JP5580956B1 - 内視鏡用光学系 - Google Patents

Abstract

広い画角を有しつつ、収差を適切に補正しながら小径化を図る。
物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群（Ｇ１）、明るさ絞り（Ｓ）、負の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ２）及び正の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）を有し、前記第２レンズ群が、光軸上に沿って移動することにより合焦を行い、前記第１レンズ群が、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ（Ｌ１）、正の屈折力を有する第２レンズ（Ｌ２）を有し、以下の条件式を満足する内視鏡用光学系を提供する。
−５．０＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．２ …（１）
０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２ …（２）
ただし、Ｈ（７６）は通常観察時における入射画角７６度の主光線が第１レンズの像側の面を通過する高さであり、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率、ｒ１及びｒ２は夫々第１レンズの物体側面及び像側面の曲率半径である。

Description

本発明は、合焦機能を有する光学系に関し、特に内視鏡に適用される内視鏡用光学系に関するものである。

近年、術者の使い勝手の向上及び診断学上の精度の向上のため、医療用内視鏡に適用される光学系として、合焦点を行うことにより、至近距離の拡大観察から遠方距離観察に至るまで幅広い範囲で観察を行うものが種々提案されている。
このような内視鏡用光学系の例として、特許文献１乃至特許文献４には、何れも正負正３群構成で、第２群が光軸上に沿って移動することで合焦を行うものが開示されている。

特開２０１０−３２６８０号公報 特開平５−１００１６６号公報 特開２００７−２３３０３６号公報 特開２０１２−３２５７６号公報

しかしながら、特許文献１乃至特許文献４に開示されている光学系は、何れも画角が最大でも１３５度程度と小さいため、例えば、下部内視鏡に適応する際の大腸ヒダ裏観察など広画角が必要な部位には適さない。一方、画角を広げるためには、負の第１レンズ群の曲率を小さくし負の屈折力を大きくする、または負の第２レンズを配置する必要があるが、負の屈折力大きくしてしまうと特に軸外の収差が発生してしまう、負の第２レンズを配置するとレンズ径が大きくなってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、広い画角を有しつつ、収差を適切に補正しながら小径化を図ることのできる内視鏡用光学系を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、明るさ絞り、負の屈折力を有する第２レンズ群及び正の屈折力を有する第３レンズ群からなり、前記第２レンズ群が、光軸上に沿って移動することにより合焦を行い、前記第１レンズ群が、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズを有し、以下の条件式を満足する内視鏡用光学系。
−５．０＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．２ …（１）
０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２ …（２）
ただし、Ｈ（７６）は通常観察時における入射画角７６度の主光線が第１レンズの像側の面を通過する高さであり、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率、ｒ１及びｒ２は夫々第１レンズの物体側面及び像側面の曲率半径である。

上記態様によれば、正の屈折力を有する（以下、単に「正の」という）第１レンズ群、明るさ絞り、負の屈折力を有する（以下、単に「負の」という）第２レンズ群、正の第３レンズ群を備えることで、合焦可能でありながら、広い画角を有しつつ、収差を適切に補正しながら小径化を図ることができる。また、内視鏡用光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能であり、全長を短縮させることができると共に製造コストを削減することができる。

上記した発明において、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．５＜Ｄ＿Ｌ０２／ｉｈ＜５．０ …（３）
ただし、Ｄ＿Ｌ０２は第２レンズの光軸上の厚みであり、ｉｈは最大像高である。

このようにすることで、第２レンズの厚みを適切に保ち、非点収差等の軸外の収差を良好に補正しながら内視鏡用光学系の全長を適切な長さとすることができる。

上記した発明において、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．６５＜ｎｄ０１＜２．４ …（４）
ただし、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率である。

このようにすることで、第１レンズの屈折率を適正に保つことができるので、第１レンズ及び第２レンズの物体側の曲率を極端に強くせずに、適切な負の屈折力を得ることができる。

上記した態様において、前記第２レンズ群が、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの接合レンズのみから構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
１０＜ν４１−ν４２＜４５ …（５）
ただし、ν４１及びν４２は、夫々第２レンズ群の屈折率を有するレンズ及びの屈折率を有するレンズのアッベ数である。

このようにすることで、第２レンズ群のアッベ数を適切な値とすることができ、合焦の際に第２レンズを駆動させても極端な色収差を生じさせることがない。

上記した態様において、前記第２レンズ群が、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．２＜ＬＤ２／ｉｈ＜３．０ …（６）
ただし、ＬＤ２は合焦の際の最大駆動量である。

このようにすることで、第２レンズ群の最大駆動量を適切に保つことができるので、通常観察から拡大観察まで、スムーズに観察状態を変化させることができる。

上記した態様において、以下の条件式を満足することが好ましい。
−０．０５＜ＰＷ＿Ｇ２／ｉｈ＜−１ …（７）
ただし、ＦＬ＿Ｇ２は第２レンズの焦点距離である。

このようにすることで、第２レンズ群の屈折力を適切な値とすることができるので、通常観察から拡大観察まで、スムーズに観察状態を変化させることができる。

上記した態様において、以下の条件式を満足することが好ましい。
−２．０＜ＰＷ＿Ｌ０１／ｉｈ＜−０．１ …（８）
ただし、ＰＷ＿Ｌ０１は、第１レンズの屈折力である。

このようにすることで、第１レンズの屈折力を適切な値とすることができるので、広画角としながらも第１レンズ径が肥大化することがない。

上記した態様において、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズから構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
１０＜ν３１−ν３２＜５０ …（９）
ただし、ν３１及びν３２は、第１レンズ群の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数である。

このようにすることで、第１レンズ群の正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとして適切なアッベ数とすることができるので、軸上及び軸外の色収差を良好に補正することができる。

上記した態様において、前記第３レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズから構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
２５＜ν６１−ν６２＜７０ …（１０）
ただし、ν６１、ν６２は、第３レンズ群の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数を表す。

このようにすることで、第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとして適切なアッベ数とすることができるので、軸上及び軸外の色収差を良好に補正することができる。

上記した態様において、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．０＜ＰＷ＿Ｇ１／ＰＷ＿Ｇ３＜２．０ …（１１）
ただし、ＰＷ＿Ｇ１は第１レンズ群の屈折力であり、ＰＷ＿Ｇ３は第３レンズ群の屈折力である。

このようにすることで、第１レンズ群と第３レンズ群とで適切に正の屈折力を分担することができるので、各レンズ群における収差の補正が容易となり、また、製造誤差への感度も適切に分担することができる。

上記した態様において、以下の条件式を満足することが好ましい。
５．０＜Ｌ＿ａｌｌ／ｉｈ＜２０．０ …（１２）
ただし、Ｌ＿ａｌｌは光学系の全長である。

このようにすることで、内視鏡用光学系の全長を適切な長さとすることができるので、内視鏡の硬質長が大きくなりすぎず、検査時に被験者の負担を軽減することができる。

上記した態様において、構成する各レンズが、すべて球面レンズであることが好ましい。

このようにすることで、コストを低減させつつ、製造誤差が生じた場合でも安定した光学性能を維持することができる。

本発明によれば、広い画角を有しつつ、収差を適切に補正しながら小径化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る内視鏡用光学系の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施例１に係る内視鏡用光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示す。 図２（Ａ）の内視鏡用光学系の通常観察状態における収差曲線図である。 図２（Ｂ）の内視鏡用光学系の拡大観察状態における収差曲線図である。 本発明の実施例２に係る内視鏡用光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示す。 図５（Ａ）の内視鏡用光学系の通常観察状態における収差曲線図である。 図５（Ｂ）の内視鏡用光学系の拡大観察状態における収差曲線図である。 本発明の実施例３に係る内視鏡用光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示す。 図８（Ａ）の内視鏡用光学系の通常観察状態における収差曲線図である。 図８（Ｂ）の内視鏡用光学系の拡大観察状態における収差曲線図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る内視鏡用光学系について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内視鏡用光学系の全体構成を示す断面図を示している。図１に示すように、内視鏡用光学系は、物体側から像側へ順に、正の第１レンズ群Ｇ１、明るさ絞りＳ、負の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３を備えている。

正の第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、負の第１レンズＬ１、平行平板Ｆ１、正の第２レンズＬ２、正の第３レンズＬ３、及び負の第４レンズＬ４を有している。このうち正の第３レンズＬ３と負の第４のレンズＬ４とは接合された接合レンズＣＬ１となっている。

負の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負の第５レンズＬ５と正の第６レンズＬ６とが接合された接合レンズＣＬ２を有している。
正の第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の第７レンズＬ７、正の第８レンズＬ８、負の第９レンズＬ９及び平行平板Ｆ２を有している。このうち、正の第８レンズＬ８と負の第９レンズＬ９とは、接合されて接合レンズＣＬ３となっている。

そして、内視鏡用光学系の像面近傍には図示しない撮像素子が配置され、内視鏡用光学系と撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するための平行平板Ｆ３及びカバーガラスＣＧが貼りつけられている。

ここで、内視鏡用光学系は、以下の条件式（１）及び（２）を満足するように構成されている。
−５．０＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．２ …（１）
０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２ …（２）
ただし、Ｈ（７６）は通常観察時における入射画角７６度の主光線が第１レンズＬ１の像側の面を通過する高さであり、ｎｄ０１は第１レンズＬ１のｄ線に対する屈折率、ｒ１及びｒ２は夫々第１レンズＬ１の物体側面及び像側面の曲率半径である。

条件式（１）は、第１レンズＬ１面に入射する入射角７６度となる主光線が第１レンズＬ１面に入射する高さおよび屈折率、曲率に関する条件式である。条件式（１）はＡｂｂｅの不変量の一部であり、第１レンズ面での屈折前後の光線の角度変化分、すなわち屈折量を規定する数式である。条件式（１）の上限を超えると、屈折量が大きすぎるため軸外の収差を発生しやすくなるため好ましくない。条件式（１）の下限を下回ると、屈折量が小さすぎるためレンズ径が肥大化してしまうため好ましくない。

条件式（２）はは前記負レンズ群の第１レンズＬ１のｓｈａｐｅ ｆａｃｔｏｒに関する条件式である。条件式（２）の範囲内にあれば、広画角を有しながらも必要な負の屈折力をえることができる。条件式（２）の下限を下回ると、負の第１レンズＬ１の屈折力が低下してしまうため好ましくない。条件式（２）の上限を超えてしまうとレンズの生産性が著しく低下するため好ましくない。

正の第１レンズ群Ｇ１、明るさ絞りＳ、負の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３を有する構成にすることで、広画角かつ合焦可能ながらも構成する各群のレンズ枚数を削減することが可能となり、全長の短縮やコストの削減につながる。

内視鏡用光学系は、上記条件式（１）及び条件式（２）に代えて、下記の条件式（１）‘及び（２）‘又は条件式（１）“及び条件式（２）“を満足すると更に好ましい。
−１．０＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．５ …（１）‘
０．７＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．１ …（２）‘

−０．８５＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．６０ …（１）“
０．９７＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．０３ …（２）“

また、内視鏡光学系１は、以下の条件式（３）〜（１２）を満たすように構成されることが更に好ましい。

０．５＜Ｄ＿Ｌ０２／ｉｈ＜５．０ …（３）
ただし、Ｄ＿Ｌ０２は第２レンズＬ２の光軸上の厚みであり、ｉｈは最大像高である。

条件式（３）は正の第２レンズＬ２の光軸上の厚みに関する条件式である。条件式（３）の厚みが適切であれば、非点収差など軸外の収差を良好に補正しながらも、適切な全長に抑えることが可能となる。条件式（３）の上限を超えてしまうと、全長が長くなりすぎてしまい好ましくない。条件式（３）の下限を下回ると、非点収差など軸外の収差が発生しやすくなるため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（３）に代えて、下記の条件式（３）‘又は条件式（３）“を満足すると更に好ましい。
０．９＜Ｄ＿Ｌ０２／ｉｈ＜３．０ …（３）‘
１．４＜Ｄ＿Ｌ０２／ｉｈ＜１．７ …（３）“

１．６５＜ｎｄ０１＜２．４ …（４）
ただし、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率である。

条件式（４）は負の第１レンズの屈折率に関する条件式であり、条件式（４）の範囲内にあれば適度な屈折率であるために負の第１レンズＬ１の曲率が極端に強くならなくても、適切な負の屈折力を得ることができる。条件式（４）の下限を下回ると、負の第１レンズＬ１に極端に強い曲率をつけなければならず、軸外の収差を発生させやすくなるため好ましくない。条件式（４）の上限を超えてしまうとレンズ自体の入手が著しく困難になり、また大きなコストがかかるために好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（４）に代えて、下記の条件式（４）‘又は条件式（４）“を満足すると更に好ましい。
１．７５＜ｎｄ０１＜２．０ …（４）‘
１．８５＜ｎｄ０１＜１．９ …（４）“

１０＜ν４１−ν４２＜４５ …（５）
ただし、ν４１及びν４２は、夫々第２レンズ群の屈折率を有するレンズ及びの屈折率を有するレンズのアッベ数である。

条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズＣＬ２に関する条件式であり、条件式（５）の範囲内にあれば適切なアッベ数差であるために、合焦の際に第２レンズ群Ｇ２を駆動させても極端に色収差を発生させることはない。条件式（５）の上限または下限を超えてしまうと、合焦の際に第２レンズ群Ｇ２を駆動すると色収差が発生しやすくなるため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（５）に代えて、下記の条件式（５）‘又は条件式（５）“を満足すると更に好ましい。
１５＜ν４１−ν４２＜３５ …（５）‘
２０＜ν４１−ν４２＜２５ …（５）“

０．２＜ＬＤ２／ｉｈ＜３．０ …（６）
ただし、ＬＤ２は合焦の際の最大駆動量である。

条件式（６）は第２レンズ群Ｇ２の最大駆動量に関する条件式である。条件式（６）の範囲内にあれば適切な駆動量であるため、通常観察から拡大観察までスムーズに観察状態を変化することが可能である。条件式（６）の下限を下回ると、少しのレンズ駆動で観察状態が大きく変化してしまうため好ましくない。条件式（６）の上限を超えてしまうと全長が長くなりすぎてしまうため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（６）に代えて、下記の条件式（６）‘又は条件式（６）“を満足すると更に好ましい。
０．５＜ＬＤ２／ｉｈ＜２．０ …（６）‘
１．０＜ＬＤ２／ｉｈ＜１．４ …（６）“

−０．０５＜ＰＷ＿Ｇ２／ｉｈ＜−１ …（７）
ただし、ＦＬ＿Ｇ２は第２レンズの焦点距離である。

条件式（７）は、第２レンズ群の屈折力に関する条件式である。条件式（７）の範囲内にあれば第２レンズ群の適切な屈折力配置であるため、通常観察から拡大観察までスムーズに観察状態を変化することが可能である。条件式（７）の下限を下回ると、屈折力が大きくなりすぎてしまい、少しのレンズ駆動で観察状態が大きく変化してしまうため好ましくない。条件式（７）の上限を超えてしまうと屈折力が小さすぎるためレンズ駆動量が長くなり、全長が長くなりすぎてしまうため好ましくない。

内視鏡用光学系１は、上記条件式（７）に代えて、下記の条件式（７）‘又は条件式（７）“を満足すると更に好ましい。
−０．１１＜ＰＷ＿Ｇ２／ｉｈ＜−０．３０ …（７）‘
−０．１８＜ＰＷ＿Ｇ２／ｉｈ＜−０．２３ …（７）“

−２．０＜ＰＷ＿Ｌ０１／ｉｈ＜−０．１ …（８）
ただし、ＰＷ＿Ｌ０１は、第１レンズＬ１の屈折力である。

条件式（８）は第１レンズの屈折力に関する条件式である。条件式（８）の範囲内にあれば、適切なレンズ屈折力であるため１５０度以上の画角を有する光学系においても第１レンズＬ１径が肥大化することなく、内視鏡に適応可能である。条件式（８）の上限を超えてしまうと、第１レンズＬ１の屈折力が弱くなりすぎ、第１レンズＬ１径が肥大化してしまうため好ましくない。（条件式８）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の屈折力が強すぎるため、製造誤差に弱い内視鏡用光学系になり、画質が低下しやすくなるため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（８）に代えて、下記の条件式（８）‘又は条件式（８）“を満足すると更に好ましい。
−１．０＜ＰＷ＿Ｌ０１／ｉｈ＜−０．３ …（８）‘
−０．７＜ＰＷ＿Ｌ０１／ｉｈ＜−０．６ …（８）“

１０＜ν３１−ν３２＜５０ …（９）
ただし、ν３１及びν３２は、第１レンズ群の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数である。

条件式（９）は第１レンズ群Ｇ１の接合レンズＣＬ１に対する条件式であり、条件式（９）の範囲内であれば接合レンズとして適切なアッベ数差であるため、軸上および軸外の色収差を良好に補正することが可能である。条件式（９）の上限または下限を超えてしまうとアッベ数差が適切でないため、軸上および軸外の色収差の補正が難しくなるため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（９）に代えて、下記の条件式（９）‘又は条件式（９）“を満足すると更に好ましい。
１５＜ν３１−ν３２＜４０ …（９）‘
２０＜ν３１−ν３２＜３５ …（９）“

２５＜ν６１−ν６２＜７０ …（１０）
ただし、ν６１、ν６２は、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＣＬ３を構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数を表す。

条件式（１０）は第３レンズ群Ｇ３の接合レンズに対する条件式であり、条件式（１０）の範囲内であれば接合レンズとして適切なアッベ数差であるため、軸上および軸外の色収差を良好に補正することが可能である。条件式（１０）の上限または下限を超えてしまうとアッベ数差が適切でないため、軸上および軸外の色収差の補正が難しくなるため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（１０）に代えて、下記の条件式（１０）‘又は条件式（１０）“を満足すると更に好ましい。
３０＜ν６１−ν６２＜６０ …（１０）‘
３５＜ν６１−ν６２＜５０ …（１０）“

１．０＜ＰＷ＿Ｇ１／ＰＷ＿Ｇ３＜２．０ …（１１）
ただし、ＰＷ＿Ｇ１は第１レンズ群の屈折力であり、ＰＷ＿Ｇ３は第３レンズ群の屈折力である。

条件式（１１）は第１レンズ群と第３レンズ群Ｇ３の焦点距離の比を表したものである。条件式（１１）の範囲内にあれば、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３で適切に正の屈折力を分担できているため、各群での収差の補正が容易になるため好ましい。また製造誤差への感度も適切に分担できるため好ましい。条件式（１１）の上限または下限を超えてしまうと何れかのレンズ群に屈折力が大きくつきすぎてしまうため、収差の補正が難しくなり、製造誤差への感度が大きくなりすぎてしまうため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（１１）に代えて、下記の条件式（１１）‘又は条件式（１１）“を満足すると更に好ましい。
１．３＜ＰＷ＿Ｇ１／ＰＷ＿Ｇ３＜１．８ …（１１）‘
１．５＜ＰＷ＿Ｇ１／ＰＷ＿Ｇ３＜１．６ …（１１）“

５．０＜Ｌ＿ａｌｌ／ｉｈ＜２０．０ …（１２）
ただし、Ｌ＿ａｌｌは内視鏡用光学系の全長である。

条件式（１２）は内視鏡用光学系の全長に対する条件式である。条件式（１２）の範囲内にあれば、適切な全長であるために、内視鏡の硬質長が大きくなりすぎず、検査の際、被験者に負担をかけることがない。条件式（１２）の上限を超えてしまうと、硬質長が長くなりすぎ、被験者の負担が大きくなり好ましくない。条件式（１２）の下限を下回ると、全長が短くなりすぎてしまい、各群の屈折力と著しく強くする必要があるため、製造誤差に非常に弱い光学系になってしまうため好ましくない。

内視鏡用光学系は、上記条件式（１２）に代えて、下記の条件式（１２）‘又は条件式（１２）“を満足すると更に好ましい。
８．０＜Ｌ＿ａｌｌ／ｉｈ＜１５．０ …（１２）‘
１１．０＜Ｌ＿ａｌｌ／ｉｈ＜１２．５ …（１２）“

内視鏡用光学系を構成する各レンズが、すべて球面レンズであることが好ましい。
これは、内視鏡に適応するレンズは径が非常に小さいため、非球面レンズや回折光学素子などを用いる場合、製造難易度が非常に高い、コストが高くなる、製造誤差が非常に小さくなくては光学性能が劣化してしまうなどの課題がある。従って、低コスト、製造誤差が発生しても安定した光学性能を有するためにはすべてのレンズを球面レンズとすることが好ましい。

このように、本実施形態によれば、合焦可能でありながら、広い画角を有しつつ、収差を適切に補正しながら小径化を図ることができる。また、内視鏡用光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能であり、全長を短縮させることができると共に製造コストを削減することができる。

続いて、上述した実施形態に係る内視鏡用光学系の実施例１〜実施例３について、図２〜図１０を参照して説明する。各実施例に記載のレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（単位ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している。

（実施例１）
本発明の実施例１に係る内視鏡用光学系の構成を図２に示す。なお、図２において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示している。また、本実施例に係る内視鏡用光学系の通常観察状態の収差曲線図を図３に、拡大観察状態の収差曲線図を図４に示す。
本発明の実施例１に係る内視鏡用光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
１ ∞ ０．３５ １．８８３００ ４０．７６
２ １．１３２ ０．８０
３ ∞ ０．４０ １．５２１００ ６５．１２
４ ∞ ０．２５
５ −３．３９８ １．７０ １．５８１４４ ４０．７５
６ −２．２８０ ０．３０
７ ６．５４３ ０．８０ １．５１７４２ ５２．４３
８ −１．３２２ ０．３０ １．９２２８６ １８．９０
９ −２．０４９ ０．０５
１０（Ｓ） 絞り ０．０３
１１ ∞ Ｄ１１
１２ ∞ ０．０３
１３ ∞ ０．３０ １．７７２５０ ４９．６０
１４ １．３５４ ０．５５ １．７２８２５ ２８．４６
１５ ３．５２１ ０．１８
１６ ∞ Ｄ１６
１７ ４．４８０ １．１５ １．８１６００ ４６．６２
１８ −５．７７２ ０．０５
１９ ４．７０３ １．５３ １．６１８００ ６３．３３
２０ −２．３２０ ０．３５ １．９２２８６ １８．９０
２１ １０．７２１ ０．１５
２２ ∞ ０．４０ １．５２３００ ５８．５９
２３ ∞ ０．８０
２４ ∞ ０．７５ １．５１６３３ ６４．１４
２５ ∞ ０．０１ １．５１３００ ６４．０１
２６ ∞ ０．６５ １．５０５１０ ６３．２６
２７ ∞

各種データ 通常観察 拡大観察
焦点距離 １．１４ １．４０
ＦＮＯ． ６．１５ ７．５４
画角２ω １６０．２９ ９０．２０

Ｄ１１ ０．２８ １．６８ １．６８
Ｄ１６ １．６４ ０．２４ ０．２４

全長 １３．０９ ｍｍ

各群焦点距離
第１レンズ群 第２レンズ群 第３レンズ群
１．９３ −４．１４ ３．０８

（実施例２）
本発明の実施例２に係る内視鏡用光学系の構成を図５に示す。なお、図５において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示している。また、本実施例に係る内視鏡用光学系の通常観察状態の収差曲線図を図６に、拡大観察状態の収差曲線図を図７に示す。
本発明の実施例２に係る内視鏡用光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
１ ∞ ０．３５ １．８８３００ ４０．７６
２ １．１４３ ０．８０
３ ∞ ０．４０ １．５２１００ ６５．１２
４ ∞ ０．２０
５ −３．１６８ １．７０ １．５８１４４ ４０．７５
６ −２．２７５ ０．３０
７ ５．６１２ ０．８０ １．５１７４２ ５２．４３
８ −１．３４７ ０．３０ １．９２２８６ １８．９０
９ −２．０８８ ０．１０
１０（Ｓ） 絞り ０．０３
１１ ∞ ０．２６
１２ ∞ ０．３０ １．７７２５０ ４９．６０
１３ １．３５５ ０．５５ １．７２８２５ ２８．４６
１４ ３．４２９ ０．１０
１５ ∞ １．７０
１６ ４．３８８ １．２０ １．８１６００ ４６．６２
１７ −５．８８８ ０．０１
１８ ４．４４１ １．５３ １．６０３００ ６５．４４
１９ −２．３２０ ０．３０ １．９２２８６ １８．９０
２０ １１．９６４ ０．１３
２１ ∞ ０．４０ １．５２３００ ５８．５９
２２ ∞ ０．８０
２３ ∞ ０．７５ １．５１６３３ ６４．１４
２４ ∞ ０．０１ １．５１３００ ６４．０１
２５ ∞ ０．６５ １．５０５１０ ６３．２６
２６ ∞

各種データ 通常観察 拡大観察
焦点距離 １．１４ １．４０
ＦＮＯ． ６．０９ ７．４９
画角２ω １５９．８５ ９０．００

全長１２．９６ｍｍ

各群焦点距離
第１レンズ群 第２レンズ群 第３レンズ群
１．９２ −４．０５ ３．０３

（実施例３）
本発明の実施例３に係る内視鏡用光学系の構成を図８に示す。なお、図８において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は拡大観察状態を示している。また、本実施例に係る内視鏡用光学系の通常観察状態の収差曲線図を図９に、拡大観察状態の収差曲線図を図１０に示す。
本発明の実施例３に係る内視鏡用光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
１ ∞ ０．３５ １．８８３００ ４０．７６
２ １．１４４ ０．５８
３ ∞ ０．４０ １．５２１００ ６５．１２
４ ∞ ０．１５
５ −３．０９０ １．９０ １．５８１４４ ４０．７５
６ −２．５９８ ０．１０
７ １２．２１７ ０．７０ １．５８１４４ ４０．７５
８ −１．０７３ ０．３０ １．９２２８６ １８．９０
９ −１．７８６ ０．１０
１０（Ｓ） 絞り ０．２０
１１ ∞ Ｄ１１
１２ ∞ ０．３０ １．７７２５０ ４９．６０
１３ １．３９８ ０．６５ １．７２８２５ ２８．４６
１４ ３．８４５ Ｄ１４
１５ ∞ ０．３５
１６ ７．３０３ １．００ １．８３４８１ ４２．７１
１７ −４．３００ ０．０５
１８ ４．９５０ １．４５ １．６９６８０ ５５．５３
１９ −２．４００ ０．３０ １．９２２８６ １８．９０
２０ ８．７３９ ０．３３
２１ ∞ ０．４０ １．５２３００ ５８．５９
２２ ∞ ０．８０
２３ ∞ ０．７５ １．５１６３３ ６４．１４
２４ ∞ ０．０１ １．５１３００ ６４．０１
２５ ∞ ０．６５ １．５０５１０ ６３．２６
２６ ∞

各種データ 通常観察 拡大観察
焦点距離 １．１１ １．４０
ＦＮＯ． ５．９２ ７．４８
画角２ω １５９．８５ ９０．００

Ｄ１１ ０．０１ １．６１
Ｄ１４ １．６８ ０．０８

全長１２．８０ｍｍ

各群焦点距離
第１レンズ群 第２レンズ群 第３レンズ群
２．０４ −４．４８ ３．１２

なお、上記した実施例１〜実施例３の構成における上記条件式（１）〜（１２）の数値を表１に示す。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
Ｌ９ 第９レンズ
ＣＬ１ 接合レンズ
ＣＬ２ 接合レンズ
ＣＬ３ 接合レンズ
Ｓ 明るさ絞り
Ｆ１ 平行平板
Ｆ２ 平行平板
Ｆ３ 平行平板
ＣＧ カバーガラス

Claims (11)

1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、明るさ絞り、負の屈折力を有する第２レンズ群及び正の屈折力を有する第３レンズ群からなり、
   前記第２レンズ群が、光軸上に沿って移動することにより合焦を行い、
   前記第１レンズ群が、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズを有し、以下の条件式を満足する内視鏡用光学系。
   −５．０＜Ｈ（７６）＊（１−ｎｄ０１）／ｒ２＜−０．２ …（１）
   ０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２ …（２）
   ただし、Ｈ（７６）は通常観察時における入射画角７６度の主光線が第１レンズの像側の面を通過する高さであり、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率、ｒ１及びｒ２は夫々第１レンズの物体側面及び像側面の曲率半径である。
2. 以下の条件式を満足する請求項１記載の内視鏡用光学系。
   ０．５＜Ｄ＿Ｌ０２／ｉｈ＜５．０ …（３）
   ただし、Ｄ＿Ｌ０２は第２レンズの光軸上の厚みであり、ｉｈは最大像高である。
3. 以下の条件式を満足する請求項１に記載の内視鏡用光学系。
   １．６５＜ｎｄ０１＜２．４ …（４）
   ただし、ｎｄ０１は第１レンズのｄ線に対する屈折率である。
4. 前記第２レンズ群が、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの接合レンズのみから構成され、
   以下の条件式を満足する請求項１に記載の内視鏡用光学系。
   １０＜ν４１−ν４２＜４５ …（５）
   ただし、ν４１及びν４２は、夫々第２レンズ群の屈折率を有するレンズ及びの屈折率を有するレンズのアッベ数である。
5. 前記第２レンズ群が、以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
   ０．２＜ＬＤ２／ｉｈ＜３．０ …（６）
   ただし、ＬＤ２は合焦の際の最大駆動量である。
6. 以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
   −０．０５＜ＰＷ＿Ｇ２／ｉｈ＜−１ …（７）
   ただし、ＦＬ＿Ｇ２は第２レンズの焦点距離である。
7. 以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
   −２．０＜ＰＷ＿Ｌ０１／ｉｈ＜−０．１ …（８）
   ただし、ＰＷ＿Ｌ０１は、第１レンズの屈折力である。
8. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズから構成され、以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
   １０＜ν３１−ν３２＜５０ …（９）
   ただし、ν３１及びν３２は、第１レンズ群の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数である。
9. 前記第３レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズから構成され、以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
   ２５＜ν６１−ν６２＜７０ …（１０）
   ただし、ν６１、ν６２は、第３レンズ群の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズのアッベ数を表す。
10. 以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
    １．０＜ＰＷ＿Ｇ１／ＰＷ＿Ｇ３＜２．０ …（１１）
    ただし、ＰＷ＿Ｇ１は第１レンズ群の屈折力であり、ＰＷ＿Ｇ３は第３レンズ群の屈折力である。
11. 以下の条件式を満足する請求項４記載の内視鏡用光学系。
    ５．０＜Ｌ＿ａｌｌ／ｉｈ＜２０．０ …（１２）
    ただし、Ｌ＿ａｌｌは内視鏡用光学系の全長である。

Images