JP5035867B2 - 内視鏡用対物レンズ - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の先端部に設けられる対物レンズに関し、特に、観察対象を全体的に観察するのに適した状態（以下「遠点側観察状態」と称す）から、観察対象の一部を部分的に拡大して観察するのに適した状態（以下「近点側拡大観察状態」と称す）までのピント調整（「フォーカシング」、「焦点合わせ」、「ピント合わせ」等とも称される）を、系内の一部のレンズを移動させることにより行なう内視鏡用対物レンズに関する。

従来、この種の内視鏡用対物レンズとしては、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。

下記特許文献１に記載された内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、屈折力が負、正、負、正の４群からなる構成で、第３群を光軸に沿って移動させることにより、遠点側観察状態から近点側拡大観察状態までのピント調整が可能となっている。そして、この移動するレンズ群の位置により最遠点と最近点の両端のみならず、この両端間の中間領域での観察も行なうことが可能となっている。

一方、下記特許文献２に記載された内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、屈折力が負、正、負、正の４群からなる構成で、第２群と第３群または第３群と第４群を光軸に沿って移動させることにより、遠点側観察状態から近点側拡大観察状態までのピント調整を行なうとともに、最遠点と最近点の両端間の中間領域におけるレンズの使用倍率を任意に変化させることが可能となっている。

特許第２８７６２５２号公報 特開２００１−９１８３２号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に記載された内視鏡用対物レンズは、近点側拡大観察状態でのピント調整の際、観察倍率が大きく変化してしまうため、観察対象が視野から外れ易いという問題がある。内視鏡用対物レンズでは、近点側拡大観察状態での観察深度（被写界深度）が狭くなるため、観察倍率の変化が大きいとピント調整を行なうことが非常に難しくなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化が小さく、ピント調整を容易に行なうことが可能な内視鏡用対物レンズを提供することを目的とする。

上記課題解決のため本発明では、最遠点から中間点までのピント調整と、中間点から最近点までのピント調整とを、互いに異なるレンズで行なうようにしている。

すなわち、本発明に係る一つの内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を配してなり、
前記第３レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ａを構成し、
前記第５レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ｂを構成し、
観察位置が最遠点から中間点までの第１のピント調整は、前記最遠点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ａを移動させることにより行ない、前記中間点から最近点までの第２のピント調整は、前記中間点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ｂを移動させることにより行なうように構成され、
以下の条件式（１）および（２）
1.2 ＜ ｆ _Ｍ ／ｆ _Ｆ ……（１）
0.9 ＜ ｜ｆ _Ｎ ／ｆ _Ｍ ｜ ＜ 1.1 ……（２）
ただし、
ｆ _Ｍ ：中間点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ _Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ _Ｎ ：最近点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
を満足していることを特徴とするものである。

本発明の別の内視鏡用対物レンズは、
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を配してなり、
前記第２レンズ群および第３レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ａを構成し、
前記第５レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ｂを構成し、
観察位置が最遠点から中間点までの第１のピント調整は、前記最遠点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ａを移動させることにより行ない、前記中間点から最近点までの第２のピント調整は、前記中間点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ｂを移動させることにより行なうように構成され、
以下の条件式（１）および（２）
1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ……（１）
0.9 ＜ ｜ｆ_Ｎ／ｆ_Ｍ｜ ＜ 1.1 ……（２）
ただし、
ｆ_Ｍ ：中間点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ_Ｎ ：最近点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
を満足していることを特徴とするものである。

なお、レンズ群Ａを構成するレンズと、レンズ群Ｂを構成するレンズとは、互いに重複していないように構成することができ、その場合、レンズ群Ｂは、１つの接合レンズから構成することが可能である。

また、レンズ群Ａを、１つの群から構成することができる。一方、レンズ群Ａを、正の屈折力を有するレンズ群と負の屈折力を有するレンズ群との２群から構成するとともに、第１のピント調整における該２群それぞれの移動軌跡の形状が、互いに異なるように構成することも可能である。

また、本発明の内視鏡用対物レンズにおいては、最も物体側に、前記第１および第２のピント調整中固定のレンズ群Ｃが配置され、さらに以下の条件式（３）〜（５）を満足するように構成することができる。
1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ＜ 2.5 ……（３）
4.0 ＜ Ｄ_Ｆ／ｆ_Ｆ ＜ 15.0 ……（４）
2.0 ＜ β_ＣＮ／β_ＣＦ ＜ 8.0 ……（５）
ただし、
Ｄ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全長（最も物体側に配置されるレンズの物体側の面から、最も像側に配置されるレンズの像側の面までの幾何学的距離）
β_ＣＮ：最近点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率
β_ＣＦ：最遠点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率

また、第２のピント調整を自動化するオートフォーカス機構を備えることが好ましい。

なお、「最遠点」とは、観察対象とする物体側の距離範囲のうち最も遠い地点を意味し、「最近点」とは、同様に、最も近い地点を意味する。また、「中間点」とは、最遠点と最近点との間に位置する所定の地点を意味するものであり、最遠点と最近点との中央の地点を必ずしも意味するものではない。

本発明に係る内視鏡用対物レンズによれば、観察位置が最遠点から中間点までの第１のピント調整は、最遠点を観察するときのレンズ配置状態から、レンズ群Ａを移動させることにより行ない、中間点から最近点までの第２のピント調整は、中間点を観察するときのレンズ配置状態から、レンズ群Ｂを移動させることにより行なうように構成されていることにより、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化を少なくすることができ、ピント調整が容易となる。

以下、本発明の２つの実施形態に係る内視鏡用対物レンズについて、図面を用いて説明する。

まず、第１の実施形態に係る内視鏡用対物レンズについて、図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例１に係る内視鏡用対物レンズの基本構成を示すものである。なお、図１に示す左右方向に延びる１点鎖線の直線は光軸である。また、図１に示す最遠点観察状態とは、最遠点を観察するとき（最遠点にピントが合っているとき）のレンズ配置状態を示し、中間点観察状態とは、中間点を観察するとき（中間点にピントが合っているとき）のレンズ配置状態を示し、最近点観察状態とは、最近点を観察するとき（最近点にピントが合っているとき）のレンズ配置状態を示している。このことは、実施例２、４に係る各内視鏡用対物レンズの基本構成を示す図２、３においても同様である。

図１に示すように、この内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する固定の第１レンズ群Ｇ_１、正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第３レンズ群Ｇ_３、正の屈折力を有する固定の第４レンズ群Ｇ_４、および正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第５レンズ群Ｇ_５を配してなる。

この内視鏡用対物レンズは、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との２群からレンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）が構成されている。そして、観察位置が最遠点から中間点に至るまでの遠点側観察状態における第１のピント調整は、図１の上段に示す最遠点観察状態から、第２レンズ群Ｇ_２が光軸に沿って物体側に、同時に、第３レンズ群Ｇ_３が光軸に沿って像側に、それぞれの移動軌跡の形状が互いに異なるように移動することにより、行なわれるようになっている。

また、この内視鏡用対物レンズは、１つの第５レンズ群Ｇ_５からレンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）が構成されている。そして、観察位置が中間点から最近点に至るまでの近点側拡大観察状態における第２のピント調整は、図１の中段に示す中間点観察状態から、第５レンズ群Ｇ_５が光軸に沿って物体側に移動することにより、行なわれるようになっている。

なお、遠点側観察状態とは、物体距離が遠く、画角が広く、広い範囲の観察に適した状態を表し、一方、近点側拡大観察状態とは、物体距離が近く、一部分を拡大した観察に適した状態を表す。また、最遠点観察状態とは、遠点側観察状態において、全系の倍率が最も低くなった状態となっており、一方、最近点観察状態とは、近点側拡大観察状態において、全系の倍率が最も高くなった状態となっている。このことは、実施例２、４に係る各内視鏡用対物レンズの基本構成を示す図２、３においても同様である。

さらに、この内視鏡用対物レンズの第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間には、第１のピント調整中、第３レンズ群Ｇ_３と共に移動する絞り１が配設されている。また、第５レンズ群Ｇ_５の像側には光路変換用プリズム２およびカバーガラス３が配設されるとともに、このカバーガラス３の像側には図示されないＣＣＤ素子やイメージガイドファイバが配設されて画像情報が伝達されるようになっている。なお、図１において絞り１は、光軸上で第３レンズ群Ｇ_３の最も物体側の面に接するように配設されており、第１のピント調整の間、第３レンズ群Ｇ_３と共に像側に移動するように構成されている。

また、この内視鏡用対物レンズは、最も物体側に、第１および第２のピント調整中固定の第１レンズ群からなるレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）が配置され、さらに課題を解決するための手段の欄に記載された条件式（１）、（２）、（４）、（５）（以下に再掲する）を満足するように構成されている。
1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ……（１）
0.9 ＜ ｜ｆ_Ｎ／ｆ_Ｍ｜ ＜ 1.1 ……（２）
4.0 ＜ Ｄ_Ｆ／ｆ_Ｆ ＜ 15.0 ……（４）
2.0 ＜ β_ＣＮ／β_ＣＦ ＜ 8.0 ……（５）
ただし、
ｆ_Ｍ ：中間点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
ｆ_Ｎ ：最近点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
Ｄ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全長（最も物体側に配置されるレンズの物体側の面から、最も像側に配置されるレンズの像側の面までの幾何学的距離）
β_ＣＮ：最近点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率
β_ＣＦ：最遠点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率

なお、上記条件式（１）は、課題を解決するための手段の欄に記載された条件式（３）（以下に再掲する）のように、上限値を規定することが好ましく、図１に示す内視鏡用対物レンズは、この条件式（３）をも満足するように構成されている。
1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ＜ 2.5 ……（３）

次に、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡用対物レンズについて、図３を用いて説明する。図３は本発明の実施例４に係る内視鏡用対物レンズの基本構成を示すものである。

図３に示すように、この内視鏡用対物レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する固定の第１レンズ群Ｇ_１、正の屈折力を有する固定の第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第３レンズ群Ｇ_３、正の屈折力を有する固定の第４レンズ群Ｇ_４、および正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第５レンズ群Ｇ_５を配してなる。

この内視鏡用対物レンズは、１つの第３レンズ群Ｇ_３からレンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）が構成されている。そして、遠点側観察状態における第１のピント調整は、図３の上段に示す最遠点観察状態から、第３レンズ群Ｇ_３が光軸に沿って像側に移動することにより、行なわれるようになっている。

また、この内視鏡用対物レンズは、１つの第５レンズ群Ｇ_５からレンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）が構成されている。そして、近点側拡大観察状態における第２のピント調整は、図３の中段に示す中間点観察状態から、第５レンズ群Ｇ_５が光軸に沿って物体側に移動することにより、行なわれるようになっている。

さらに、この内視鏡用対物レンズには、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間に、固定の絞り１が配設されている。また、第５レンズ群Ｇ_５の像側には、第１実施形態と同様に、光路変換用プリズム２およびカバーガラス３が配設されるとともに、このカバーガラス３の像側には図示されないＣＣＤ素子やイメージガイドファイバが配設されて画像情報が伝達されるようになっている。

また、この内視鏡用対物レンズは、最も物体側に、第１および第２のピント調整中固定の、第１レンズ群Ｇ_１および第２レンズ群Ｇ_２からなるレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）が配置され、さらに第１実施形態と同様に、上記条件式（１）〜（５）を満足するように構成されている。

第１および第２の実施形態のような構成による内視鏡用対物レンズによれば、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化を少なくすることができ、ピント調整を容易に行なうことが可能である。

条件式（１）は、第１のピント調整における焦点距離の変動に伴う全系の倍率変化を規定するものであり、この下限値を下回る場合には、同じ倍率を得ようとするとライトガイドからの照明光がうまくあたらない部分を観察することになってしまう。また、中間点での倍率低下につながってしまう。

条件式（２）は、第２のピント調整における焦点距離の変動に伴う全系の倍率変化を規定するものであり、この範囲外に設定されると、ピント調整において観察倍率が大きく変化してしまうため、観察対象が視野から外れ易くなり、ピント調整を行なうことが困難となる。

条件式（３）は、条件式（１）では設定されていない上限値を規定したものであり、この上限値を上回ると、レンズ部の移動量が大きくなり、レンズ全体の大型化につながることで内視鏡の先端部分も長くなり、患者の苦痛が増大したり内視鏡の操作が難しくなったりする。

条件式（４）は、最遠点観察状態でのレンズ全長とレンズ全体の焦点距離との比を規定するものであり、この上限値を上回ると、内視鏡先端部が長くなり患者の苦痛が増大したり、内視鏡操作が難しくなったりする。一方、この下限値を下回ると、ピント調整を行なうためのレンズ群の移動スペースが少なくなり、ピント調整し得る観察位置が狭い範囲に限られてしまう。

条件式（５）は、最近点観察状態と最遠点観察状態とにおけるレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）の倍率比を規定するものである。一般にズームレンズと称されるレンズではこの条件式（５）に対応する値が１となるが、本発明による内視鏡用対物レンズでは、最遠点観察状態から最近点観察状態に移行する場合、最近点観察状態に近づくにつれ物体距離も短くなり、それにより観察対象が拡大して見える作用を利用して倍率を変化させていることを示している。この下限値を下回ると最近点観察状態での倍率が不足する。また、この上限値を上回ると最近点観察状態での物体距離が近くなりすぎ、ライトガイドからの照明光がうまくあたらない部分を観察することになってしまう。

以下、本発明の実施例１〜４について具体的に説明する。

＜実施例１＞
実施例１に係る内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における基本構成を図１に示す。

実施例１に係る内視鏡用対物レンズは、第１の実施形態として説明した通り、物体側より順に、負の屈折力を有する固定の第１レンズ群Ｇ_１、正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第３レンズ群Ｇ_３、正の屈折力を有する固定の第４レンズ群Ｇ_４、および正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第５レンズ群Ｇ_５を配してなる。

第１レンズ群Ｇ_１は、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ_１と、物体側の面に比して像側の面が強い曲率を持つ両凹レンズからなる第２レンズＬ_２と、両凸レンズからなる第３レンズＬ_３とから構成されており、第２レンズＬ_２と第３レンズＬ_３とは互いに接合されている。また、第１の実施形態として説明した通り、この実施例１では、第１レンズ群Ｇ_１によりレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）が構成されている。

第２レンズ群Ｇ_２は、両凸レンズからなる１つの第４レンズＬ_４から構成されており、第３レンズ群Ｇ_３は、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる１つの第５レンズＬ_５から構成されている。また、第１の実施形態として説明した通り、この実施例１では、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との２群からレンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）が構成されている。そして、遠点側観察状態における第１のピント調整は、図１の上段に示す最遠点観察状態から、第２レンズ群Ｇ_２（第４レンズＬ_４）が光軸に沿って物体側に、同時に、第３レンズ群Ｇ_３（第５レンズＬ_５）が光軸に沿って像側に、それぞれの移動軌跡の形状が互いに異なるように移動することにより、行なわれるようになっている（第２のピント調整中は移動しない）。

また、この実施例１では、光軸上で第５レンズＬ_５の物体側の面に接するように絞り１が配設されており、この絞り１は、第１のピント調整の間、第５レンズＬ_５と共に像側に移動するように構成されている（第２のピント調整中は移動しない）。

第４レンズ群Ｇ_４は、像側の面に比して物体側の面が強い曲率を持つ両凸レンズからなる第６レンズＬ_６と、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズからなる第７レンズＬ_７とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズからなる第８レンズＬ_８と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズからなる第７レンズＬ_７とが互いに接合されてなる１つの接合レンズから構成されている。また、第１の実施形態として説明した通り、この実施例１では、１つの第５レンズ群Ｇ_５からレンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）が構成されている。そして、近点側拡大観察状態における第２のピント調整は、図１の中段に示す中間点観察状態から、第５レンズ群Ｇ_５が光軸に沿って物体側に移動することにより、行なわれるようになっている（第１のピント調整中は移動しない）。

なお、第５レンズ群Ｇ_５の移動を手動操作することにより、第２のピント調整が行なわれる構成とすることもできるが、この第２のピント調整を自動化するオートフォーカス機構を備えることも可能である。このようなオートフォーカス機構は、例えば、第５レンズ群Ｇ_５を光軸に沿って移動させる駆動機構と、所定の情報（ＣＣＤ素子上に形成された画像情報や、内視鏡先端から観察対象までの距離情報等）に基づき、駆動機構を制御する制御手段とにより構成することができる。このことは、以下に示す実施例２〜４についても同様である。

実施例１に係る内視鏡用対物レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下「軸上面間隔」と称す）Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表１の上段に示す。なお、表１および以下の表２〜４において、曲率半径Ｒおよび軸上面間隔Ｄは最遠点観察状態における焦点距離を1.0として規格化された値であり、また、各記号に対応させた数字は物体側より順次増加するようになっている。

また、表１の下段には、実施例１の最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における物体距離（軸上面間隔Ｄと同様に規格化されている。以下の表２〜４においても同様）、倍率、および軸上面間隔Ｄの可変群間隔１〜５が示されている。これによれば、実施例１に係る内視鏡用対物レンズは、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化が小さく、ピント調整を容易に行なえることが明らかである。

＜実施例２＞
実施例２に係る内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における基本構成を図２に示す。
実施例２に係る内視鏡用対物レンズは、実施例１のものと同様に、物体側より順に、負の屈折力を有する固定の第１レンズ群Ｇ_１、正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第３レンズ群Ｇ_３、正の屈折力を有する固定の第４レンズ群Ｇ_４、および正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第５レンズ群Ｇ_５を配してなる。

第１レンズ群Ｇ_１、第２レンズ群Ｇ_２、および第３レンズ群Ｇ_３は、実施例１と略同様の構成とされているが、絞り１は、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間に配置されている。また、第１レンズ群Ｇ_１からレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）が構成されている点、および第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との２群からレンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）が構成されている点は、実施例１と同様であり、第１のピント調整におけるレンズ移動についても、実施例１と略同様の構成とされている。ただし、第１のピント調整中、絞り１は移動しない（第２のピント調整中も移動しない）。

第４レンズ群Ｇ_４は、両凸レンズからなる第６レンズＬ_６と、物体側の面に比して像側の面が強い曲率を持つ両凸レンズからなる第７レンズＬ_７と、像側の面に比して物体側の面が強い曲率を持つ両凹レンズからなる第８レンズＬ_８とから構成されており、第７レンズＬ_７と第８レンズＬ_８とは互いに接合されている。

第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズからなる第９レンズＬ_９と、物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１０レンズＬ_１０とが互いに接合されてなる１つの接合レンズから構成されている。なお、１つの第５レンズ群Ｇ_５からレンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）が構成されている点は実施例１と同様であり、第２のピント調整におけるレンズ移動についても、実施例１と略同様の構成とされている。

実施例２に係る内視鏡用対物レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表２の上段に示す。

また、表２の下段には、実施例２の最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における物体距離、倍率、および軸上面間隔Ｄの可変群間隔１〜６の値が示されている。これによれば、実施例２に係る内視鏡用対物レンズは、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化が小さく、ピント調整を容易に行なえることが明らかである。

＜実施例３＞
実施例３に係る内視鏡用対物レンズは、実施例２と略同様に構成されており（ただし、以下の表３に示すように、第６レンズＬ_６の両面は共に非球面とされている）、また、第１および第２のピント調整におけるレンズ移動についても、実施例２と略同様の構成とされている。このため、実施例２に係る内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における基本構成の図示は省略する。

実施例３に係る内視鏡用対物レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表３の上段に示す。

また、表３の中段には、実施例３の最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における物体距離、倍率、および軸上面間隔Ｄの可変群間隔１〜６の値が示されている。これによれば、実施例３に係る内視鏡用対物レンズは、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化が小さく、ピント調整を容易に行なえることが明らかである。

なお、表３および以下の表４において、面番号の左側に＊印が付された面は、下記非球面式により形状が規定される非球面とされている。実施例３および以下の実施例４において、これらの非球面の曲率半径Ｒは、各表において光軸上での曲率半径Ｒの値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸との交点から引き出されていないものがある。
表３の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８の値が示されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る内視鏡用対物レンズの最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における基本構成を図３に示す。
実施例４に係る内視鏡用対物レンズは、第２の実施形態として説明した通り、物体側より順に、負の屈折力を有する固定の第１レンズ群Ｇ_１、正の屈折力を有する固定の第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第３レンズ群Ｇ_３、正の屈折力を有する固定の第４レンズ群Ｇ_４、および正の屈折力を有し光軸に沿って移動可能な第５レンズ群Ｇ_５を配してなる。

第１レンズ群Ｇ_１は、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１レンズＬ_１と、像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズからなる第２レンズＬ_２と、両凸レンズからなる第３レンズＬ_３とから構成されており、第２レンズＬ_２と第３レンズＬ_３とは互いに接合されている。

第２レンズ群Ｇ_２は、物体側の面に比して像側の面が強い曲率を持つ両凸レンズからなる１つの第４レンズＬ_４から構成されており、第３レンズ群Ｇ_３は、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる１つの第５レンズＬ_５から構成されている。また、第２の実施形態として説明した通り、この実施例４では、第１レンズ群Ｇ_１および第２レンズ群Ｇ_２からレンズ群Ｃ（Ｇ_Ｃ）が構成されており、１つの第３レンズ群Ｇ_３からレンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）が構成されている。そして、遠点側観察状態における第１のピント調整は、図３の上段に示す最遠点観察状態から、第３レンズ群Ｇ_３（第５レンズＬ_５）が光軸に沿って像側に移動することにより、行なわれるようになっている（第２のピント調整中は移動しない）。また、第２の実施形態として説明した通り、この実施例４では、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間に、固定の絞り１が配置されている。

第４レンズ群Ｇ_４は、両面が共に非球面とされた正の屈折力を有する第６レンズＬ_６と、物体側の面に比して像側の面が強い曲率を持つ両凸レンズからなる第７レンズＬ_７と、像側の面に比して物体側の面が強い曲率を持つ両凹レンズからなる第８レンズＬ_８とから構成されており、第７レンズＬ_７と第８レンズＬ_８とは互いに接合されている。

第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズからなる第９レンズＬ_９と、物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる第１０レンズＬ_１０とが互いに接合されてなる１つの接合レンズから構成されている。また、第２の実施形態として説明した通り、この実施例４では、１つの第５レンズ群Ｇ_５からレンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）が構成されており、第２のピント調整は、図３の中段に示す中間点観察状態から、第５レンズ群Ｇ_５が光軸に沿って物体側に移動することにより、行なわれるようになっている（第１のピント調整中は移動しない）。

実施例４に係る内視鏡用対物レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表４の上段に示す。

また、表４の中段には、実施例４の最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における物体距離、倍率、および軸上面間隔Ｄの可変群間隔１〜４の値が示されている。これによれば、実施例４に係る内視鏡用対物レンズは、近点側拡大観察状態でのピント調整を行なう際の観察倍率の変化が小さく、ピント調整を容易に行なえることが明らかである。
さらに、表４の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８の値が示されている。

表５に、実施例１〜４における上記各条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。実施例１〜４は対応する各条件式（１）〜（５）を全て満足している。

図４〜７に、実施例１〜４の最遠点観察状態、中間点観察状態および最近点観察状態における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差）を示す。これらの収差図においてωは半画角を示す。図４〜７に示すように、各実施例１〜４によれば上述した各収差をすべて良好なものとすることができる。

なお、本発明の内視鏡用対物レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよび軸上面間隔Ｄを適宜変更することが可能である。

また、上記各実施例に係る内視鏡用対物レンズでは、レンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）を構成するレンズと、レンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）を構成するレンズとが、互いに重複していない構成とされているが、レンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）を構成するレンズの一部が、レンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）の一部または全部を構成したり、レンズ群Ｂ（Ｇ_Ｂ）を構成するレンズの一部が、レンズ群Ａ（Ｇ_Ａ）の一部または全部を構成したりすることも可能である。

また、各実施例に係る内視鏡用対物レンズに非球面、ＧＲＩＮレンズ、回折光学素子を付加、あるいは代替して、色収差や他の諸収差の補正を行うことも可能である。

本発明の実施例１に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図 本発明の実施例２に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図 本発明の実施例４に係る内視鏡用対物レンズの構成を示す図 本発明の実施例１に係る内視鏡用対物レンズの各収差図 本発明の実施例２に係る内視鏡用対物レンズの各収差図 本発明の実施例３に係る内視鏡用対物レンズの各収差図 本発明の実施例４に係る内視鏡用対物レンズの各収差図

符号の説明

Ｌ_１〜Ｌ_１０ レンズ
Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群
Ｒ_１〜Ｒ_２２ 曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_２１ 軸上面間隔
１ 絞り
２ 光路変換用プリズム
３ ＣＣＤカバーガラス

Claims (7)

1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を配してなり、
   前記第３レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ａを構成し、
   前記第５レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ｂを構成し、
   観察位置が最遠点から中間点までの第１のピント調整は、前記最遠点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ａを移動させることにより行ない、前記中間点から最近点までの第２のピント調整は、前記中間点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ｂを移動させることにより行なうように構成され、
   以下の条件式（１）および（２）を満足していることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
   1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ……（１）
   0.9 ＜ ｜ｆ_Ｎ／ｆ_Ｍ｜ ＜ 1.1 ……（２）
   ただし、
   ｆ_Ｍ ：中間点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
   ｆ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
   ｆ_Ｎ ：最近点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
2. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を配してなり、
   前記第２レンズ群および第３レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ａを構成し、
   前記第５レンズ群は光軸方向に移動可能なレンズ群Ｂを構成し、
   観察位置が最遠点から中間点までの第１のピント調整は、前記最遠点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ａを移動させることにより行ない、前記中間点から最近点までの第２のピント調整は、前記中間点を観察するときのレンズ配置状態から、前記レンズ群Ｂを移動させることにより行なうように構成され、
   以下の条件式（１）および（２）を満足していることを特徴とする内視鏡用対物レンズ。
   1.2 ＜ ｆ _Ｍ ／ｆ _Ｆ ……（１）
   0.9 ＜ ｜ｆ _Ｎ ／ｆ _Ｍ ｜ ＜ 1.1 ……（２）
   ただし、
   ｆ _Ｍ ：中間点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
   ｆ _Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
   ｆ _Ｎ ：最近点を観察するときのレンズ全体の焦点距離
3. 前記第２レンズ群および第３レンズ群それぞれの移動軌跡の形状が、互いに異なるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の内視鏡用対物レンズ。
4. 前記レンズ群Ａを構成するレンズと、前記レンズ群Ｂを構成するレンズとが、互いに重複していないことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
5. 前記レンズ群Ｂは、１つの接合レンズからなることを特徴とする請求項４記載の内視鏡用対物レンズ。
6. 最も物体側に、前記第１および第２のピント調整中固定のレンズ群Ｃが配置され、さらに以下の条件式（３）〜（５）を満足することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。
   1.2 ＜ ｆ_Ｍ／ｆ_Ｆ ＜ 2.5 ……（３）
   4.0 ＜ Ｄ_Ｆ／ｆ_Ｆ ＜ 15.0 ……（４）
   2.0 ＜ β_ＣＮ／β_ＣＦ ＜ 8.0 ……（５）
   ただし、
   Ｄ_Ｆ ：最遠点を観察するときのレンズ全長（最も物体側に配置されるレンズの物体側の面から、最も像側に配置されるレンズの像側の面までの幾何学的距離）
   β_ＣＮ：最近点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率
   β_ＣＦ：最遠点を観察するときのレンズ群Ｃの倍率
7. 前記第２のピント調整を自動化するオートフォーカス機構を備えていることを特徴とす
   る請求項１〜６のうちいずれか１項記載の内視鏡用対物レンズ。

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