JP4197897B2 - 撮影光学系およびそれを用いた内視鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系およびこの撮影光学系を用いた内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、医療分野において、体腔内等に細長い挿入部を挿入して体腔内の深部を観察したり、必要に応じて処理具を用いて治療、処理等を行うために内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
これら内視鏡は、使用後に、確実に消毒滅菌することが、感染症等を防止するために不可欠である。
【０００４】
最近、煩雑な作業を伴わずに、滅菌後に直ちに使用でき、しかもランニングコストの安い、オートクレーブ滅菌と呼ばれる、高温高圧水蒸気による滅菌が、内視鏡機器の滅菌において主流になりつつある。
【０００５】
また、医療用内視鏡は、操作性向上のために、内視鏡挿入部の細径化や、内視鏡挿入部の先端硬質部の短縮化が望まれている。そのために、これら医療用内視鏡にて使用される対物レンズは、実用上十分な収差補正がなされていることと、レンズの外径が小であって全長が短い構成にすることが必要不可欠である。
【０００６】
上記のような、オートクレーブ滅菌への耐性のある撮影光学系の従来例として、特願２００１−１７３９０８号に記載されたものがある。また、他の従来の撮影光学系として、例えば、特開２００１−２６０３４７号公報に記載されたものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
オートクレーブ滅菌への耐性がある撮影光学系は、ゴーストが発生しやすい欠点がある。
【０００８】
特願２００１−１７３９０８号の第５実施例の撮影光学系は、カバーガラスを用いて、オートクレーブ滅菌への耐性のある構成にしている。この撮影光学系は、物体側から順に、サファイヤ製の平行平板よりなるカバーガラスと像面に凹面を向けた平凹レンズとよりなる第１レンズ群と、像側に凸面を向けた平凸レンズよりなる第２レンズ群と、両凸正レンズと負レンズとの接合レンズよりなる第３レンズ群とにて構成されている。
【０００９】
この従来例の光学系は、輝度の高い被写体を撮影した場合、カバーガラスが原因となるゴースト光が生ずる。
【００１０】
図１９は、この従来例の撮影光学系において、物点より射出して撮影光学系に入射角（光軸と光線とのなす角）１０°にて入射する通常光の結像光路を示す。
【００１１】
また、図２０は、同じ従来の光学系において、物点から射出して、入射角１０°にて撮影光学系に入射するゴースト光の結像光路を示す図である。このゴースト光は、対物レンズの最も物体側の面で反射した後、カバーガラスの物体の面で再度反射し、対物レンズにより結像される。
【００１２】
この図２０に示すゴースト光の結像位置は、図１９に示す通常光の結像位置と画面上の結像位置も光軸上の結像位置も、近い位置である。
【００１３】
このように、ゴースト光の光軸上の結像位置が、通常光の光軸上の結像位置に近いと、ゴースト像にピントが合ってしまい、ゴースト像が明瞭に観察されてしまう。
【００１４】
この図１９に示す従来例の光学系は、カバーガラスとしてサファイヤを用いているが。このサファイヤは屈折率が１．７６８２で、高い屈折率であるため光の反射率が高く、ゴーストが目立ち易い。
【００１５】
また、特願２００１−１７３９０８号の第５実施例以外の実施例は、カバーガラスを用いておらず、対物レンズの第１レンズがサファイヤにて形成されている。そのため、この光学系はゴーストを生ずることはないが、サファイヤが極めて硬いため、これをレンズに加工することが困難であり、コスト高になる。
【００１６】
また、内視鏡撮影光学系は、小型であり、サファイヤを用いない場合でも、一般的にレンズ加工が困難である。例えば、特願２００１−１７３９０８号の第６実施例の第１レンズは、像側の面の曲率半径が小であり、加工が難しい。
【００１７】
本発明は、以上のような従来例の問題点に鑑みなされたもので、オートクレーブ滅菌への耐性を有する撮影光学系で、ゴースト光が目立たない撮影光学系およびこの撮影光学系を備えた内視鏡を提供するものである。
【００１８】
また、本発明は、小型で結像性能が良好な撮影光学系であって、かつ加工性のよい撮影光学系およびこの撮影光学系を備えた内視鏡を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影光学系の第１の構成は、物体側から順に、外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとから少なくともなっていて、カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質よりなり、対物レンズが、物体側より順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とより構成されていて、前群の最も物体側の面が物体側に凹面を向けたものである。
【００２０】
このような構成の本発明の撮影光学系は、オートクレーブ耐性の材質よりなるカバーガラスを物体側に配置したにも拘らず、ゴーストの発生を抑制し得たものである。
【００２１】
次にこの点を図１１に示す薄肉光学系に近似した光学系で物点が無限遠での場合にもとづき説明する。
【００２２】
図１１は、カバーガラスＣＧと対物レンズＯＢＬよりなる光学系および、この光学系による通常光と、ゴースト光の結像位置を示す。このうち、対物レンズＯＢＬは、薄肉レンズに置き換えたもので図には矢印にて示す。また、対物レンズＯＢＬの焦点距離は、ｆとする。
【００２３】
通常、光束は図１１の（Ａ）に示すように対物レンズＯＢＬによりその後ろ側焦点位置ＦＢ’上のＰ’に結像する（通常光Ｒ）。
【００２４】
また、ゴースト光ＧＲは、図１１の（Ｂ）に示すように対物レンズＯＢＬの前群の最も物体側の面（Ｓ１）にて反射されて対物レンズＯＢＬの物体側で距離｜ｒ ₁｜／２の位置にていったん結像する。
【００２５】
次に、光束は、図１１の（Ｃ）に示すように対物レンズＯＢＬの物体側のカバーガラスＣＧにて反射され、その対称位置である像側の距離｜ｒ ₁｜／２の位置Ｑに結像する。
【００２６】
更に、対物レンズＯＢＬにて再結像されて、最終的に対物レンズＯＢＬから距離ｂの位置Ｑ’に結像する。ここで図１１の（Ｄ）に示すように、点Ｑ’は点Ｐ’より物体側にずれた位置になる。
【００２７】
このゴースト光ＧＲと通常光Ｒとの光軸方向の像位置の差Δは、近軸計算により下記の通りである。
【００２８】
Δ＝Ｑ’−Ｐ’
−１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
ただし、ａは物点距離、ｂは像点距離である。上記式にａ＝１／２×｜ｒ１｜を代入し、ｂの値を求めると次の通りである。
ｂ＝（ｆ×｜ｒ１｜）／（｜ｒ１｜＋２×ｆ）
【００２９】
よって、Δは、下記のように表わされる。
Δ＝ｆ×（２×ｆ／（｜ｒ１｜＋２×ｆ））
【００３０】
焦点距離に対する割合Δ／ｆは次のようになる。
Δ／ｆ＝２×ｆ／（｜ｒ１｜＋２×ｆ）
【００３１】
以上のように、対物レンズＯＢＬにとっての、ゴースト光ＧＲの物点が、第１面Ｓ１およびカバーガラスＣＧの反射によって、通常光Ｒの物点よりも遠点側に移動し、これにより結像位置が物点側にずれたことになる。
【００３２】
その結果、ゴースト光の結像位置を像面からずらすことができ、ゴースト像がぼけて明瞭ではなくなる。
【００３３】
また、本発明の撮影光学系は、画面上の結像位置（光軸に垂直な方向の結像位置）に関しては、通常光の結像位置よりも画面の外側（光軸から離れる方向）にずれる。その結果、ゴースト光が発生することが少なくなる。
【００３４】
本発明の撮影光学系の対物レンズは、負の屈折力を有する前群と明るさ絞りと正の屈折力を有する後群とよりなるレトロフォーカスタイプである。このような、レトロフォーカスタイプのレンズ系は、その第１面から対物レンズ全系の主点位置までの距離が大である。そのため、対物レンズの第１面の凹面とカバーガラスの反射による結像位置と、対物レンズの主点位置が近くなりやすい。その結果、上記薄肉レンズでの見積もりに対し、対物レンズの結像倍率が大になる。対物レンズによるゴース像の結像倍率が大になる方向は、光軸から離れる方向であり、輝度の高い被写体が画面周辺にあると、ゴーストが画面外に外れて観察されなくなる。
【００３５】
以上の理由から、本発明の上記構成の撮影光学系は、画面上に輝度の高い部分のある被写体であってもゴースト像が目立たない良好な観察像が得られる。
【００３６】
上記の本発明の撮影光学系は、図１１（Ｃ）に示すゴースト光のほか、対物レンズの最も物体側の面Ｓ１にて反射され更にカバーガラスの像側の面にて反射されて対物レンズにて結像されるゴースト光の改善も可能である。
【００３７】
また、本発明の撮影光学系は、対物レンズの最も物体側の面（前群の最も物体側の面）が負の屈折力を有するため、この負の屈折力の面が前群の負の屈折力を分担することが可能である。そのため前群のその他の面の曲率半径を大きくすることが可能であり、レンズの加工が容易になる。
【００３８】
また、本発明の撮影光学系において、オートクレーブ耐性を有する材質としてサファイヤの代わりに合成石英、透過性のＹＡＧ、スピネル等の高温高圧水蒸気に対する耐性の高い光学部材を用いてもゴーストの発生を抑制して良好な観察像を得ることが可能である。
【００３９】
本発明の前記第１の構成の撮影光学系において、下記条件（１）を満足することが好ましい。
（１） −２＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
【００４０】
条件（１）は、前群の最も物体側の面の屈折力を規定したものである。
【００４１】
この条件（１）において、ｆ／ｒ_aが上限値の−０．０２を超えるとゴースト像のデフォーカス量が小さすぎてゴースト光の改善効果が少ない。またｆ／ｒ_aが条件（１）の下限値の−２を超えると、ゴースト光の改善には有利であるが｜ｒ_a｜が小さくなり、広画角を得ることが困難になる。
【００４２】
なお、ｆ／ｒ_aが条件（１）にて規定する上限値である−０．０２の場合、薄肉光学系ではΔ／ｆ≒０．０４となり焦点距離の約４％ゴースト光の像位置をずらすことができる。
【００４３】
上記薄肉光学系での見積もり値は、厚肉レンズである実際の光学系での値とは異なるが、ゴースト像のデフォーカス方向は常にＱ’がＰ’よりも物体側である。
【００４４】
上記構成の光学系において、条件（１）の代わりに下記条件（１−１）を満足すればより好ましい。
（１−１） −１．５＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
【００４５】
この条件（１−１）のように、下限値を−１．５にすれば、ゴースト光が一層改善され、かつ画角（２ω）が７０°以上の広画角を確保し易くなり、内視鏡用撮影レンズとしては好ましい。
【００４６】
次に、本発明の第２の構成は対物レンズが下記の通りである点を特徴とする。
【００４７】
本発明の対物レンズは、前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、また後群が、物体側より順に、正レンズと接合レンズとよりなり、対物レンズが次の条件（３）、（４）、（５）を満足することが好ましい。
（３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
（４） １．５＜ｆＢ／ＩＨ＜２．７
（５） ν_d（Ｃ）＜１９
ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
【００４８】
条件（３）は、前群の負レンズの物体側および像側の面の曲率半径を規定したもので、この負レンズの加工性の改善と、結像性能を確保するために設けた。
【００４９】
この条件（３）を満足するように前群の負レンズの負の屈折力をその両面で分担し、これにより曲率半径が大になり、レンズの加工性が良くなる。また、この負レンズを条件（３）を満足する形状にすることにより非点収差を良好に補正することができる。
【００５０】
この条件（３）において、下限値の−０．９５超えると、負レンズの負の屈折力をその両面で分担する効果がなくなり、レンズの加工性を改善できない。また、非点収差が補正不足になり、メリディオナル像面がマイナスになりやすい。条件（３）の上限値の１．０５を超えると、負レンズの負の屈折力を両面を分担する効果がなくなり、レンズの加工性が改善されない。また、負レンズの物体側の面の曲率半径が小になり、広画角化にとって不利である。また、非点収差が補正過剰になりやすく、メリディオナル像面がプラスになりやすい。
【００５１】
また、内視鏡の小型化のためには、条件（４）を満足することが望ましい。つまり、条件（４）を満足するようにしてバックフォーカスを確保することにより、内視鏡の小型化とフィルターを配置するスペースを確保することを両立させ得る。
【００５２】
ｆＢ／ＩＨの値が条件（４）の上限値の２．７を超えると、必要以上にバックフォーカスが大になり、小型化にとって不利になる。ｆＢ／ＩＨの値が条件（４）の下限値の１．５を超えると、小型化にとっては有利であるが、バックフォーカスが小になる。そのため、フィルター等を配置するスペースがなくなり好ましくない。
【００５３】
また、条件（４）の代わりに次の条件（４−１）を満足するようにすれば、より好ましい。
（４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
【００５４】
条件（４−１）のように、ｆＢ／ＩＨの値の上限値および下限値を夫々２．４および２とすれば、小型化とフィルター等の配置スペースの確保とを両立させる上で一層好ましい。
【００５５】
次に、条件（５）は、後群の接合レンズの負レンズのアッベ数を規定するもので、色収差の補正と接合レンズの加工性に関するものである。
【００５６】
本発明の内視鏡の対物レンズのように負の屈折力を持つ前群が負レンズのみにて構成される場合、倍率の色収差が補正不足になりやすい。そのため効果的な硝材を効果的な位置に配置することが重要である。
【００５７】
本発明の対物レンズにおいて、負レンズの効果的な配置位置は、明るさ絞りの像側であって、絞りから離れた位置である。
【００５８】
したがって、本発明は、倍率の色収差を補正するために効果的な硝材である条件（５）を満足する硝材の負レンズを明るさ絞りの像側で、かつ最も像側に配置された接合レンズに用いることにより、補正不足になりやすい倍率の色収差の効果的に補正し得る。
【００５９】
また、接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズにて構成することが好ましい。
【００６０】
更に、接合レンズの加工性を考えると、アッベ数の小さい硝材を用いて、正レンズと負レンズのアッベ数差を大にすることにより、接合面の曲率半径を小さくする必要がない。つまり、前記負レンズのアッベ数ν_d（Ｃ）が条件（５）の上限値１９を超えると、倍率の色収差を効果的に補正し、かつ加工性のよい接合レンズになし得ない。
【００６１】
以上のように、本発明の第２の構成によれば、小型であって結像性能のよい特に倍率の色収差を含めた諸収差が良好に補正された内視鏡の撮影光学系が得られる。
【００６２】
本発明の第２の構成である前記対物レンズにおいて、その物体側にカバーガラスを配置して撮影光学系とする場合、対物レンズとカバーガラスの間隔およびカバーガラスの厚さの分だけ、カバーガラスの物体側の面での軸外光線高が高くなり、カバーガラスの径が大になり易い。
【００６３】
この問題を解決するためには、次の条件（２）を満足することが好ましい。
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
ただし、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離で、空気以外の媒質がある場合も含めて実寸法である。
【００６４】
この条件（２）は、カバーガラスを用いた撮影光学系の小型化のための条件である。
【００６５】
ｄ_F／ｆの値が、条件（２）の上限値の１を超えると、軸外光線高が高くなり、カバーガラスの径が大になり好ましくない。内視鏡のように広画角の光学系の場合、特に好ましくない。また、ｄ_F／ｆが条件（２）の下限値の０．１３を超えるとカバーガラスの径を小さくし得る点では好ましいが、バックフォーカスの確保が困難になり、またバックフォーカスの確保を優先すると広画角が困難になる。
【００６６】
更に、本発明の第３の構成は、物体側から順に、少なくとも外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとからなり、カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質からなり、対物レンズが、物体側より順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とにて構成され、前群が物体側に凹面を向けた負レンズからなり、後群が物体側から順に正レンズと正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとよりなり、対物レンズが次の条件（１）〜（５）を満足することを特徴とする。
（１） −２＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
（３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
（４） １．５＜ｆＢ／ＩＨ＜２．７
（５） ν_d（Ｃ）＜１９
ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離でその間にフィルターが配置されている場合も含め実寸法、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
【００６７】
この第３の構成の撮影光学系は、対物レンズの後群が正レンズと、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとにて構成されていることを特徴とする。
【００６８】
また、条件（１）〜（５）を満足するものである。
【００６９】
これら条件は、前述の通りであり、条件（１）は、前群の第１面ｒ₃の値を規定したもので、ゴースト光除去効果を大にするためのものである。
【００７０】
また条件（２）は、カバーガラスを用いた撮影光学系の小型化等を実現するためのものである。
【００７１】
また、条件（３）は前群の負レンズの形状を規定したもので、レンズの加工性をよくする等のために設けた条件である。
【００７２】
また、条件（４）は、バックフォーカスを確保してフィルター類の配置スペース確保と光学系の小型化を両立させるためのものである。
【００７３】
更に条件（５）は、倍率の色収差の補正のためのものである。
【００７４】
また、各条件における上限値、下限値の設定は、既に述べたと同じ理由による。
【００７５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示する実施例にもとづいて説明する。
【００７６】
図１乃至図５は、夫々本発明の内視鏡撮影光学系の実施例１乃至実施例５の構成を示す図である。これら実施例は、下記データを有する。
【００７７】
実施例１

【００７８】
実施例２

【００７９】
実施例３

【００８０】
実施例４

【００８１】
実施例５

ただし、ｒ₁，ｒ₂、・・・はレンズ各面の曲率半径、ｄ₁，ｄ₂、・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ₁，ｎ₂、・・・は各レンズのｄ線に対する屈折率、ν₁，ν₂、・・・は各レンズのｄ線に対するアッベ数である。尚、ｒ₀は物体面、ｄ₀は物体面からカバーガラスまでの距離である。
【００８２】
実施例１の撮影光学系は、図１に示すように、カバーガラスＣ１と、負の屈折力を持つ前群ＧＦと明るさ絞りＳと正の屈折力を持つ後群ＧＲとよりなる対物レンズと、フィルターＦ１、Ｆ２と、撮像素子カバーガラスＣ２と撮像素子封止ガラスＣ３とよりなり、前群ＧＦが両凹レンズ（ｒ₃〜ｒ₄）よりなり、後群ＧＲが正レンズ（ｒ₆〜ｒ₇）と正レンズと負レンズとを接合した正の接合レンズ（ｒ₉〜ｒ₁₁）とよりなる。尚ＦＳはフレアー絞りである。
【００８３】
また実施例２〜５は夫々図２〜図５に記載する通りの構成で、実施例１と実質上同じレンズ構成である。
【００８４】
図６〜図１０は夫々前記実施例１〜５の収差曲線図である。
【００８５】
これら実施例１〜５の光学系における結像光、ゴースト光について述べる。
【００８６】
実施例１の撮影光学系において、正規光の結像光路、ゴースト光の結像光路を図１２、１３に示す。
【００８７】
これら図において、図１２は物点から射出した光線が、本発明の撮影光学系（実施例１）に入射角１０°にて入射した時の正規の結像光路を示す。
【００８８】
この場合の近軸結像位置は、面ｒ₁₉より像側に０．０５７の距離である。
【００８９】
また、図１３は、物点から射出して実施例１の撮影光学系に入射角１０°にて入射するゴースト光の結像光路を示す。
【００９０】
このゴースト光の近軸の結像位置は、第１９面（ｒ₁₉）より物体側０．９６５の位置である。つまり、図１３のｒ₁₄とｒ₁₅の間の位置であり、フィルターＦ中である。
【００９１】
上記のようにゴースト光の結像位置Ｑ’は、正規光の結像位置Ｐ’より物体側に１．０２２ずれている。また、画面上の結像位置（光軸と垂直な方向の結像位置）に関しては、通常光の結層位置よりも画面の外側に（光軸から離れる方向に）ずれている。
【００９２】
この結果、ゴーストがボケて明瞭ではなくなる。しかも輝度の高い被写体が画面周辺部にあれば、ゴースト画面外に外れ観察されなくなる。
【００９３】
図１８は、画面上の通常光と、ゴースト光の位置関係を示す。
【００９４】
この図１８において、Ｒ１は通常光（結像光）の画面中心近くの像、ＲＧ１は通常光Ｒ１によるゴースト、Ｒ２は通常光の画面周辺部の像、ＲＧ２は通常光Ｒ２によるゴーストである。
【００９５】
この図に示すように、ゴースト光ＲＧ１は、結像位置が画面から光軸方向にずれているためボケている。また、ゴースト光ＲＧ２は、ボケていると共に画面外に外れている。
【００９６】
以上は、実施例１で、オートクレーブを用いた装置における光学系である。
【００９７】
また、オートクレーブを用いていない装置の場合、撮影光学系は図に示す構成でもよい。
【００９８】
図１４はカバーガラスを用いていない撮影光学系であり、撮像素子のカバーガラスＣ２のガラス材料としてＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を用いたものである。
【００９９】
また、図１５は、物体側のカバーガラスＣ１の材料として、Ｓ−ＢＳＬ７を用いたものである。
【０１００】
このように、オートクレーブを用いない装置に使用する撮影光学系は、カバーガラスの材料をサファイヤにする必要はない。そのため、カバーガラスの材料としてＢ−ＢＳＬ７を用いてコストを低減させることができる。
【０１０１】
また、すべての実施例の光学系において、鉛や砒素を含まない硝材にて構成することができる。
【０１０２】
例えば、実施例１においては、物体側から順に、カバーガラスＣ１がサファイヤ、第１レンズ（ｒ₃〜ｒ₄）及び第２レンズ（ｒ₆〜ｒ₇）がＳ−ＬＡＨ５８（株式会社オハラ製）、第３レンズ（ｒ₉〜ｒ₁₀）がＳ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）、フィルターＦ１が白板またはＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）、フィルターＦ２がＣＭ５０００（ＨＯＹＡ株式会社製）、カバーガラスＣ２がサファイヤ、撮像素子封止ガラスＣ３がＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）である。
【０１０３】
したがって、オートクレーブ滅菌への耐性があって、ゴーストの目立たない構成であり、小型で、個々のレンズの加工性がよく、また有害な鉛、砒素を含まず環境にとっても好ましい構成の撮影光学系である。また、この実施例の撮影光学系は、耐用年数が過ぎた後に回収し、これを分解廃棄する時も、廃棄コストを低減し得る。
【０１０４】
以上、実施例１について述べたが、実施例２〜４の撮影光学系も、実施例１と類似のレンズ構成であり、使用する硝材も同様の硝材である。
【０１０５】
したがって、実施例１にて述べたと同様の特徴を有している。
【０１０６】
実施例５は、図５に示す通りの構成である。この実施例５は、他の実施例とレンズ構成が類似する光学系である。ｆ／ｒ₃の値が条件（１）の上限に近い値であるが、本実施例においてもゴーストを改善できる。つまり、ゴースト光の結像位置Ｑ’が正規光の結像位置Ｐ’よりも物体側にずれている。
【０１０７】
図１６は、この実施例５の光学系において、物点から射出して、入射角２０°にて撮影光学系に入射する正規の結像光路を示す。この光学系の近軸の結像位置は、第１９面（ｒ₁₉）から像側に０．０８２の距離にある。
【０１０８】
また図１７は、この実施例５において、物点から射出して入射角２０°にて撮影光学系に入射するゴースト光の結像光路を示す。
【０１０９】
この実施例５は、ゴースト光の近軸の結像位置が第１９面（ｒ₁₉）より像側に０．０２５の距離である。
【０１１０】
この実施例５は、ゴースト光の結像位置Ｑ’が正規光の結像位置より物体側に０．０５７ずれている。
【０１１１】
本発明は以上詳細に説明した通りであり、特許請求の範囲に記載した発明のほか、次の各項に記載する発明もその目的を達成し得る。
【０１１２】
（１） 特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、下記条件（１）を満足することを特徴とする撮影光学系。
（１） −２＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
【０１１３】
（２） 特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、下記条件（２）を満足することを特徴とする撮影光学系。
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
ただし、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離で、空気以外の媒質がある場合も含めて実寸法である。
【０１１４】
（３） 特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、前記後群の正レンズが物体側の面が平面である平凸レンズであることを特徴とする撮影光学系。
【０１１５】
（４） 特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、前記後群の接合レンズは像側のレンズが負レンズであることを特徴とする撮影光学系。
【０１１６】
（５） 特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、下記条件（２）を満足することを特徴とする撮影光学系。
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
ただし、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離で、空気以外の媒質がある場合も含めて実寸法である。
【０１１７】
（６） 物体側から順に、外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとを少なくとも含み、前記カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質からなり、前記対物レンズが物体側から順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とにて構成され、前群の最も物体側の面が物体側に凹面を向け、下記条件（１−１）を満足する撮影光学系。
（１−１） −１．５＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
【０１１８】
（７） 前記の（６）の項に記載する光学系で、下記条件（２）を満足することを特徴とする撮像光学系。
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
ただし、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離で、空気以外の媒質がある場合も含めて実寸法である。
【０１１９】
（８） 物体側から順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、後群が物体側から順に、物体側が平面の平凸レンズと、像側が負レンズの接合レンズとからなり、下記条件（３）、（４−１）、（５）を満足する対物レンズ。
（３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
（４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
（５） ν_d（Ｃ）＜１９
ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
【０１２０】
（９） 物体側から順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、後群が物体側から順に、物体側が平面の平凸レンズと、像側が負レンズの接合レンズとからなり、下記条件（２）、（３）、（４−１）、（５）を満足する対物レンズ。
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
（３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
（４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
（５） ν_d（Ｃ）＜１９
ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
【０１２１】
（１０） 物体側から順に、少なくとも外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとからなり、前記カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質からなり、前記対物レンズが、物体側より順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とよりなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズからなり、後群が物体側から順に正レンズと接合レンズとよりなり、前記対物レンズが、下記条件（１−１）、（２）、（３）、（４−１）、（５）を満足することを特徴とする請求項１の撮影光学系。
（１−１） −１．５＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
（２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
（３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
（４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
（５） ν_d（Ｃ）＜１９
ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離でその間にフィルターが配置されている場合も含め実寸法、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
【０１２２】
（１１） 前記の（９）の項に記載する光学系で、接合レンズが物体側より順に、正レンズと負レンズよりなることを特徴とする撮影光学系。
【０１２３】
（１２） 前記の（１０）の項に記載する光学系で、接合レンズが物体側より順に、正レンズと負レンズよりなることを特徴とする撮影光学系。
【０１２４】
（１３） 前記の（６）の項に記載する光学系で、撮影光学系が砒素、鉛等の有害物質を含まない材質からなることを特徴とする撮影光学系。
【０１２５】
（１４） 前記の（８）の項に記載する光学系で、撮影光学系が砒素、鉛等の有害物質を含まない材質からなることを特徴とする撮影光学系。
【０１２６】
（１５） 特許請求の範囲の請求項（１）、（２）又は（３）あるいは前記の（１）乃至（１４）の項のいずれかの項に記載する撮影光学系を用いた内視鏡。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明によれば、オートクレーブ滅菌への耐性を有しており、ゴースト光が目立たない撮影光学系およびそれを用いた内視鏡を実現し得る。また、小型で結像性能がよく、加工性のよい撮影光学系およびそれを用いた内視鏡を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の撮影光学系の実施例１の断面図
【図２】 本発明の撮影光学系の実施例２の断面図
【図３】 本発明の撮影光学系の実施例３の断面図
【図４】 本発明の撮影光学系の実施例４の断面図
【図５】 本発明の撮影光学系の実施例５の断面図
【図６】 本発明の撮影光学系の実施例１の収差曲線図
【図７】 本発明の撮影光学系の実施例２の収差曲線図
【図８】 本発明の撮影光学系の実施例３の収差曲線図
【図９】 本発明の撮影光学系の実施例４の収差曲線図
【図１０】 本発明の撮影光学系の実施例５の収差曲線図
【図１１】 カバーガラスと対物レンズよりなる撮影光学系の通常光とゴースト光の結像等を示す図
【図１２】 本発明の実施例１の正規光の光路図
【図１３】 本発明の実施例１のゴースト光の光路図
【図１４】 カバーガラスを用いない光学系の構成を示す図
【図１５】 Ｓ−ＢＳＬ７のカバーガラスを用いた光学系の構成を示す図
【図１６】 本発明の実施例５の正規光の光路図
【図１７】 本発明の実施例５のゴースト光の光路図
【図１８】 画面上の正規光とゴースト光の結像位置を示す図
【図１９】 従来の撮影光学系の正規光の光路図
【図２０】 図１９に示す従来の撮影光学系のゴースト光の光路図

Claims (12)

1. 対物レンズであって、前記対物レンズは物体側から順に、負の屈折力を持つ前群、明るさ絞り、正の屈折力を持つ後群から構成され、前記前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、前記後群が物体側から順に、正レンズと接合レンズとよりなり、前記対物レンズが下記条件（３）、（４）、（５）を満足する。
   （３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
   （４） １．５＜ｆＢ／ＩＨ＜２．７
   （５） ν_d（Ｃ）＜１９
   ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
2. 物体側から順に、少なくとも外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとからなり、前記カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質からなり、前記対物レンズが、物体側より順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とよりなり、前記前群が物体側に凹面を向けた負レンズからなり、前記後群が物体側から順に正レンズと接合レンズとよりなり、前記対物レンズが次の条件（１）、（２）、（３）、（４）、（５）を満足することを特徴とする撮影光学系。
   （１） −２＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
   （２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
   （３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
   （４） １．５＜ｆＢ／ＩＨ＜２．７
   （５） ν_d（Ｃ）＜１９
   ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離でその間にフィルターが配置されている場合も含め実寸法、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
3. 特許請求の範囲の請求項１に記載する対物レンズを含む光学系で、前記光学系の外部に露出するカバーガラスを有し、下記条件（２）を満足することを特徴とする撮影光学系。
   Ｚ （２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
   ただし、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離で、空気以外の媒質がある場合も含めて実寸法である。
4. 特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、前記後群の正レンズが物体側の面が平面である平凸レンズであることを特徴とする撮影光学系。
5. 特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、前記後群の接合レンズは像側のレンズが負レンズであることを特徴とする撮影光学系。
6. 物体側から順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、後群が物体側から順に、物体側が平面の平凸レンズと、像側が負レンズの接合レンズとからなり、下記条件（３）、（４−１）、（５）を満足する対物レンズ。
   （３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
   （４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
   （５） ν_d（Ｃ）＜１９
   ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
7. 物体側から順に、外部に露出するカバーガラスと、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズよりなり、後群が物体側から順に、物体側が平面の平凸レンズと、像側が負レンズの接合レンズとからなり、下記条件（２）、（３）、（４−１）、（５）を満足する撮影光学系。
   （２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
   （３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
   （４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
   （５） ν_d（Ｃ）＜１９
   ただし、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
8. 物体側から順に、少なくとも外部に露出するカバーガラスと、対物レンズとからなり、前記カバーガラスがオートクレーブ耐性を有する材質からなり、前記対物レンズが、物体側より順に、負の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とよりなり、前群が物体側に凹面を向けた負レンズからなり、後群が物体側から順に正レンズと接合レンズとよりなり、前記対物レンズが、下記条件（１−１）、（２）、（３）、（４−１）、（５）を満足することを特徴とする撮影光学系。
   （１−１） −１．５＜ｆ／ｒ_a＜−０．０２， ｒ_a＜０
   （２） ０．１３＜ｄ_F／ｆ＜１
   （３） −０．９５＜（ｒ_b＋ｒ_a）／（ｒ_b−ｒ_a）＜１．０５
   （４−１） ２＜ｆＢ／ＩＨ＜２．４
   （５） ν_d（Ｃ）＜１９
   ただし、ｆは対物レンズ全系の焦点距離、ｒ_aは前群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ_bは前群の負レンズの像側の面の曲率半径、ｄ_Fは前群の最も物体側に位置するレンズの像側の面から明るさ絞りまでの距離でその間にフィルターが配置されている場合も含め実寸法、ｆＢは対物レンズの最も像側の面から後ろ側焦点位置までの距離、ＩＨは最大像高、ν_d（Ｃ）は接合レンズの負レンズのアッベ数である。
9. 特許請求の範囲の請求項７に記載する光学系で、接合レンズが物体側より順に、正レンズと負レンズよりなることを特徴とする撮影光学系。
10. 特許請求の範囲の請求項８に記載する光学系で、接合レンズが物体側より順に、正レンズと負レンズよりなることを特徴とする撮影光学系。
11. 特許請求の範囲の請求項６記載する光学系で、撮影光学系が砒素、鉛等の有害物質を含まない材質からなることを特徴とする撮影光学系。
12. 特許請求の範囲の請求項１乃至１１の項のいずれかの項に記載する撮影光学系を用いた内視鏡。

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