The objective lens system for an endoscope of the present invention includes:
(10) 0.5 <dk / f <1.8
It is desirable to satisfy
However,
dk: distance from the image-side surface of the lens closest to the object in the first lens group to the stop (equivalent air length when another lens is interposed);
It is.
[0037]
Conditional expression (10) is a condition for securing the peripheral light amount (preventing a decrease in the image plane intensity ratio of the peripheral portion to the central portion). If distortion is reduced using an aspherical lens, the image plane intensity ratio will decrease. Therefore, it is desirable to increase vignetting as much as possible so as not to lower the peripheral light amount. When the value falls below the lower limit of the conditional expression (10) and the stop and the first lens approach each other, vignetting decreases and the peripheral light quantity becomes insufficient. If the upper limit of the conditional expression (10) is exceeded, the effective diameter of the first lens will increase due to the separation of the first lens from the stop, which is disadvantageous in reducing the lens diameter.
[0038]
The objective lens system for an endoscope according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression (11) in order to favorably correct lateral chromatic aberration.
(11) 1 <Rsp / f <3.2
However,
Rasp: radius of curvature of the object-side surface of the positive lens when one positive lens is included in the third lens group;
It is.
[0039]
If the surface (spherical surface) on the object side becomes too tight below the lower limit of conditional expression (11), chromatic aberration of magnification is excessively corrected in the peripheral portion, and coma aberration is liable to occur and performance is deteriorated. Further, the lens edge thickness becomes small and processing becomes difficult. If the bonding surface is loosened beyond the upper limit, the correction of the chromatic aberration of magnification is insufficient, and the resolving power is reduced.
[0040]
Next, specific numerical examples will be described. In the various aberration diagrams, d-line, g-line, C-line, F-line, and e-line are aberrations for respective wavelengths, S is sagittal, M is meridional, SA is spherical aberration, SC is sine condition, and Y is image height. It is. In the table, f is the focal length of the entire system, ω is a half angle of view (°), yH is the maximum image height in the direction having the power of the image sensor array lens, y is the maximum image height, r is the radius of curvature, d the refractive index of the lens-element thickness or distance between lens elements, N _d is the d-line, [nu _d designates the Abbe number. Note that the lens data of all the examples includes the filters 40.
The rotationally symmetric aspheric surface is defined by the following equation.
^{^{^{^{x = cy 2 / [1+ [}}}} 1- (1 + K) c 2 y 2] 1/2] + A4y 4 + A6y 6 + A8y 8 + A10y 10 + A12y 12 ···
(However, c is the curvature (1 / r), y is the height from the optical axis, K is the cone coefficient, A4, A6, A8,... Are the aspherical coefficients of each order)
[0041]
[Example 1]
FIG. 1 shows a lens configuration of Example 1, and FIG. 2 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 1 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.563 on the image side from the r2 plane. In the first embodiment, the first surface of the first lens is a convex surface.
[0042]
[Table 1]

[0043]
[Example 2]
FIG. 3 shows the lens configuration of Example 2, and FIG. 4 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 2 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.566 on the image side from the r2 plane. In the second embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0044]
[Table 2]

[0045]
[Example 3]
FIG. 5 shows a lens configuration of Example 3, and FIG. 6 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 3 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.030 from the r4 surface to the image side, but is not shown in FIG. In the third embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0046]
[Table 3]

[0047]
[Example 4]
FIG. 7 shows a lens configuration of Example 4, and FIG. 8 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 4 shows the numerical data. The aperture is provided at a position 0.030 from the r4 surface to the image side, but is not shown in FIG. In the fourth embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0048]
[Table 4]

[0049]
[Example 5]
FIG. 9 shows a lens configuration of Example 5, and FIG. 10 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 5 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.136 on the image side from the r4 plane. In the fifth embodiment, the first surface of the first lens is a convex surface.
[0050]
[Table 5]

[0051]
[Example 6]
FIG. 11 shows the lens configuration of Example 6, and FIG. 12 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 6 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.636 on the image side from the r2 plane. In the sixth embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0052]
[Table 6]

[0053]
[Example 7]
FIG. 13 shows a lens configuration of Example 7, and FIG. 14 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 7 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.384 on the image side from the r2 plane. In the seventh embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0054]
[Table 7]

[0055]
Example 8
FIG. 15 shows a lens configuration of Example 8, and FIG. 16 shows various aberrations in the lens configuration of FIG. Table 8 shows the numerical data. The stop is provided at a position of 0.448 on the image side from the r2 plane. In the eighth embodiment, the first surface of the first lens is a flat surface.
[0056]
[Table 8]

[0057]
Table 9 shows values of the conditional expressions for the respective embodiments.
[Table 9]

Each embodiment satisfies each conditional expression, and various aberrations are corrected relatively well.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain an endoscope objective lens system that secures a peripheral light amount while reducing distortion by using only one aspherical surface at an optimum position, and further excellently corrects various aberrations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens configuration diagram of Embodiment 1 of an endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration of FIG. 1;
FIG. 3 is a lens configuration diagram of Embodiment 2 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration of FIG. 3;
FIG. 5 is a lens configuration diagram of Embodiment 3 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration of FIG. 5;
FIG. 7 is a lens configuration diagram of Embodiment 4 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration of FIG. 7;
FIG. 9 is a lens configuration diagram of Embodiment 5 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration in FIG. 9;
FIG. 11 is a lens configuration diagram of Embodiment 6 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
12 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration in FIG. 11;
FIG. 13 is a lens configuration diagram of Embodiment 7 of an endoscope objective lens system according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration in FIG. 13;
FIG. 15 is a lens configuration diagram of Embodiment 8 of the endoscope objective lens system according to the present invention.
16 is a diagram illustrating various aberrations of the lens configuration in FIG. 15;
FIG. 17 is a diagram for explaining conditional expression (1) of the endoscope objective lens system of the present invention.
FIG. 18 is a view for explaining a maximum image height and a maximum image height in a direction in which the array lens has power.

Claims

物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、
撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、
第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ系。
（１）　１＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ［ｍｍ］：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β［ｄｅｇ］：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。In order from the object side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and a positive refractive power as a whole including at least one negative lens and one positive lens And a third lens group having
Immediately before the light receiving surface, in one of the two orthogonal directions, the imaging element has a power to bend the light beam obliquely incident on the light receiving surface in the orthogonal direction and does not have the same power in the other direction. Equipped with an array lens,
The third lens group is composed of an aspheric surface whose positive power becomes weaker as the farthest image side surface is away from the optical axis as compared with the paraxial spherical surface.
An endoscope objective lens system characterized by satisfying the following conditional expression (1).
(1) 1 <β / yH <10.5
However,
yH [mm]: maximum image height in the direction having the power of the imaging element array lens,
β [deg]: incident angle of the principal ray having the image height yH with respect to the imaging element surface.

請求項１記載の内視鏡対物レンズ系において、撮像素子は矩形で、アレイレンズのパワーを有する方向は、該撮像素子の長辺方向である内視鏡対物レンズ系。2. The endoscope objective lens system according to claim 1, wherein the imaging element has a rectangular shape, and the direction having the power of the array lens is a long side direction of the imaging element.

請求項１または２記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（２）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（２）−１．８＜Ｒａｓｐ／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒａｓｐ：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離。The endoscope objective lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (2) is satisfied.
(2) -1.8 <Rasp / f <-0.8
However,
Rasp: paraxial R of aspherical surface,
f: focal length of the whole system.

請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（３）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（３）−１．５＜Ｒａｓｐ／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高。The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression (3) is satisfied.
(3) -1.5 <Rasp / y <-0.7
However,
y: Maximum image height.

請求項１ないし４のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（４）及び（５）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数。The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 4, wherein the following conditional expressions (4) and (5) are satisfied.
(4) n> 1.65
(5) ν> 45
However,
n: refractive index of the lens located closest to the image side of the third lens group;
ν: Abbe number of the lens located closest to the image side in the third lens group.

請求項１ないし５のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（６）０．９＜ｙ／ｆ　＜１．４The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 5, wherein a viewing angle is 120 ° or more and the following conditional expression (6) is satisfied.
(6) 0.9 <y / f <1.4

請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（７）及び（８）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離。The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 6, wherein the following conditional expressions (7) and (8) are satisfied.
(7) 1 <f2 / f <3
(8) 1.5 <f3 / f <5
However,
f2: focal length of the second lens group,
f3: focal length of the third lens group.

請求項１ないし７のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、負の単レンズからなる内視鏡対物レンズ系。The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first lens group includes a single negative lens.

請求項１ないし７のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、物体側から順に、負の単レンズと、少なくとも１枚の別のレンズ系を含み、次の条件式（９）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（９）　０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離。The endoscope objective lens system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first lens group includes, in order from the object side, a negative single lens and at least one other lens system. An endoscope objective lens system satisfying conditional expression (9).
(9) 0 ≦ f / f12 <0.5
However,
f12: focal length of the other lens system.

物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群と、少なくとも負レンズと正レンズを１枚ずつ含み全体として正の屈折力を持つ第３レンズ群と、撮像素子とから構成され、
第３レンズ群は、その最も像側の面が近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなっていく非球面からなり、
次の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴とする内視鏡対物レンズ系。
（７）１＜ｆ２／ｆ＜３
（８）１．５＜ｆ３／ｆ＜５
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離。In order from the object side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and a positive refractive power as a whole including at least one negative lens and one positive lens And a third lens group having
The third lens group is composed of an aspheric surface whose positive power becomes weaker as the farthest image side surface is away from the optical axis as compared with the paraxial spherical surface.
An endoscope objective lens system characterized by satisfying the following conditional expressions (7) and (8).
(7) 1 <f2 / f <3
(8) 1.5 <f3 / f <5
However,
f2: focal length of the second lens group,
f3: focal length of the third lens group.

請求項１０記載の内視鏡対物レンズ系において、撮像素子はその受光面の直前に、直交二方向のうちの一方向においては該受光面に斜めに入射する光束を直交する方向に向けて曲げるパワーを有し他方向においては同パワーを有しないアレイレンズを備え、次の条件式（１）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（１）　１＜β／ｙＨ＜１０．５
但し、
ｙＨ［ｍｍ］：撮像素子アレイレンズのパワーを有する方向における最大像高、
β［ｄｅｇ］：像高ｙＨの主光線の撮像素子面に対する入射角度。11. The endoscope objective lens system according to claim 10, wherein the imaging device bends a light beam obliquely incident on the light receiving surface in one of two orthogonal directions in a direction orthogonal to the light receiving surface immediately before the light receiving surface. An endoscope objective lens system including an array lens having power and not having the same power in another direction, and satisfying the following conditional expression (1).
(1) 1 <β / yH <10.5
However,
yH [mm]: maximum image height in the direction having the power of the imaging element array lens,
β [deg]: incident angle of the principal ray having the image height yH with respect to the imaging element surface.

請求項１０または１１記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（２）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（２）−１．８＜Ｒａｓｐ／ｆ＜−０．８
但し、
Ｒａｓｐ：非球面の近軸Ｒ、
ｆ：全系の焦点距離。12. The endoscope objective lens system according to claim 10, wherein the following conditional expression (2) is satisfied.
(2) -1.8 <Rasp / f <-0.8
However,
Rasp: paraxial R of aspherical surface,
f: focal length of the whole system.

請求項１０ないし１２のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（３）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（３）−１．５＜Ｒａｓｐ／ｙ＜−０．７
但し、
ｙ：最大像高。The endoscope objective lens system according to any one of claims 10 to 12, wherein the following conditional expression (3) is satisfied.
(3) -1.5 <Rasp / y <-0.7
However,
y: Maximum image height.

請求項１０ないし１３のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、次の条件式（４）及び（５）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（４）ｎ＞１．６５
（５）ν＞４５
但し、
ｎ：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの屈折率、
ν：上記第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズのアッベ数。The endoscope objective lens system according to any one of claims 10 to 13, wherein the following conditional expressions (4) and (5) are satisfied.
(4) n> 1.65
(5) ν> 45
However,
n: refractive index of the lens located closest to the image side of the third lens group;
ν: Abbe number of the lens located closest to the image side in the third lens group.

請求項１０ないし１４のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、視野角が１２０゜以上で、次の条件式（６）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（６）０．９＜ｙ／ｆ　＜１．４The endoscope objective lens system according to any one of claims 10 to 14, wherein a viewing angle is 120 ° or more and the following conditional expression (6) is satisfied.
(6) 0.9 <y / f <1.4

請求項１０ないし１５のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、負の単レンズからなる内視鏡対物レンズ系。16. The endoscope objective lens system according to claim 10, wherein the first lens group includes a single negative lens.

請求項１０ないし１５のいずれか１項記載の内視鏡対物レンズ系において、上記第１レンズ群は、物体側から順に、負の単レンズと、少なくとも１枚の別のレンズ系を含み、次の条件式（９）を満足する内視鏡対物レンズ系。
（９）　０≦ｆ／ｆ１２＜０．５
但し、
ｆ１２：上記別のレンズ系の焦点距離。16. The endoscope objective lens system according to claim 10, wherein the first lens group includes, in order from the object side, a negative single lens and at least one other lens system. An endoscope objective lens system satisfying conditional expression (9).
(9) 0 ≦ f / f12 <0.5
However,
f12: focal length of the other lens system.