特許 7113783 内視鏡用対物光学系および内視鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-28

(45)【発行日】2022-08-05

(54)【発明の名称】内視鏡用対物光学系および内視鏡

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/04 20060101AFI20220729BHJP

   G02B 23/26 20060101ALI20220729BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20220729BHJP

【ＦＩ】

G02B13/04 D

G02B23/26 C

A61B1/00 731

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2019084142

(22)【出願日】2019-04-25

(65)【公開番号】P2020181092

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2021-07-09

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 和紀

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００３２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７０８９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０６１３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１７９３７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１９０１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０６－１０７０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７０９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１０９３５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
前記前群の最も物体側のレンズは、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズであり、
前記前群の物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズであり、
前記後群は、正レンズと負レンズとが物体側から順に接合された接合レンズを備え、
全系の焦点距離をｆ、
前記前群の焦点距離をｆＦ、
最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬ、
前記後群の焦点距離をｆＲとした場合、
－２＜ｆ／ｆＦ＜－１．３ （１）
３＜Ｌ／ｆ＜５ （２）
０．８＜ｆ／ｆＲ＜１．４ （６－１）
で表される条件式（１）、（２）、および（６－１）を満足する内視鏡用対物光学系。

【請求項2】

前記第１レンズの焦点距離をｆ１とした場合、
－０．８５＜ｆ／ｆ１＜－０．３ （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項3】

前記接合レンズは２枚のレンズからなり、
前記接合レンズを構成する前記正レンズのｄ線基準のアッベ数をνｐ、
前記接合レンズを構成する前記負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｎとした場合、
８＜νｐ－νｎ＜２８ （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１または２に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項4】

前記第２レンズの焦点距離をｆ２とした場合、
－１．２＜ｆ／ｆ２＜－０．４ （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項5】

前記接合レンズの焦点距離をｆｃとした場合、
０．０５＜ｆ／ｆｃ＜０．５ （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項6】

前記接合レンズは前記後群の最も像側に配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項7】

前記第２レンズは、平凹レンズまたは両凹レンズである請求項１から６のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項8】

前記後群の最も物体側のレンズは正レンズである請求項１から７のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項9】

前記前群は最も物体側に平行平面板を備える請求項１から８のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項10】

前記内視鏡用対物光学系が備えるレンズの枚数は５枚である請求項１から９のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項11】

前記前群が備えるレンズの枚数は２枚であり、前記後群が備えるレンズの枚数は３枚である請求項１から１０のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項12】

－１．８＜ｆ／ｆＦ＜－１．３ （１ａ）
で表される条件式（１ａ）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項13】

３．２＜Ｌ／ｆ＜４．８ （２－１）
で表される条件式（２－１）を満足する請求項１に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項14】

－０．８＜ｆ／ｆ１＜－０．３５ （３－１）
で表される条件式（３－１）を満足する請求項２に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項15】

１０＜νｐ－νｎ＜２６ （４－１）
で表される条件式（４－１）を満足する請求項３に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項16】

－１．１＜ｆ／ｆ２＜－０．５ （５－１）
で表される条件式（５－１）を満足する請求項４に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項17】

０．０７＜ｆ／ｆｃ＜０．４５ （７－１）
で表される条件式（７－１）を満足する請求項５に記載の内視鏡用対物光学系。

【請求項18】

請求項１から１７のいずれか１項に記載の内視鏡用対物光学系を備えた内視鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内視鏡用対物光学系、および内視鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内視鏡用対物光学系として種々のレンズ系が提案されている。下記特許文献１には、物体側から順に、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からなる内視鏡対物光学系が記載されている。下記特許文献２には、物体側から順に、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を備えた内視鏡対物レンズが記載されている。下記特許文献３には、物体側から順に、屈折力が負正の並びとなる２つのレンズを有する第一群と、絞りと、正の屈折力を持つ第二群とで構成されて、分光内視鏡を想定した対物光学系が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／０６１３８５号

【文献】特許第５５３７７５０号公報

【文献】特許第４６７５３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

内視鏡用対物光学系は、広範囲を観察可能なように広い画角を有し、かつ、病変部等を精確に特定可能なように諸収差が補正されて良好な光学性能を有することが求められる。その一方で、患者の負担を軽減するために、内視鏡用対物光学系は小型に構成されていることが要望される。

【0005】

しかしながら、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に記載のレンズ系は、全長が十分短いとは言えない。

【0006】

本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、広い画角を有し、小型に構成され、良好な光学性能を保持する内視鏡用対物光学系、およびこの内視鏡用対物光学系を備えた内視鏡を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る内視鏡用対物光学系は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、前群の最も物体側のレンズは、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズであり、前群の物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズであり、後群は、正レンズと負レンズとが物体側から順に接合された接合レンズを備え、全系の焦点距離をｆ、前群の焦点距離をｆＦ、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬとした場合、下記条件式（１）および（２）を満足する。
－２＜ｆ／ｆＦ＜－１．３ （１）
３＜Ｌ／ｆ＜５ （２）

【0008】

上記態様の内視鏡用対物光学系は、下記条件式（１－１）および（２－１）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
－１．８＜ｆ／ｆＦ＜－１．１ （１－１）
３．２＜Ｌ／ｆ＜４．８ （２－１）

【0009】

上記態様の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３－１）を満足することがより好ましい。
－０．８５＜ｆ／ｆ１＜－０．３ （３）
－０．８＜ｆ／ｆ１＜－０．３５ （３－１）

【0010】

上記態様の内視鏡用対物光学系において、後群の上記接合レンズは２枚のレンズからなり、上記接合レンズを構成する正レンズのｄ線基準のアッベ数をνｐ、上記接合レンズを構成する負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｎとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
８＜νｐ－νｎ＜２８ （４）
１０＜νｐ－νｎ＜２６ （４－１）

【0011】

上記態様の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、第２レンズの焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。
－１．２＜ｆ／ｆ２＜－０．４ （５）
－１．１＜ｆ／ｆ２＜－０．５ （５－１）

【0012】

上記態様の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、後群の焦点距離をｆＲとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
０．７＜ｆ／ｆＲ＜１．５ （６）
０．８＜ｆ／ｆＲ＜１．４ （６－１）

【0013】

上記態様の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、後群の上記接合レンズの焦点距離をｆｃとした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７－１）を満足することがより好ましい。
０．０５＜ｆ／ｆｃ＜０．５ （７）
０．０７＜ｆ／ｆｃ＜０．４５ （７－１）

【0014】

上記態様の内視鏡用対物光学系において、後群の上記接合レンズは後群の最も像側に配置されていることが好ましい。

【0015】

上記態様の内視鏡用対物光学系において、第２レンズは、平凹レンズまたは両凹レンズであることが好ましい。

【0016】

上記態様の内視鏡用対物光学系において、後群の最も物体側のレンズは正レンズであることが好ましい。

【0017】

上記態様の内視鏡用対物光学系において、前群は最も物体側に平行平面板を備えるように構成してもよい。

【0018】

上記態様の内視鏡用対物光学系が備えるレンズの枚数は５枚であるように構成してもよい。また、前群が備えるレンズの枚数は２枚であり、後群が備えるレンズの枚数は３枚であるように構成してもよい。

【0019】

本開示の別の態様に係る内視鏡は、本開示の上記態様の内視鏡用対物光学系を備えている。

【0020】

なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、および撮像素子等が含まれていてもよいことを意図する。

【0021】

なお、本明細書の「正の屈折力を有する～群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」および「正レンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」および「負レンズ」は同義である。

【0022】

なお、上述したレンズの枚数は、構成要素となるレンズの枚数である。例えば、材質の異なる複数の単レンズを接合して構成された接合レンズにおけるレンズの枚数は、この接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すことにする。「単レンズ」は、接合されていない１枚のレンズを意味する。ただし、複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、および面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。

【0023】

本明細書において、「全系」は「内視鏡用対物光学系」であり、条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、ｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、および「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）である。

【発明の効果】

【0024】

本開示によれば、広い画角を有し、小型に構成され、良好な光学性能を保持する内視鏡用対物光学系、およびこの内視鏡用対物光学系を備えた内視鏡を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本開示の実施例１の内視鏡用対物光学系に対応し、本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図である。

【図2】本開示の実施例２の内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図である。

【図3】本開示の実施例３の内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図である。

【図4】本開示の実施例１の内視鏡用対物光学系の各収差図である。

【図5】本開示の実施例２の内視鏡用対物光学系の各収差図である。

【図6】本開示の実施例３の内視鏡用対物光学系の各収差図である。

【図7】本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る内視鏡用対物光学系の光軸Ｚを含む断面における構成を示す図である。図１に示す例は後述の実施例１に対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側であり、有限距離離れた物体からの軸上光束２および最大画角の光束３も示している。

【0027】

本開示の内視鏡用対物光学系は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する後群ＧＲとからなる。物体側から像側へ順に、負の屈折力を有するレンズ群、正の屈折力を有するレンズ群を配置することによって、バックフォーカスを確保できるとともに、広い画角を得ることに有利となる。なお、図１の開口絞りＳｔは形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。

【0028】

図１に示す例では、前群ＧＦは、物体側から像側へ順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２とからなる２枚のレンズのみをレンズとして備え、後群ＧＲは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５とからなる３枚のレンズのみをレンズとして備える。ただし、各群を構成するレンズの枚数は図１に示す例と異なる枚数にすることも可能である。

【0029】

なお、図１に示す例では、前群ＧＦは最も物体側に平行平面板Ｐ１を備えている。平行平面板Ｐ１は、内視鏡用対物光学系を内視鏡に封止する際の封止部材としての機能を有する。また、図１に示す例では、第５レンズＬ５と像面Ｓｉｍとの間に光学部材４および光学部材５が配置されている。光学部材４および光学部材５は、各種フィルタ、および／またはカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、および特定の波長域をカットするフィルタ等である。平行平面板Ｐ１、光学部材４、および光学部材５は、入射面と出射面が平行な屈折力を有しない部材であり、レンズではない。平行平面板Ｐ１、光学部材４、および光学部材５の少なくとも１つを省略した構成も可能である。

【0030】

前群ＧＦの最も物体側のレンズは、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１である。前群ＧＦの物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２である。前群ＧＦが上記構成の２枚の負レンズを備えることによって、像面湾曲を抑えながら広画角化を図ることが容易となる。

【0031】

第１レンズＬ１は、像側の面が凹面の平凹レンズ、または両凹レンズとすることができる。

【0032】

第２レンズＬ２は、物体側の面が凹面の平凹レンズ、または両凹レンズとすることができる。このようにした場合は、像面湾曲を抑えることに寄与できる。

【0033】

前群ＧＦは、最も物体側に平行平面板Ｐ１を備える構成としてもよい。このようにした場合は、平行平面板Ｐ１によって内視鏡用対物光学系を封止することができる。レンズによって封止する場合に比べて平行平面板Ｐ１によって封止する場合は、封止の際の接着に起因するシフトおよびチルトの影響を低減することができる。

【0034】

後群ＧＲの最も物体側のレンズは正レンズであることが好ましい。このようにした場合は、球面収差を抑えることに有利となる。

【0035】

後群ＧＲは、正レンズと負レンズとが物体側から順に接合された接合レンズＣＥを備える。接合レンズＣＥによって、倍率色収差を抑えることに有利となる。接合レンズＣＥは後群ＧＲの最も像側に配置されていることが好ましい。このようにした場合は、接合レンズＣＥを後群ＧＲのより物体側に配置した場合に比べて、接合面における高画角の主光線の光線高が高くなるため、色消し効果を良好に得ることが容易となる。接合レンズＣＥは、小型化のためには正レンズと負レンズとの２枚のレンズからなることが好ましい。

【0036】

一例として、図１に示す後群ＧＲは、物体側から像側へ順に、像側の面が凸面である平凸レンズの第３レンズＬ３、両凸レンズの第４レンズＬ４、物体側の面が凹面である平凹レンズの第５レンズＬ５からなり、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは互いに接合されて接合レンズＣＥを構成している。

【0037】

本開示の内視鏡用対物光学系が備えるレンズの枚数は５枚であることが好ましい。このように内視鏡用対物光学系を構成するレンズの枚数を抑えることによって、全長の短縮に有利となる。

【0038】

より詳しくは、前群ＧＦが備えるレンズの枚数は２枚であり、後群ＧＲが備えるレンズの枚数は３枚であることが好ましい。広い画角を有する光学系において、前群ＧＦが２枚のレンズを備えることによって、前群ＧＦが１枚のみのレンズを備える場合に比べて、高画角の光線を徐々に曲げることができるため収差発生量を抑制することができる。後群ＧＲにおいては、上述したように、最も物体側に正レンズを配置することによって球面収差の抑制に有利となり、最も像側に接合レンズＣＥを配置することによって倍率色収差の抑制に有利となる。すなわち、後群ＧＲにおいては、開口絞りＳｔの近傍に球面収差を抑制するための正レンズを配置し、この正レンズとは別に、開口絞りＳｔから遠い位置に倍率色収差を抑制するための接合レンズＣＥを配置することが好ましい。以上より、後群ＧＲは少なくとも３枚のレンズからなることが好ましい。一方、全長の短縮のためには、レンズ枚数は極力少ないことが好ましい。結果として、後群ＧＲが備えるレンズの枚数は３枚にすることが好ましい。

【0039】

次に、条件式に関する構成について条件式ごとに説明する。本開示の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、前群ＧＦの焦点距離をｆＦとした場合、下記条件式（１）を満足する。条件式（１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像面湾曲を抑えることに有利となる。条件式（１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、バックフォーカスの確保に有利となる。さらに、下記条件式（１－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
－２＜ｆ／ｆＦ＜－１．３ （１）
－１．８＜ｆ／ｆＦ＜－１．１ （１－１）

【0040】

また、本開示の内視鏡用対物光学系は、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬ、全系の焦点距離をｆとした場合、下記条件式（２）を満足する。条件式（２）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、広い画角を確保することに有利となる。条件式（２）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、全長の短縮に有利となる。さらに、下記条件式（２－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
３＜Ｌ／ｆ＜５ （２）
３．２＜Ｌ／ｆ＜４．８ （２－１）

【0041】

さらに、本開示の内視鏡用対物光学系は、全系の焦点距離をｆ、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像面湾曲を抑えることに有利となる。条件式（３）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、レンズの大径化を抑制しつつ、広い画角を維持することに有利となる。さらに、下記条件式（３－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
－０．８５＜ｆ／ｆ１＜－０．３ （３）
－０．８＜ｆ／ｆ１＜－０．３５ （３－１）

【0042】

後群ＧＲが有する接合レンズＣＥが２枚のレンズからなる構成において、接合レンズＣＥを構成する正レンズのｄ線基準のアッベ数をνｐ、接合レンズＣＥを構成する負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｎとした場合、本開示の内視鏡用対物光学系は、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）を満足することによって、倍率色収差を抑えることが容易となる。さらに、下記条件式（４－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
８＜νｐ－νｎ＜２８ （４）
１０＜νｐ－νｎ＜２６ （４－１）

【0043】

また、全系の焦点距離をｆ、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２とした場合、本開示の内視鏡用対物光学系は、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）を満足することによって、像面湾曲を抑えることに有利となる。さらに、下記条件式（５－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
－１．２＜ｆ／ｆ２＜－０．４ （５）
－１．１＜ｆ／ｆ２＜－０．５ （５－１）

【0044】

また、全系の焦点距離をｆ、後群ＧＲの焦点距離をｆＲとした場合、本開示の内視鏡用対物光学系は、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を抑えることに有利となる。条件式（６）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、歪曲収差を抑えることに有利となる。さらに、下記条件式（６－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．７＜ｆ／ｆＲ＜１．５ （６）
０．８＜ｆ／ｆＲ＜１．４ （６－１）

【0045】

また、全系の焦点距離をｆ、後群ＧＲの接合レンズＣＥの焦点距離をｆｃとした場合、本開示の内視鏡用対物光学系は、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を抑えることに有利となる。条件式（７）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、歪曲収差を抑えることに有利となる。さらに、下記条件式（７－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．０５＜ｆ／ｆｃ＜０．５ （７）
０．０７＜ｆ／ｆｃ＜０．４５ （７－１）

【0046】

上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本開示によれば、広い画角を有し、小型に構成され、良好な光学性能を保持する内視鏡用対物光学系を実現することができる。なお、ここでいう「広い画角」とは最大全画角が１００度以上であることを意味する。

【0047】

次に、本開示の内視鏡用対物光学系の実施例について説明する。なお、内視鏡の使用状況を考慮し、以下で説明する全ての実施例に関する、断面図、基本レンズデータ、および収差図は、有限距離離れた物体を観察する場合のものである。より詳しくは、以下の実施例のデータに関する有限距離離れた物体とは、物体から前群ＧＦの平行平面板Ｐ１の物体側の面までの距離が４ｍｍ（ミリメートル）であり、像側に凹面となる形状を有し曲率半径が４ｍｍ（ミリメートル）の物体である。

【0048】

［実施例１］
実施例１の内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図は図１に示されており、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の内視鏡用対物光学系は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する後群ＧＲとからなる。前群ＧＦは、物体側から像側へ順に、平行平面板Ｐ１と、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２とからなる。後群ＧＲは、物体側から像側へ順に、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とからなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と第５レンズＬ５とが負レンズである。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とが正レンズである。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは単レンズである。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは互いに接合されて接合レンズＣＥを構成している。以上が実施例１の内視鏡用対物光学系の概要である。

【0049】

実施例１の内視鏡用対物光学系について、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に示す。表１において、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

【0050】

表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には、平行平面板Ｐ１、開口絞りＳｔ、光学部材４、および光学部材５も合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１のＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。

【0051】

表２に、焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、および最大全画角２ωの値をｄ線基準で示す。Ｂｆは、最も像側のレンズ面から像側焦点位置までの空気換算距離である。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表１および表２では予め定められた桁でまるめた数値を記載している。

【0052】

【表1】

【0053】

【表2】

【0054】

図４に、実施例１の内視鏡用対物光学系の各収差図を示す。図４では左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、およびＦ線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、およびＦ線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。

【0055】

上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

【0056】

［実施例２］
実施例２の内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図を図２に示す。実施例２の内視鏡用対物光学系は、実施例１の内視鏡用対物光学系の概要と同様の構成を有する。実施例２の内視鏡用対物光学系について、基本レンズデータを表３に、諸元を表４に、各収差図を図５に示す。

【0057】

【表3】

【0058】

【表4】

【0059】

［実施例３］
実施例３の内視鏡用対物光学系の構成と光束を示す断面図を図３に示す。実施例３の内視鏡用対物光学系は、実施例１の内視鏡用対物光学系の概要と同様の構成を有する。実施例３の内視鏡用対物光学系について、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、各収差図を図６に示す。

【0060】

【表5】

【0061】

【表6】

【0062】

表７に、実施例１～３の内視鏡用対物光学系の条件式（１）～（７）の対応値を示す。実施例１～３はｄ線を基準波長としている。表７にはｄ線基準での値を示す。

【0063】

【表7】

【0064】

以上のデータからわかるように、実施例１～３の内視鏡用対物光学系は、レンズの枚数が５枚であり、全長および外径が小型化されており、また、最大全画角が１０５度以上あり、広い画角を有している。さらに、実施例１～３の内視鏡用対物光学系は、Ｆナンバーが４．５より小さく、かつ、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。

【0065】

次に、本開示の実施形態に係る内視鏡について説明する。図７に本開示の一実施形態に係る内視鏡の概略的な全体構成図を示す。図７に示す内視鏡１００は、主として、操作部１０２と、挿入部１０４と、コネクタ部（不図示）と接続されるユニバーサルコード１０６とを備える。挿入部１０４の大半は挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部１０７であり、軟性部１０７の先端には湾曲部１０８が連結され、湾曲部１０８の先端には先端部１１０が連結されている。湾曲部１０８は、先端部１１０を所望の方向に向けるために設けられるものであり、操作部１０２に設けられた湾曲操作ノブ１０９を回動させることにより湾曲操作が可能となっている。先端部１１０の内部先端に本開示の実施形態に係る内視鏡用対物光学系１が配設される。図７では内視鏡用対物光学系１を概略的に図示している。内視鏡用対物光学系１の像面には、撮像信号を出力するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子（不図示）が配置される。本開示の内視鏡は、本開示の実施形態に係る内視鏡用対物光学系を備えているため、挿入部１０４の細径化を図ることでき、広い視野で観察が可能であり、良好な画像を取得することができる。

【0066】

以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、およびアッベ数等は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

【符号の説明】

【0067】

１ 内視鏡用対物光学系
２ 軸上光束
３ 最大画角の光束
４、５ 光学部材
１００ 内視鏡
１０２ 操作部
１０４ 挿入部
１０６ ユニバーサルコード
１０７ 軟性部
１０８ 湾曲部
１０９ 湾曲操作ノブ
１１０ 先端部
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
ＣＥ 接合レンズ
ＧＦ 前群
ＧＲ 後群
Ｐ１ 平行平面板
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】