JPS61162021A

JPS61162021A - 内視鏡用非球面対物レンズ

Info

Publication number: JPS61162021A
Application number: JP60002064A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Nishioka; 公彦西岡; Kikumi Toujiyou; 東條　菊美; Akira Yokota; 横田　朗
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1986-07-22
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628627B2; DE3600573C2; US4867546A; DE3600573A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、内視鏡、硬性鏡に用いる対物レンズで、特に
広角で歪曲収差が少なく像面わん曲が良好に補正された
対物レンズに関するものである。

従来技術従来、内視鏡用対物レンズで、第１図に示すようなレト
ロフォーカスタイプのもの例えば特開昭４９−１２１５
４７号公報に記載されたものが知られている。このレト
ロフォーカスタイプの対物レンズは、絞りＳをはさんで
物対側に凹のレンズ群Ｉを、また像側に凸のレンズ群■
を配置したものである。この対物レンズは、絞りＳより
前に配置した凹のレンズ群Ｉで主光線Ｐを強くまげて広
角化を可能にし、更に絞りＳより後方の凸のレンズ群…
により像面に入射する主光線Ｐが光軸に平行になるよう
にしてイメージガイドＧに光束が入射するようにしてい
る。このようにイメージガイドＧに垂直に光束を入射せ
しめることによってイメージガイドＧ内での光の損失を
少なくすることが出来る。またこの対物レンズを硬性鏡
に使用する場合も、第２図に示すようにリレー系Ｒでの
光の損失を少なくするために主光線Ｐが像面Ｏ′に対し
て垂直である必要がある。

このように、従来のレトロフォーカスタイプの内視鏡対
物レンズは、広角化と、像面に入射する主光線がこれに
垂直であることとの、内視鏡対物レンズにとって要求さ
れる二つの要件を満足するものである。しかし負の歪曲
収差が大であると云う欠点がある。例えば第１図に示す
内視鏡対物レンズでは、半画角ω＝３７°のところでの
歪曲収差は、−２１％である。このほか他の従来のレト
ロフォーカスタイプの内視鏡対物レンズの画角と歪曲収
差の関係は下記の表の通りであって同様に負の歪曲収差
が大である。

（表１）半画角（Ｐ）　　２０°　３０°　　４０°　５０°　
６０゜歪曲収差　−６％−１３，５％−２３％−３６％
−５０％このような負の歪曲収差を補正するためには、
レンズ系中に非球面を設けることが考えられる。

そして非球面を用いて歪曲収差と他の収差を補正した対
物レンズの例として特開昭５７−１７３８１０号公報に
記載されたものがある。しかしこの対物レンズは画角が
５６°とせまいにもかかわらず歪曲収差は完全には補正
されていない。

目　　　　　的本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであって、広
角で歪曲収差が少なく更に像面わん曲が良好に補正され
た内視鏡対物レンズを提供することを目的とするもので
ある。

概　　　要本発明の内視鏡対物レンズは、例えば第１０図に示す後
に述べる実施例１のようなＶンズ構成つまり凹のレンズ
群Ｉ（前群）と凸のレンズ群■（後群）とにて構成され
これら両Ｖンズ群の間てレンズ群■の前側焦点位置付近
に絞りＳを配置したもので、前群１中の一つのレンズの
物体側の面（第１面）が、その曲率が光軸から離れるに
つれて除徐に強くなる部分を含む面を有するか、第１５
図に示す実施例６のように前群■中の−っのレンズの像
側の面（第２面）が、その曲率が光軸がら離れるにつれ
て徐々に弱くなるような面を有するかの少なくともいず
れか一方の面を一つ以上有し、更に前記第１５図のよう
に後群■中の一つのレンズの物体側の面（第６面）が、
その曲率が光軸から離れるにつれて徐々に弱くなる部分
を含む面を有するか、前記第１０図に示すように後群■
の中の一つのレンズの像側の面（第１０面）がその曲率
が光軸から離れるにつれて、徐々に弱くなるような面を
有するかの少なくともいずれか一方の面を一つ以上有す
るようにしたものである。

次にこのような内視鏡対物レンズが歪曲収差と像面わん
曲の両方を十分に良好に補正し得ることについての理由
を説明する。

第１図に示すような構成の従来の内視鏡対物レンズが負
の強い歪曲収差を発生するのは、像側から主光線を逆に
追跡した時、像高の増大と共に主光線が絞りＳよりも前
の前群■および絞りより後の後群狂によって画角の広が
る方向に屈折されることにある。したがって光軸から離
れるにつれて、主光線の屈折力が弱くなる非球面をレン
ズ系中に設けることによって強い負の歪曲収差を補正す
るそのためには、絞りＳよりも前の前群■中の１枚のレ
ンズの物体側の面が第１０図に示すよう光軸から離れる
につれて面の曲率が強くなるような部分を含むようにす
るか、あるいは第１５図に示すように前群Ｉ中の１枚の
レンズの像側の面が光軸から離れるにつれて曲率が徐々
に弱くなる部分を含むようにするか、あるいは後群■の
中の１枚のレンズの物体側の面が第１５図に示すように
光軸から離れるにつれて面の曲率か弱くなるような部分
を含むようにするか、あるいは後群■の中の１枚のレン
ズの像側の面が第１０図に示すように光軸から離れるに
つれて面の曲率が強くなるような部分を含むようにすれ
ばよい。

上記の光軸より離れるにつれて曲率が徐々に強なるよう
な部分を含む面としては第３図、第４図に示すような形
状の非球面も有効である。尚曲率は符号も含めて考えて
その面のある点における接触口の中心が面の物体側にあ
れば負、像側にあれば正とする。したがって第３図の例
は符号も含めて白土が光軸力）ら離れるにつれて増大す
る（物体側に凹である負の曲率から物体側に凸である正
の曲率へ増大する）例であり、第４図の例は曲率が一度
増大した後に次に減少する例である。

第４図のような面においても歪曲収差が補正できるのは
、歪曲収差の収差曲線が第５図に示すようにうねりをも
っていても実用上さしつかえないことと、第４図の非球
面のうち周辺部分は下側光線は通っても主光線は通らな
いので歪曲収差の補正には関係しないからである。

又レンズの像側の面の曲率が光軸から離れるにつれて徐
々に弱くなる部分を含む曲面の例としては第６図、第７
図の形状のものもある。

以上説明したように本発明の内視鏡対物レンズに設けら
れる非球面は、レンズの物体側の面に設けられた場合は
第３図、第４図に示すような面等も含めて少なくともそ
の一部に曲率が徐々に強くな１　　つで行く部分を含む
面であり、像側の面に設けられる場合は第６図、第７図
のような面等をも含め少なくともその一部に曲率が徐々
に弱くなって行く部分を含む面である。そしてこの非球
面を少なくとも一つ含む対物レンズは歪曲収差を良好に
補正し得る。

歪曲収差のみを補正するのであれば、上述のような非球
面を絞りの片側だけに配置すればよい。

しかしその場合、第８図に示すように中間像高における
子午像面わん曲のふくらみが大きくなり、中間像高にお
ける画質が著しく低下する。そこで前群Ｉと後群■の両
方に上述のような非球面を配置すると、前群Ｉに設けた
非球面による子午像面わん曲のふくらみの符号つまりマ
イナスと後群■に設けた非球面による子午像面わん曲の
ふくらみの符号つまりプラスとが逆の符号であるために
互いに打消し合って前記のふくらみをとることができる
。

以上の理由によって本発明によれば歪曲収差が少なく更
に像面わん曲が良好に補正された内視鏡対物レンズを得
ることが出来る。

次に歪曲収差を補正するために必要な非球面の形状につ
いて定量的に説明する。

一般に非球面は次の式（１）にて表わすことが出来ここ
でｘ、ｙは第１０図に示すように光軸をＸ軸にとって像
の方向を正方向にとりｙ軸を面と光軸との交点を原点と
してＸ軸に直交した方向にとった座標での値、Ｃは光軸
近傍でこの非球面と接する円の曲率半径の逆数、Ｐは非
球面の形状をあられすパラメーター、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｇ・
・・は夫々２次、４次、６次、８次・・・の非球面係数
である。

Ｐ＝１てＢ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、　　・がすべてＯの場合は上
記式は球面を表わす０またザイデルの収差係数を次のように定義する。

これは汎用レンズ設計プログラムＡＣＣＯ８−Ｖで用い
られているものと同じものである。

メリジオナル光線（Ｘ＝Ｏ）に対して ΔＹ＝　（ＳＡ３　）Ｙ３＋　（０ＭＡ３　）Ｙ２Ｈ＋
（３（ＡＳＴ３）＋（ＰＴＺ３））ＹＨ２＋（ＤＩＳ３
）Ｈ３＋（ＳＡ５）Ｙ５＋（０ＭＡ５）Ｙ’Ｈ＋（ＴＯ
ＢＳＡ）Ｙ３買２Ｉ　　／　〒−ｆ　　ｔ”＋％ｔ　ｋ
　　％　１１７丁１’＋　　ｌ　　ｒ　ｒ　　／　　Ａ
　（’Ｉｌ’ｌ’　ｅ　　Ｓ　　上　／　Ｄ’Ｔ７　Ｃ
：　　Ｓ　’ｂ’Ｊ’ＴＪ４＋（ＤＩＳ５）Ｈ５＋（Ｓ
Ａ７）Ｙ７　　・・・・・・（２）サジタル光線（Ｙ＝
Ｏ）に対して ΔＺ　＝　（ＳＡ３　）Ｚ３＋　（（ＡＳＴ３　）＋（
ＰＴＺ３　）　）ＺＨ２＋　（ＳＡ５　）Ｚ５＋　（Ｓ
ＯＢＳＡ）Ｚ２Ｈ２＋　（（ＡＳＴ５　）＋（ＰＴＺ５
　）　）’・ＺＨ４＋　（ＳＡ７　）Ｚ’・・（３）上
記の式（２）は、メリデイオナル光線に対して近軸像点
（収差がない時の像点）と実際の像点とのずれをΔＹと
したもので、Ｙは最大像高で規格化した像面における近
軸主光線の入射位置、Ｆは瞳面における瞳径で規格化し
たマージナル光線の入射位置である。またＳＡ３　、Ｓ
Ａ５　、ＳＡ７は夫々３次、５次、７次の球面収差、０
ＭＡ３．０ＭＡ５は夫々３次、５次のタンジエンシャル
コマ、ＡＳＴ３　。

ＡＳＴ５は夫々３次、５次の非点収差、ＰＴＺ３　。

ＰＴＺ５は夫々３次、５次のペッツバール和、ＤＩＳ３
　、ＤＩＳ５は３次、５次の歪曲収差、ＴＯＢＳＡレン
ズ中に非球面を設けたことによって子午像面わん曲のふ
くらみが生ずるのは、非球面の球面からのずれによるも
ので、前記ザイデル収差係数の式（２）　、　（３）に
おいて３次の非点収差係数Ａの値の５次の非点収差係数
に対する比率が球面に比べて大きいことによるものであ
る。したがって前群■中に設けられた非球面で生じた非
点収差を後群■中に設けた非球面で打ち消さなければな
らない。

すなわち前群中の各面のうちｉ番目の面に設けた非球面
の球面からのずれによって生ずる非点収差係数ＡをＡＦ
ｉ、後群中の第ｊ番目の面に設けた非球面の球面からの
ずれによって生ずる非点収差係数をＡＲｊとする時、ＡＦ−千ＡＦｉ　　　　　　　　　　（４）ＡＲ＝ΣＡ
Ｒｊ　　　　　　　　　　（５）とおけばＡＦＲ＝　ＡＦ　十ＡＲ（６）のＡＦＲの値をＯに近くする必要がある。

あるいはこれを別の表わし方をすると次の式（７）、（
８）のように示すことが出来る。

ＡＦΦＡＲ〈０（７）かつ１夕くＩ中１（８）この式（７）　、　（８）で示す値を第１０図に示すレ
ンズ系を例にして求めて°みると次の通りである。

ＡＦ　＝　−０，０１８４，りＡＲ＝　　０．０２１７４；後に示す実施例からもわかるようにＩＡＸＲｌの値は、
実用的には１からはずれても収差は充分補正でき、次の
式（９）にて表わされる範囲であれば許さつまり式（７
）２式（９）を満足するように非球面の形状を決定すれ
ば、像面わん曲も良好に補正された歪曲収差の少ない内
視鏡対物レンズを得ることが出来る。

尚第１番目の面の非球面の球面からのずれによって生ず
る３次の収差係数Ａｉは次の式（１０）にて表わされる
。

Ａｉ　＝　ｓ　ｈ、ｈｂ・Ｅ　（Ｎｉ　−Ｎｉ　＋１　
）　　（１０）ただしｈａ、ｈｂは夫々第１番目の面に
おける近軸光線および近軸主光線の光線高、Ｅは第１番
目の面の４次の非球面係数、ＮｉおよびＮｉ十□は夫々
第１番目の面の物体側および像側の媒質の屈折率である
。

なお、非球面は二つのレンズの接合面に設けてもよく、
その場合は屈折率の低い側を空気側とみなせば非球面の
形状は前述のようにして決められ本発明の目的にかなう
非球面になし得る。

一般に歪曲収差は、主光線の光線高の高い面で発生が犬
である。したがって非球面は主光線の光線高が高い面に
設けることが歪曲収差の補正にとって望ましい。つまり
絞りからはなれた面たとえば第１Ｖンズの近傍あるいは
最終レンズの近傍の面に用いるのがよい。

非球面の製作についてはプラスティックあるいはガラス
のモールドがコストの面から好ましい。

特にガラスモールドは耐薬品性等においてプラスチック
モールドよりすぐれており望ましい。

〔実施例〕

次に本発明の内視鏡の対物レンズの各実施例を示す。

実施例１ｒ、　＝　６．１１８０　（非球面）ｄｓ　＝　０．５２９８　　ｎｔ　＝　１．５１６３３
　１／Ｉ　＝　６４．１５ｒｚ　＝　０．６５２２ｄ２＝　０．８６０９ｒ３＝ｃｏ（絞り）ｄ、＝０．１９８７ｒ、　＝　−５，６１００ｄ４＝１．１９２１　　ｎ２　＝　１．５８９１３　　
＄７２＝　６１．１１ｒｓ＝　　１．４８１７ｄａ　”　０．１３２５ｒ６　：１９７．８８４１ｄｏ　＝　１．１９２１　　ｎｊ　＝　１．５８９１３
　　ｖ３＝　６１．１１ｒｖ”　　４．２５４６ｄ７”　０．１３２５ｒ３　＝　２．４５０９ｄ８＝１．９８６８　　ｎ４　＝１．６１８００　１／
、　＝＝　６３．３８ｒ、＝　　２．４８２６ｄｏ　＝　０．４５０３　　　ｎｓ　＝　１．８４６６
６　１１５　＝　２３．９Ｏｒ、。＝−５０，０３１３
（非球面）ｄ、。＝０．２１８１ｒｌｉ　＝　２．５８２３（ｈｔ　＝　１．０６８０　　１６＝　１．５１６３３
　１／ｓ　＝　６４．１５ｒ１２：ｏ。

ｆ＝１　　　、　　２ω＝　１０５．００４゜第１面の
非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．５８４４９Ｘ１０−’　　。

Ｆ＝−０，２０６３３ｘ　１０−２第１０面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．４９３＋９Ｘ１０−１　　。

Ｆ＝０．１１６５４Ｘ１０−’ ＡＦ　＝−０，０１ｓ　４，７　　　　　　　　チー−
１，キロ２ＡＲ＝　０．０２４４：じ　　　　　Ｄ１５
１“０６％＝−０，６２８２３実施例２ｒｌ　＝＝　６．３９８４　（非球面）ｄｌ　”　０．
５５９５　　’　ｎｉ　＝　１．５１６３３　　Ｖｓ　
＝　６４．１５ｒ２　＝　０．６７７８ｄ２＝　０．９０９２ｒ３＝の（絞り）ｄ３　＝　０．２０９８ｒ＊＝　　５．５１６６ｄ、＝　１．２５８８　　　ｎ、＝　１．５８９１３　
　ｖ２＝　６１．１１ｒ、＝−１，５６３４ｄｓ　＝　０．１３９９ｒ６＝：　２９．９８１４ｄｏ”１．２５８８　　　ｎ３＝１．５８９１３　　　
シ３＝６１゜１１ｒ７＝　　４．３４１６ｄ７＝　０．１３９９ｒ８＝２．８４９１ｄａ”２．０９８０　　　ｎ４＝１．６１８００　　！
’４＝６３．３８ｒ、”　　２．３５９０ｄｏ　＝０．４７５５　　　ｎ５＝　１．８４６６６　
９ｓ　＝　２３．９Ｏｒｈｏ　＝　　１４８．８７４９ｄ、。＝０．２１１４ｒｌｉ　＝　１．７５８７　（非球面）ｄｌｌ　＝　１
．１２７７　　　ｎｏ　＝　１．５１６３３　　シロ＝
　６４．１５ｒ１２　＝■ ｆ＝１　　　　、　　　２ω＝１１９．９８６゜第１面
の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．３５０９４ｘ１０−”Ｆ＝−
０，３５７３４Ｘ　１０−２第１１面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，１１９３８Ｆ＝０．１１５
５７Ｘ１０−２ＡＦ＝−０，０１５３９千ｔ＝−１，５１９ＡＲ＝　０
．０今４６１　　　　　　　　Ｄ１＝　１．１１９実施
例３ｒ１＝　４．２４９０　（非球面）ｄ＋　＝　０．４３１’Ｏｎ＋　＝　１．５１６３３　
１’ｌ　＝　６４．１５ｒ２＝０．５３３６ｄ２＝０．７００４ｒａ−■（絞り）ｄ３＝０．１６１６ｒ４　＝　　５．１１３５ｄ４＝　０．９６９８　　ｎ２　＝　１．５８９１３　
　シ２＝６１．１１ｒｓ”；−１，１９４６ｄ、＝０．１０７８ｒａ　＝　４３１．８２４４ｄ６＝ｏ、９６９８　　　ｎ３＝１．５８９１３　　　
シ３＝６１．１１ｒｙ”　　３．３６７２６丁　＝０．１０７８ｒａ　＝２．４５５１ｄ６＝１’、６１６４　　　ｎ、＝１．６１８００　　
ｖ、＝６３．３８ｒ、＝−１，６５５１ｄｇ　＝　０．３６６４　　　ｎｓ　＝　１．８４６６
６　　ν５＝２３．９ＯｒＩＯ＝　１０．７０６０　（
非球面）ｄ、。＝０．３６６８ｒｌ、　＝　１．７６６１ｄｓ、＝　１．０２３７　　　ｎｏ　＝　１．５１６３
３　　１／。＝　６４．１５ｒ１２　＝ω ｆ＝１　　　、　　２ω＝　１０４．９０８゜第１面の
非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．３８８１９ｘ１０−’Ｆ＝−
０，２３１２９Ｘ　１０−２第１０面の非球面係数Ｐ＝、１　　　、　　　Ｅ＝０．４２２９９ｘｌＯ−”
Ｆ＝−０，１５８９２Ｘ　１０−’ ＡＦ＝−０．００３６４　　　　　　　　　千１＝−Ｌ
２’３１ＡＲ＝　０．００９９５　　　　　　　Ｔ）１
＝０．８６２実施例４ｒｌ　＝　６．８７６８　（非球面）ｄ、＝　０．７７９５　　ｎ、　＝　１．８８３００　
　ｖ、　＝　４０．７８ｒ２　＝　１．９０４５ｄ２　＝　４．２４３８ｒ３＝　Ｏ）　（絞り）ｄ、＋　＝　０．６０５８ｒ４ニー１８．３５６８ｄｉ　＝　０．８７６２　　ｎ２　＝　１．６９６８０
　　ｖｔ　＝　５５．５２ｒｓ＝　　３．５５１６ｄｓ　＝　０．３３４１ｒａ　＝　２．４９２２ｄ６＝　１．５３６７　　ｎ３　＝　１．６４０００　
　シ３＝６０．０９ｒｔ＝　　１．７８１４ｄ７＝　０．４４５４　　ｎ４　＝　１．８４６６６　
　’４　＝　２３．８８ｒｓ　ニー３．４５７６　（非
球面）ｆ＝１　　　　、　　　２ω＝９５．０゜第１面の非球
面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．６３６８７Ｘ１０−２Ｆ＝−
０，１２９９２Ｘ　１０′３第８面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．２２８８２Ｘ１０−１Ｆ＝−
０，３８６４４ｘ　１ｏ−２ＡＦ＝−０，００１１６千１　＝−タ、２２ＡＲ＝０．
０１８９．９　　　　　　ｐ１＝４．８５％＝−０，０
６１２８実施例５ｒｉ　：９．３７５６　（非球面）ｃｌ　”　０．８６２１　　ｎｌ　＝１．８８３００　
　ｖｔ　”　４０．７８ｒ２”２．ｏ５１’７ｄ２＝４．８９５８ｒｓ”ω（絞り）ｄ３＝０．８５５４ｒ４　”　１５．９８００（Ｌ　＝　０．９６９０　　ｎ２＝　１．６９６８０　
１’２　＝　５５．５２ｒｓ”　　５．９７５２ｄ、＝０．３６９５ｒ、＝３．４６９８ｄ６”　１．６３７４　　　ｎｓ　＝　１．６４０００
　　９３＝　６０．０９ｒ７””　　１．７８５７ｄ）　＝　　０．４９２６　　　　　　ｎ４　＝　　１
．８４６６６　　　　　ν４　＝２３．８８ｒｓ　＝　
　２．９８７５　（非球面）ｆ＝１　　　　、　　　２
ω＝　９４．４２４゜第１面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．４１９５４ｘｌＯ−２Ｆ＝０
．５２８２５　Ｘ　１０−’ 第８面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．１８８８５Ｘ１０−１Ｆ＝−
０，２４７３５Ｘ　１Ｏ−２ＡＦ＝−０，００００１１−）１＝−３，１ヰ８ＡＲ＝
０．００００３　　　　　Ｉ）１＝５．７５１実施例６ｒ、＝４．１４０６ｄｉ　＝　０．８００５　　ｎ、＝　１．８８３００　
　シ、＝４０．７６ｒ、、＝　１．１３４５　（非球面
）（ｈ　＝　４．１３０２ｒａ”ω（絞り）ｄ３＝　０．３６８０ｒ４＝６．９１５９ｄｉ　＝　０．８４６９　　１２＝　１．６９６８０　
１’２　＝　５５．５２ｒ、＝−４，１７３６ｄ、＝１．７０７５ｒａ　＝　２．８１８７　（非球面）（１＋　＝　１．９７２３　　　ｎ３＝　１．６４００
０　　Ｖｓ　＝　６０．０９ｒ７＝−１，４３４８ｄ７”０．５８０１　　　ｎ＋＝１．８４６６６　１’
４＝２３．８８ｒ、＝−４，０２３８ｆ＝１　　　、　　２ω＝　６６．４８２゜第２面の非
球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，９２３４５Ｘ１０−’Ｆ＝
０．３３３８７　ｘ　１０＝第６面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，７９２４６Ｘ１０−２Ｆ＝
０．３６８２２　Ｘ　１０”−２ＡＦ＝−０，０１４３３千１＝−２，００２ＡＲ＝　０
．００２４．６　　　　　　　ＤＩ＝４４９１３実施例
７ｒ１＝ａＯ（非球面）ｄ＋　＝　０．５７２５　　ｎｔ　＝　１．５１６３３
　　ｖ＋　＝　６４．１５ｒ２＝ω（絞り）ｄ２＝　１．３９９１　　ｎ２＝　１．８０６１０　１
／２　＝　４０．９５ｒ３＝−１，２０００ｄ３＝　０．５４３６ｒ４　＝　１．５７８０　（非球面）ｄ４＝１．２１２６ｎ３＝１．８０６１０シ３＝４０．
９５ｒ５　＝ω ｆ＝１　　　、　２ω＝　８１．５０２゜第１面の非球
面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．１２３７４　　、　　Ｆ＝０
第４面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，８７３２９Ｘ１０−１Ｆ＝
−０，１８０４４Ｘ１．Ｏ−” ＡＦ＝−０，００２６７ＡＲ＝０．０１’１３９％＝−０，２３４４２実施例８ｒｌ　”　１６．１６２３　（非球面）ｃｉ、　＝　０
．７２７３　　ｎ、　＝　１．４９１０９　　ν１　＝
　５７．００ｒｔ　＝　１．６５９８ｄ、　＝　１．２５１０ｒ３　”　１９．６０６１ｄ３　＝　１．１７３６　　ｒＩ２　＝　１．７８８０
０　　ｙ２＝　４７．４３ｒ４＝１．９３１７ｄ、＝１．０６２８ｒｓ＝の（絞り）ｄｓ　”　０．１１．１９ｒａ　＝　１４．１０４２ｄａ　”　１．２０９６　　ｎｓ　＝　１．５８９１３
　１／、＝　６０．９７ｒｙ”　　２．９０３３ａ７＝０．６２１２ｒｇ　＝−１７，７４２４ｄｇ　＝　１．１１１５　　ｎ、　＝　１．５８９１３
　　ｖ４＝　６０．９７ｒｅ＝　　３．１１０２ｄｏ＝０．１３７２ｒＩｏ　＝　６．４１８５ｄＢ）＝　２．１６７４　　　ｎ５　＝　１．６１８０
０　　　シ５＝６３．３８ｒＨ＝　−２，２８４０ａｔｌ　＝　０．２４６７　　　ｎ６　＝　１．８４６
６６　　　シ、＝２３．９０ｒ１□＝−８．１８０６ｄ１２＝　０．６８３２ｒ、３＝２．５３８９　（非球面）ｄ、３　＝　２．５０５０　　　ｒｈ　＝　１．４９１
０９　　１／７　＝　５７．００ｒ１４：１ｆ＝１　　　．２ω＝１１６．００２゜第１面の非球面
係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．７９５１４ｘｌＯ−２，Ｆ＝
０第１３面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，２６６２３Ｘ１０−’　、
　　Ｆ＝ＯＡＦ＝−０，０１０８３子ｐ＝−１，２５１
ＡＲ＝０．０３１８夕、４＝−０，２１５５実施例９ｒＩ　＝　１３．３３３３ｄ＋　＝　０．７３３３　　　ｎｔ　＝　１．４９１０
９　　　シ、＝５７．０Ｏｒ２　＝　３．６４７１　（
非球面）ｄ２＝　１．０７３０ｒ３＝　２２４０．３６５２ｄｓ”２．１９８８　　　ｎｚ＝１．７８８００　　シ
２＝４７．４３ｒ、　＝　１．２２２５ｄ４＝　１．０４９４ｒ、＝■（絞り）ｄｓ　　＝　０．１２４１ｒ６＝　　７７．６３１７ｄａ　＝　１．２３８０　　　ｎｓ　＝　１．５８９１
３　　　νｓ　＝　６０．９７ｒ７＝　　１．９８９９ｄ７＝０．７３７７ｒｓ”　　６．０６０７ｄｓ　”　１．３２４４　　　ｎｓ　＝　１．５８９１
３　　シ４＝６０．９７ｒｏ：　　２．７９７２ｄｏ＝０．１３３３ｒｌｏ　＝　４．３２８３ｄ＋＋１　＝　２．１０６７　　　ｎ５　＝　１．６１
８００　　シ５＝６３．３８ｒｏ　＝　　２．２２００ｄｏ　＝　０．４６６７　　　ｎ６　＝　１．８４６６
６　１’ａ　＝　２３．９０ｒ１□＝−１６，４１４７ｄＨ＝　０．９３２５ｒ＋３　＝　２．０７２５　（非球面）ｄＨ＝　　１．
９８５１　　　　　　ｎフ　＝　　１．４９１０９　　
　　　シフ＝５７−００ｒ１４　＝（１）ｆ＝１　　　　、　　　２ω＝１１５．９゜第２面の非
球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−〇、１１２４２ｘ１０−’　、
　　Ｆ＝０第１３面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，５４１３５ｘ１０−’　、
　　Ｆ＝ＯＡＦ＝−０，０１７５３千Ｆ＝−１，１５１
ＡＲ＝０．０５１？実施例１０ｒ＋　＝　５．８２２７　（非球面）ｄ＋　＝　０．６１５５　　ｎｏ　＝　１．８８３００
　　シ１＝４０．７８ｒｚ　＝　１．７０２６ｄ２＝　１．０４３４ｒｓ”　２．３８７６ｔｌｓ　＝０．４５０５　　　　ｎｔ　＝１．７８８０
０　　１７２　＝４７．４３ｒ４＝　０．９６５３ｄ、＝０．８３６６ｒｓ”の（絞り）ｄ、＝０．１２２２ｒｅ”　　７．１６２６ｄｏ”１．１６６０　　　　ｎ３＝１．５８９１３　　
　シ３＝６０．９７ｒｔ＝　　１．５４５６ｄ７＝０．６７９６ｒｓ−ニー５．６２９０ｄｓ＝１．１９４２　　　ｎ＊＝１．５８９１３　　　
’４＝６０．９７ｒ、　＝−２，７１８９ｄ９　＝　０．１２８７ｒｈｏ　＝　３．５３７５ｄ＋ｏ　＝　２．０３３５　　　ｎｓ　＝　１．６１８
００　　シ５＝６３．３８ｒ１＋　＝　　２．１４２９ｄＢ　＝　０．３５２０　　　ｎ６＝　１．８４６６６
　　　νａ＝２３．９０ｒ１□＝２０．９０４１ｄ１□＝０．５５１９ｒ１３＝　２．１９９１　（非球面）ｄ１３＝　２．２８６３　　　ｎｔ　＝　１．４９１０
９　　　ν４　＝　５７．００ｒ１４”Ｃ０ｆ＝１　　　　、　　　２ω＝１１２．９１゜第１面の
非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．９６２７７ｘｌＯ”’　　、
　　Ｆ＝０第１３面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝−０，３２２３５Ｘ１０−１　、
　　Ｆ＝ＯＡＦ　＝−０，０１２９２千Ｆ＝−１，０４
４ＡＲ＝０．０９１８ケ１．．＝　−０，４１Ｂ３．９実施例１１ｒｌ　＝　ｃｏ　（非球面）ｄｌ　＝　０．２６８１　　ｎｔ　＝　１．５１６３３
　　シ、＝６４．１５ｒ２＝１．０４００ｄ２＝　１．４１８９ｒ３＝２．１３５９ｄ３＝０．５３６２ｎ２＝１．５９２７０シ２＝３５．
２９ｒ、：：　　１．５４０５ｄ＊＝ｏ、２１４５　　ｎ３＝１．８３４００　１／ａ
＝３７．１６ｒ、＝　　３．９３０３ａ、＝０．０５３６ｒｅ　＝＝　（Ｘ）　（絞り）ｄ６＝０．０５３６ｒ７＝　３．１３５２ｄ、＝０．５８９８　　　ｎ４＝１．６２０４１　　１
’４＝６０．２７ｒｅ＝　０．６２７８ｄ６＝０．２１４５　　　ｎ５＝１．８０５１８　　１
’５＝２５．４３ｒｏ：　　１．２３２２ ’　　　ｄ、＝０．８６０９ｒ、。＝−２，２６９７ｄ＋ｏ　＝　０．２６８１　　　ｎｏ　＝　１．８４６
６６　　　シ、＝２３．８８ｒｏ　＝　　１．９１００
　（非球面）ｆ　＝１　　　　＋　　　　２ω＝　１０
０．０゜第１面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．３９７５２Ｘ１０−２第１１
面の非球面係数Ｐ＝１　　　、　　　Ｅ＝０．２５５０９ＡＦ＝−０，
０００４４、ＡＲ＝０．０１３７１ＥＢ＝０．２５５０
９　　　、　　’殉、　＝　６４．１７　、　　千斗＝
＋０．６０８実施例１２ｒ１＝ω（非球面）ｄ、　＝　０．２７７２　　ｎｌ　＝　１．５１６３３
　　ν、　＝　６４．１５ｒ２＝　０．８５６５ｄ２＝　１．５５７３ｒ３　＝　２．４１６６ｄ：＋　＝　０．５５４３　　ｎ２　＝　１．５９２７
０　　シ２＝３５．２９ｒ４＝−２．１０２３ｄａ　＝　０．２２１７　　ｎ３＝　１．８３４００　
　ｖ３＝　３７．１６ｒ、＝−３，７２４５ｄｓ＝α０．５８４　；１ｒ（１−０：＋（絞り）ｄ６＝０．０５５４ｒ７＝　３．１８５４ｄ７＝　０．６０９８　　Ｔｏ　＝　１．６２０４ｒ　
　シ、＝６０．２７ｒ、＝−０．６３９１１　　　　　　　ｄ８＝　０．２２１７　　ｎｓ　＝　
１．８０５１８　３１５　＝　２５．４３ｒｏ＝１．２
６４２ｄｏ　”　０．８９００ｒ、。＝　−１，７０８４ｄｓｏ　＝　０．２７７２　　　ｎｏ　＝　１．８４６
６６　　　シ、＝２３．８８ｒ、、　＝−２，１７９１
（非球面）ｆ＝１　　　　、　　２ω＝５０．００６゜第１面の非
球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．２５０１３Ｘ１０−１第１１
面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．１１７２３　　、　Ｆ＝０．
１１９０６ＡＦ＝−０，００２８３、ＡＲ＝０．００７
１８実施例１３ｒ、＝■（非球面）ｄｓ　＝　０．２７４３　　ｎｔ　＝　１．５１６３３
　１／、　＝　６４．１５ｒ２＝　０．８３７３ｄｚ　＝　１．５６８５ｒ３＝４．２１７４ｄｓ　”　０．５４８５　　ｎ２　＝　１．５９２７０
　　ν２＝３５．２９ｒ４　”−１０，５０５８ｄ４＝　０．２１９４　　ｎ３＝　１．８３４００　　
νｓ　＝　３７．１６ｒ、　＝　−３，４７０６ｃｌ＋　＝　０．０５４９ｒ６　”ω（絞り）ｄａ　”　０．０５４９ｒ７＝２．６３０４ｄｖ　＝　０．６０３４　　　ｎｏ　＝　１．６２０４
１　１’４　＝　６０．２７ｒ、＝−０，７７５２ｄ３　”　０．２１９４　　　ｎｓ　＝　１．８０５１
８　　ν５＝２５．４３ｒｏ＝　　１．４９９５ｄｏ　”　０．８７９５ｒｔｏ　＝−２，２１０３ｄ、ｏ　＝　０．２７４３　　ｎａ　＝　１．８４６６
６　　シ、＝２３．８８ｒｏ　＝　　４．１５６０　（
非球面）ｆ””１＋　　　２９＝９９．９７８゜第１面
の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．１５４６１Ｘ１０−１Ｆ＝０
．１３６１０Ｘ１０−２第１１面の非球面係数Ｐ＝１　　、　　Ｅ＝０．１４２３９　　、　　Ｆ＝０
．１９０３９ＡＦ＝−０，００１５８、ＡＲ＝０．００
７０１う５二＝−０，２２５３９、Ｅｐ＝０．０（・５
キロ；・ただしｒＩｒ　ｒ２　ｍ・・・はレンズ各面の
曲率半径、ｄｌ＋　ｄｚ　ｅ・・・は各レンズの肉厚お
よびレンズ間隔、ｎｌ　＋　ｎ２　ｅ・・・は各レン、
ズの屈折率、シ８．シ２．・・・は各レンズのアツベ数
である。尚非球面係数でデーター中に記載してないもの
はＯである。　　。

以上示した各実施例について更に詳細に説明する０実施例１乃至実施例３は、夫々第１０図乃至第１２図に
示すレンズ構成のものである。つまりこれら実施例は負
のメニスカスレンズよりなる前群Ｉと正のメニスカスレ
ンズと正レンズと接合正レンズと正レンズよりなる後群
■とより構成されている。そして絞りより前の負のメニ
スカスレンズ（物体側の面が非球面）と絞りより後の正
レンズ（実施例１，３が正の接合レンズの像側の面が又
実施例２は最も像側の正レンズの物体側の面が非球面）
が非球面レンズであるレトロフォーカスタイプの対物レ
ンズである。

絞りより前の負レンズは、光線高を低くするために絞り
に近づけることが望ましいが、その場合必要な画角を確
保するためにはこの負レンズの焦点距離ｆ１を小さくす
る必要がある。したがってｆｌは次の式（１１）を満足
することが望ましい。

Ｉｆ、Ｉ　＜　２．　ｓ　　　　　　　　　　（１１）
又、光線高を低くしレンズを小型化するためには、この
負レンズの像側の面から後群■の最も物体側の面までの
距離りは、次の式（１２）を満足することが望ましい。

Ｄ＜１．８　　　　　　　　　　（１２）上記の式（１
１）　、　（１２）を満足しない場合は広角化ができな
くなるか、内視鏡のレンズの外径が大になる。

この場合、１ｆ１１の値が式（１１）に示すように小さ
いために、歪曲収差は前群Ｉの負レンズで著しく発生す
る。この歪曲収差を非球面で除去するためには前群■又
は後群■に設けた非球面を強い非球面にする必要があり
、Ｐ＝１．Ｂ＝Ｏのとき前記非球面の非球面係数Ｅが次
の式（１３）を満足する必要がある。

ＩＥＩ　＞　０．００７　　　　　　　　　　　（１３
）この式（１３）を満足しないと歪曲収差の補正がむづ
かしくなる。

尚倍率の色収差２球面収差、コマ収差を除去するために
は、後群■中に少なくとも１枚の凹レンズを含むことが
好ましい。これら実施例では正の接合レンズの像側のレ
ンズが凹レンズである。

実施例４乃至実施例６は、第１３図乃至第１５図？ｃ示
すレンズ係で、前群工は負のメニスカスレンズよりなり
、後群■は正レンズと接合正レンズよりなっている。こ
れら実施例では前群Ｉの負レンズの物体側の面と後群■
の接合レンズ（実施例４．５はその像側の面、実施例６
は物体側の面）に非球面を設けである。後群■には倍率
の色収差、球面収差、コマ収差を除去するために少なく
とも１枚の負レンズ（接合レンズの像側のレンズ）を含
んでいる。

これら実施例は、実施例１〜３に比較するとＩｆ、１の
値は大きく、次の式（１４）の範囲内になっている。

Ｉｆ、ｌ　＞　１．８　　　　　　　　　　　（１４）
これは前群Ｉの負レンズで発生する収差が少ないためで
、少ないレンズ枚数で済ませることが可能である。式（
１４）を満足するようにした時、レンズ系の画角を犬に
するためには、前群Ｉと後群■の間隔りは次の式（１５
）を満足させる必要がある。

Ｄ＞１．５　　　　　　　　　　（１５）この式（１５
）を満足しないと画角が狭くなり内視鏡として使いにく
くなる。或は負レンズのパワーが弱いためにペッツバー
ル和が大きくなり像面わん曲を補正することが出来ない
。また歪曲収差を補正するためには、前群Ｉおよび後群
■に設けられた非球面のうち少なくとも一方が、次の式
（１６）を満足する必要がある。

ＩＥＩ＞　Ｏ，ＯＯ１（１６）この式（１６）が満足されないと強い負の歪曲収差が残
り、内視鏡の対物レンズとして好ましくない。

実施例７は第１６図に示すように正の接合レンズと正レ
ンズより構成され、絞りは接合面に設けられている。し
たがって接合レンズの接合面よりに相当する。この実施
例は第１面が絞りより前の非球面で正レンズの物体側の
面（第４面）が絞りより後の非球面である。このように
正レンズの物体側の面を非球面にしたのは、主光線の高
さが高いので歪曲収差、像面わん曲の除去が容易になる
からである。又歪曲収差を除去するためには、後群に設
けた非球面が次の式（１７）を満足することが好ましい
。

ＩＥＩ＞０゜０１　　　　　　　　　　（１７）式（１
７）を満足しない時は、歪曲収差、像面わん曲の除去が
充分に行なえない。

実施例８乃至実施例１０は夫々第１７図乃至第１９図に
示す通りのレンズ構成である。つまり前群Ｉが２枚の負
レンズよりなり後群■が２枚の正レンズと正の接合レン
ズと正レンズよりなっている。これら実施例は、第１面
と最も像側の正レンズの物体側の面（第１３面）とが非
球面である。

又、後群■には倍率の色収差２球面収差、非点収差を除
去するために少なくとも１枚の負レンズを今ｔｐ　／”
　Ｊ−ｆ＜望ネ１．＜’−７わ久宙添例の棉仝レンズの
像側のレンズがそれである。

絞りより前に配置された前群Ｉが２枚の負レンズよりな
っているので、実施例１乃至実施例３に比較してより広
角化し得る０又、歪曲収差！コマ収差が少ない特徴を有
している。前群Ｉは、ノくワーを強くして絞りに近づけ
て配置しないと光線高が高くなりレンズ系全体が大型化
してしまう。そのため前群Ｉの焦点距離ｆＦは、次の式
（１８）を満足する範囲内にする必要がある０１ｆＦｌ　＜　１．　ｓ　　　　　　　　　（ｉｓ）上
記式（１８）を満足しないとレンズの外径が大きくなる
か、画角が狭くなるかの問題が発生する。

又、前群■又は後群■中に設けた非球面のうち少なくと
も一方が次の式（１９）を満足する必要がある。

ＩＥＩ＞　０．００１　　　　　　　　（１９）この式
（１９）が満たされないと歪曲収差の補正が不充分にな
り強い負の歪曲収差が残る０実施例１１乃至実施例１３
は、夫々第２０図乃至第２２図に示すレンズ構成で絞り
をはさんで前後に配置された二つの正の接合レンズと最
も物体側におかれた負レンズと最も像側におかれたレン
ズとよりなっている。

絞りをはさんで配置された二つの６群には球面収差を除
去するために負レンズを少なくとも含んでいることが必
要である。

第４群レンズ（最も像側のレンズ）は、負のノくワーを
強くする程歪曲収差を除去することができ好ましいが、
一方パワーが強くなると主光線の光軸に対する傾角が犬
になるので、周辺光量が低下する。そのためこの第４群
レンズの焦点距離をｆ４とする時、ｆ４の値が次の式（
２０）又は式（２１）を満足することが必要となる。

ｆ４ン０　でかつ　ｆ４＞５　　（２０）ｆ４＜０　　
でかつ　１ｆ４１＞　３　　（２１）式（２０）が満足
されないと強い負の歪曲収差が残り、一方（２１）が満
足されないと主光線の傾角が犬になり周辺光量が不足す
る。

また歪曲収差を良好に補正するためには、前群■又は後
群■の少なくとも一方の非球面をその４次の非球面係数
Ｅが次の式（２２）を満足す゛る必要がある。

ＩＥＩ　＞　ＯｌＯＯ１（２２）この式（２２）を満たさないと強い負の歪曲収差が残る
。

更に諸収差を一層良好に補正するためには、下記の式（
２３）を満足することが望ましい。

ただしＥＦは前群Ｉに設けられた非球面の４次の係数、
ＥＢは後群■に設けられた非球面の４次の係数である。

この式（２３）が満たされないと子午面方向の像面わん
曲が補正不足になる。また上側光線のコマ収差も補正不
足になる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したようにまた各実施例より明らかなよ
うに、本発明の内視鏡対物レンズは前群中と後群中に非
球面を設けることによって広角で−＋−」」−＋１＋＋
−−Ｌ−１１−１ｊ−ｉｔｌ−一−ｗＵ−ｐＡ４＋ｔｒ
ｓｌ！！４’？＋ｒ４＋ｅ〒Ｎ〜−Ｊｑ−ζ、つ小型な
レンズ系である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の内視鏡対物レンズ、第一３図、
第４図はいずれも本発明の内視鏡対物レンズで用いられ
る非球面レンズの一例を示す図、第５図は歪曲収差の一
例を示す図、第６図、第７図は本発明の対物レンズで用
いられる非球面レンズの他の例を示す図、第８図は絞り
の前又は後のいずれか一方にのみ非球面を設けたレンズ
系の像面わん曲の一例を示す図、第９図は非球面形状を
表わす式の座標系を示す図、第１０図乃至第２２図は夫
々本発明の実施例１乃至実施例１３の断面図、第２３図
乃至第３５図は夫々本発明の実施例１乃至実施例１３の
収差曲線図である。出願人　オリンパス光学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

絞りの前後に配置された前群および後群よりなり、前群
中に１枚のレンズの物体側の面が光軸から離れるにつれ
て面の曲率が徐々に強くなる部分を含んでいる面あるい
は１枚のレンズの像側の面が光軸から離れるにつれて面
の曲率が徐々に弱くなる部分を含んでいる面のうち少な
くとも一方を一つ以上含んでおり、かつ後群中に１枚の
レンズの像側の面が光軸から離れるにつれて面の曲率が
徐々に強くなる部分を含んでいる面あるいは１枚のレン
ズの物体側の面が光軸から離れるにつれて面の曲離が徐
々に弱くなる部分を含んでいる面のうち少なくとも一方
を一つ以上含んでいる内視鏡用非球面対物レンズ。