WO2011070930A1 - 対物光学系 - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes

Definitions

  • the present invention relates to an objective optical system having a focusing function, and particularly relates to an endoscope objective lens capable of close-up observation and other photographing lenses such as a small consumer camera.
  • a general endoscope objective lens has a wide range of observation depth of approximately 5 to 100 mm on the object side instead of having a focusing function.
  • An endoscope equipped with such an objective lens mainly provides an image using a solid-state imaging device such as a CCD.
  • a CCD solid-state imaging device
  • an optical system that can extend the observation depth as much as possible, and an objective lens that has a focusing function in order to ensure a conventional observation depth.
  • an optical system that aims to expand the depth, an optical system is known in which the first lens is formed as a meniscus and the focal length is reduced while maintaining the same angle of view by suppressing the occurrence of distortion (for example, Patent Documents). 1).
  • an objective lens having a focusing function there is known an objective lens that is composed of two groups of negative and positive groups, two groups of positive and positive groups, or three groups of negative and positive groups, and focusing by moving the second group. (For example, see Patent Documents 2 to 4.)
  • JP 2009-151191 A Japanese Patent Publication No.55-15005 JP 2000-330015 A JP 2002-28126 A Japanese Patent Publication No. 61-44283 JP-A-6-317744 JP-A-11-316339 JP 2000-267002 A
  • the endoscope objective lens described in Patent Document 1 has a meniscus shape of the first concave lens, and thus the lens protrudes at the distal end of the endoscope. For this reason, there are problems such as poor water drainage during observation and increased frequency of scratches on the tip lens due to impact and the like.
  • the endoscope objective lenses described in Patent Documents 2 and 3 are difficult to say with a wide angle because the field of view during observation is narrow. Therefore, operations such as screening in the living body and treating the lesioned part to find the lesioned part become difficult, and there is a problem in practical use.
  • the objective lens described in Patent Document 4 has a large variation in the image plane during focusing and is insufficient in performance.
  • Patent Documents 5 to 8 have a wide range of object points that can be focused and can be observed closer to each other, so that the magnification at the closest observation is large and suitable for performing magnified observation.
  • the angle of view changes greatly during focusing and is a wide angle during normal observation, which is a long distance object point, but a very narrow angle when close. Therefore, when it is used as a general endoscope objective lens, the work becomes difficult when screening, biopsy, or treatment of a lesioned part.
  • Patent Documents 2, 4 and 6 disclose an objective optical system in which the first lens is formed in a meniscus shape to increase the depth, but these are not preferable in terms of layout, as in Patent Document 1.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in an objective optical system capable of focusing according to a change in the object point distance, a high performance corresponding to a high pixel image pickup device with less distortion.
  • An object is to provide an objective optical system.
  • a first aspect of the present invention includes a first group, a second group, and a third group in order from the object side, and the first group has a plano-concave lens and a convex surface directed to the image side in order from the object side.
  • the objective optical system includes a meniscus lens, and the second group has a positive power and performs focusing by movement in the optical axis direction.
  • the movable lens group for focusing may move any of a plurality of groups.
  • the lens diameter can be reduced by making the movable lens group the second group arranged near the stop, the burden on the drive mechanism can be reduced.
  • the movable lens group may be one group or a plurality of groups, but there is an advantage that the mechanical structure can be simplified by using only one group.
  • the objective optical system according to the first aspect of the present invention can realize a focusing mechanism if the group configuration is two or more groups. If the objective optical system is configured with only two groups, the image plane variation during focusing tends to be large. In this case, there is no problem when the object point range that can be focused is narrow. However, in consideration of performing focusing in a wide range of object points, the group configuration needs to be three or more groups. With the three-group configuration, a high-performance objective optical system that can sufficiently cope with a high-pixel imaging device can be realized.
  • the first group is preferably composed of a plano-concave lens disposed on the object side and a meniscus lens having a convex surface directed to the image side.
  • the first lens is preferably a plano-concave lens in which the lens surface does not protrude because it improves water drainage during observation and the outer surface is hardly scratched. However, if this is done, the distortion cannot be corrected by making the first lens a concave meniscus lens.
  • the lens for distortion correction be disposed in the vicinity of the first lens.
  • a distortion correction effect can be obtained by making the second lens an optimal shape, that is, a meniscus lens having a convex surface facing the image side.
  • the first group has a negative power and the third group has a positive power.
  • the second group includes a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side
  • the third group includes a first positive lens, a second positive lens, and a negative lens. It is preferable to consist of these cemented lenses.
  • the second group which is a movable group, is preferably a positive group in order to eliminate fluctuations in the angle of view during focusing.
  • the movable group is a negative group, the variation of the entrance pupil position is large, and the change in the angle of view accompanying it is not preferable.
  • the movable lens is preferably a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. By adopting this shape, fluctuations in the image plane during focusing can be reduced.
  • the third group is preferably composed of a first positive lens and a cemented lens made up of a second positive lens and a negative lens.
  • the first positive lens mainly contributes to image formation.
  • the cemented lens including the second positive lens and the negative lens has a function of correcting chromatic aberration.
  • the meniscus lens as the second lens is a positive lens or a negative lens that corrects higher-order distortion and does not have a large power.
  • Exceeding the range of the conditional expression (1) is not preferable because a large curvature of field occurs and the distortion correction effect is reduced.
  • Conditional expression (2) is a conditional expression that limits the ratio of the focal length to the image height.
  • the focal length with respect to the image height is reduced within the range of the conditional expression (2), so that the effect of expanding the depth is increased. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the focal length becomes too small and the magnification at the center of the screen becomes small, making it difficult to observe the lesion. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the focal length increases, which is not preferable because the effect of depth expansion is reduced.
  • the second aspect of the present invention includes, in order from the object side, a plano-concave lens, a meniscus lens having a convex surface facing the image side, a stop, a first positive lens having convex surfaces on both sides, and a second positive lens and a negative lens Is an objective optical system that satisfies the following conditional expression (3).
  • d is the air space between the meniscus lens and the first positive lens.
  • Conditional expression (3) is a conditional expression for reducing the curvature of field. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the meridional image plane will be over, and if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the meridional image plane will be inclined under. Therefore, the performance of the peripheral image is deteriorated, which is not preferable.
  • focusing is possible in accordance with a change in the object point distance, and a high pixel imaging device having a sufficient depth of field at each object point distance is provided.
  • a high-performance objective optical system can be provided.
  • FIG. 4 shows a close-up observation state of the objective optical system in FIG. 3.
  • FIG. 4 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 4.
  • FIG. 8 shows a close-up observation state of the objective optical system in FIG.
  • FIG. 8 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 7.
  • FIG. 9 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 8.
  • FIG. 12 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 11.
  • FIG. 13 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the objective optical system in FIG. 12.
  • the objective optical system 1 includes, in order from the object side, a first group G1 having a negative refractive power, a second group G2 having a positive refractive power, and a positive refraction. It is composed of a third group G3 of force.
  • the first group G1 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a negative lens and a second lens L2 that is a positive lens having a low power or a negative lens.
  • the second group G2 includes a third lens L3 that is a positive lens.
  • the second group G2 has a focusing action in the normal observation state (see FIG. 1) and the close-up observation state (see FIG. 2) as the third lens L3 moves on the optical axis.
  • a positive lens is a positive lens in which a fourth lens (first positive lens) L4, a positive lens (second positive lens) L5, and a negative lens L6 are bonded together. It is comprised by the lens L56.
  • An aperture stop S is disposed between the second group G2 and the third group G3.
  • the aperture stop S is fixed in front of the third group G3 at the time of focusing.
  • Reference numerals F1 and F2 denote parallel plane plates.
  • the parallel plane plates F1 and F2 are filters for cutting a specific wavelength, for example, 1060 nm of a YAG laser, 810 nm of a semiconductor laser, or light in the near infrared region.
  • the plane parallel plates F1 and F2 are appropriately arranged on the optical axis. In the example shown in the drawing, the plane parallel plates F1 and F2 are arranged between the fourth lens L4 and the cemented lens L56 and at the subsequent stage of the third group G3.
  • the objective optical system 1 constitutes an imaging optical system together with an imaging element such as a CCD (not shown) arranged in the vicinity of the image plane.
  • Reference numeral 2 denotes a sealing chip glass that seals the surface of the imaging element.
  • Reference numeral 3 denotes an optical member such as a cover glass.
  • the objective optical system 1 satisfies the following conditional expressions (1) and (2).
  • f is the focal length of the entire system during far-point observation
  • f2 is the focal length of the second lens L2
  • IH is the image height.
  • the objective optical system 1 satisfies the following conditional expression (3). (3) 0.08 ⁇ d / f ⁇ 0.32
  • d is an air space between the second lens L2 and the third lens L3. Further, it is more preferable that the objective optical system 1 satisfies the following conditional expression (3) ′. (3) '0.12 ⁇ d / f ⁇ 0.24
  • the objective optical system 1 configured in this way, a sufficiently wide range of depth of field can be obtained by changing the object point distance by the movement of the second group G2.
  • the configuration can be made compact by setting the focal lengths of the groups G1 to G3 to appropriate values while suppressing image quality deterioration due to distortion.
  • a high-definition image can be obtained at each object point by configuring the imaging optical system in combination with a high-pixel imaging device.
  • conditional expression (4) -0.94 ⁇ f1 / f ⁇ -0.72
  • f1 is the focal length of the first lens 2.
  • Conditional expression (4) relates to the angle of view. If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the angle of view becomes narrow, so the observation field range becomes narrow, and oversight of the lesion is increased. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the field of view can be secured, but the error sensitivity to the angle of view of the image side surface of the first lens L1 increases, and vignetting tends to occur in the field of view due to manufacturing errors. Therefore, it is not preferable.
  • conditional expression (5) relates to the amount of movement of the third lens L3, which is a movable lens. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the power of the third lens L3 becomes strong, so that even if the lens shape is a positive meniscus lens with the convex surface on the object side, the variation in field curvature during focusing increases. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the power of the third lens L3 becomes weak, so that the amount of lens movement increases, leading to an increase in the size of the mechanical drive mechanism, which is not preferable.
  • conditional expressions (6) 1.2 ⁇ f4 / f ⁇ 2.6
  • f4 is the focal length of the fourth lens L4.
  • the fourth lens L4 has an action for forming an image on the imaging surface. If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, sufficient back focus cannot be secured. For this reason, it is not preferable because a sufficient adjustment amount of the imaging position cannot be secured due to a manufacturing error of the objective optical system 1 performed behind the final lens L6. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, spherical aberration during close-up observation will be under and a sufficient resolution cannot be obtained.
  • conditional expression (7) 0.55 ⁇
  • f5 is the focal length of the positive lens L5
  • f6 is the focal length of the negative lens L6.
  • Conditional expression (7) mainly relates to axial chromatic aberration correction. If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the C-line becomes over and the F- line becomes under, which is not preferable. On the other hand, exceeding the upper limit of conditional expression (7) is not preferable because the C-line is undersized and the F-line is oversized.
  • conditional expression (8) 0.95 ⁇
  • r is the radius of curvature of the cemented surface between the positive lens L5 and the negative lens L6.
  • Conditional expression (8) mainly relates to lateral chromatic aberration. If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, the C-line becomes over and the F- line becomes under, which is not preferable. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the C-line will be under and the F- line will be over, conversely, causing color blurring and deteriorating the peripheral resolution.
  • LTL is the total length of the lens system. If the lower limit of conditional expression (9) is not reached, the total lens length becomes too short, making it difficult to secure the desired number of lenses. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the size of the lens system including the lens barrel portion that holds the lens will be increased, making it difficult to lay out the endoscope tip.
  • conditional expression (10) 0.8 ⁇ n / ⁇ f ⁇ 1.2
  • ⁇ f is the maximum half angle of view during long-distance observation
  • ⁇ n is the maximum half angle of view during close-up observation.
  • Conditional expression (10) relates to the viewing angle of view when focusing. It is desirable that the angle of view does not change as much as possible during focusing. When the amount of change in the angle of view becomes large, the change in the visual field range becomes significant during focusing. As a result, it is not preferable because it looks as if electronic enlargement is performed. If the change in the angle of view is within the range of the conditional expression (10), focusing without a sense of incongruity can be performed without making the operator recognize that the observation range has changed significantly.
  • conditional expression (10) When the subject position is changed from a long-distance object point to a short-distance object point and focusing is performed, if it falls below the lower limit of the conditional expression (10), the blurred image is focused and at the same time the subject looks enlarged. Absent. On the other hand, if the value exceeds the upper limit of conditional expression (10), the subject appears to be reduced, which is not preferable. Furthermore, since the depth of focus at the time of long-distance observation becomes shallow, the usability becomes worse when observing such as screening.
  • conditional expression (10) ′ 0.9 ⁇ n / ⁇ f ⁇ 1.1
  • the change in the angle of view is further reduced, so that the effect of the conditional expression (10) can be further increased.
  • Conditional expression (11) is an expression that limits the half angle of view that is the visual field range. In order to reduce the risk of missing a lesion during screening in vivo, it is desirable to have a wide angle as much as possible, and at least a viewing angle of 120 ° or more is necessary in the entire object area. More preferably, the following conditional expression (11) ′ is satisfied, and the visual field range is 140 ° or more. (11) ' ⁇ f> 70
  • r represents the radius of curvature of the lens surface
  • d represents the lens surface interval
  • the number given after r or d represents the surface number.
  • the unit of the radius of curvature and the surface interval is mm.
  • aberration diagrams (a) shows spherical aberration, (b) shows astigmatism, (c) shows distortion, and (d) shows lateral chromatic aberration.
  • Example 1 3 and 4 show the configuration of the objective optical system according to Example 1, and the lens data thereof is shown below.
  • 3 shows a normal observation state (far-distance object point)
  • FIG. 4 shows a close-up observation state (short-distance object point).
  • the first group is composed of a negative lens and a weak positive lens in order from the object side
  • the second group is composed of a positive lens
  • the third group is sequentially from the object side.
  • a plane parallel plate is disposed behind the third group.
  • Table 1 shows the values of the fluctuation parameters in the normal observation state and the proximity observation state of the objective optical system configured as described above, and FIG. 5 and FIG. 6 show aberration diagrams in each state.
  • Lens data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Ne Abbe number ⁇ d 1 ⁇ 0.38 1.88815 40.76 2 1.182 0.85 3 -2.465 0.66 1.88815 40.76 4 -2.451 D4 5 1.329 0.48 1.59143 61.14 6 1.442 D6 7 Brightness stop 0.20 8 5.474 0.91 1.77621 49.60 9-5.474 0.53 10 ⁇ 0.31 1.51564 75.00 11 ⁇ 0.53 12 4.013 1.50 1.48915 70.23 13 -1.951 0.39 1.93430 18.90 14 -4.380 1.37 15 ⁇ 0.40 1.52498 59.89 16 ⁇ 0.30 17 ⁇ 1.00 1.51825 64.14 18 ⁇ 0.65 1.508801 60.00 19 Imaging surface
  • Example 2 shows the configuration of the objective optical system according to Example 2, and the lens data thereof is shown below.
  • FIG. 7 shows a normal observation state (far-distance object point)
  • FIG. 8 shows a close-up observation state (short-distance object point).
  • the first group is composed of, in order from the object side, a negative lens, a plane parallel plate, and a negative lens with low power
  • the second group is composed of a positive lens
  • the third group is an object.
  • the lens is constituted by a positive lens and a positive cemented lens obtained by bonding a positive lens and a negative lens.
  • Table 2 shows the values of the variation parameters in the normal observation state and the proximity observation state of the objective optical system configured as described above
  • FIG. 9 and FIG. 10 show aberration diagrams in each state.
  • Lens data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Ne Abbe number ⁇ d 1 ⁇ 0.38 1.88815 40.76 2 1.305 0.53 3 ⁇ 0.31 1.51564 75.00 4 ⁇ 0.19 5-5.306 0.56 1.77621 49.60 6-5.895 D6 7 1.560 0.48 1.591143 61.14 8 1.724 D8 9 Brightness stop 0.20 10 3.903 0.60 1.77621 49.60 11 -6.293 1.64 12 3.748 1.67 1.488915 70.23 13-1.860 0.39 1.93430 14 -4.120 1.37 15 ⁇ 1.37 1.52498 59.89 16 ⁇ 0.64 1.508801 60.00 17 Imaging surface
  • Example 3 The configuration of the objective optical system according to Example 3 is shown in FIGS. 11 and 12, and the lens data is shown below.
  • FIG. 11 shows a normal observation state (far-distance object point)
  • FIG. 12 shows a close-up observation state (short-distance object point).
  • the first group is composed of a negative lens and a weak negative lens in order from the object side
  • the second group is composed of a positive lens
  • the third group is from the object side.
  • the lens includes a positive lens, a plane-parallel plate, and a positive cemented lens obtained by bonding a positive lens and a negative lens.
  • a plane parallel plate is disposed behind the third group.
  • Table 3 shows the values of the fluctuation parameters in the normal observation state and the proximity observation state of the objective optical system configured as described above, and FIG. 13 and FIG. 14 show aberration diagrams in each state.
  • Lens data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Ne Abbe number ⁇ d 1 ⁇ 0.38 1.88815 40.76 2 1.217 0.68 3 -10.344 0.67 1.88815 40.76 4-18.708 D4 5 1.465 0.49 1.59143 61.14 6 1.748 D6 7 Brightness stop 0.20 8 4.217 1.11 1.77621 49.60 9 -4.217 0.62 10 ⁇ 0.31 1.51564 75.00 11 ⁇ 0.62 12 4.197 1.58 1.48915 70.23 13 -1.902 0.40 1.93430 18.90 14 -4.7776 1.22 15 ⁇ 0.40 1.52498 59.89 16 ⁇ 0.30 17 ⁇ 0.40 1.51825 64.14 18 ⁇ 1.00 1.508801 60.00 19 Imaging surface
  • Table 4 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (11) in the objective optical systems according to Examples 1 to 3.
  • the invention of the following structures is guide
  • the first group is composed of a first group, a second group, and a third group.
  • the first group is composed of, in order from the object side, a plano-concave lens and a meniscus lens having a convex surface facing the image side.
  • An objective optical system having positive power and performing focusing by movement in the optical axis direction.
  • Item 2 is an additional item 1 including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a third group including a first positive lens and a cemented lens of a second positive lens and a negative lens.
  • Objective optical system The objective optical system according to appendix 1, wherein the first group has a negative power and the third group has a positive power.
  • Item 3 is an additional item 1 including a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a third group including a first positive lens and a cemented lens of a second positive lens and a negative lens.
  • Appendix 5 It consists of a plano-concave lens in order from the object side, a meniscus lens having a convex surface facing the image side, a stop, a first positive lens having convex surfaces on both sides, and a cemented lens of a second positive lens and a negative lens.
  • An objective optical system that satisfies Expression (3). (3) 0.08 ⁇ d / f ⁇ 0.32.
  • d is the air space between the meniscus lens and the first positive lens.

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Abstract

　物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能であり、各物点距離において十分な被写界深度を有する、高画素撮像素子に対応した高性能な対物光学系を提供する。物体側から順に、第１群（Ｇ１）、第２群（Ｇ２）および第３群（Ｇ３）からなり、第１群（Ｇ１）が、物体側から順に、平凹レンズ（Ｌ１）と、像側に凸面を向けたメニスカスレンズ（Ｌ２）とからなり、第２群（Ｇ２）が、正のパワーを有し、光軸方向の移動によってフォーカシングを行う対物光学系（１）を提供する。

Description

対物光学系
　本発明は、合焦機能を有する対物光学系に関し、特に近接観察可能な内視鏡対物レンズ、その他民生用の小型カメラ等の撮影レンズに関するものである。
　従来、一般的な内視鏡用の対物レンズは、フォーカシング機能を有さない代わりに、物体側におおよそ５から１００ｍｍの広い範囲の観察深度を有している。このような対物レンズを搭載した内視鏡では、主にＣＣＤなどの固体撮像素子を用いて画像を提供している。近年、診断の精度を向上させるために、内視鏡画像の高画質化が求められており、ＣＣＤの高画素化が進んでいる。しかし高画素のＣＣＤを使用した場合、回折による画質劣化を避けるために対物レンズのＦｎｏ．を小さくする必要が出てきたことや、画素数の増加に伴いＣＣＤが大きくなると対物レンズの焦点距離も大きくする必要があることなどから、観察深度が狭くなってきている。
　そのため、観察深度を少しでも広げられるような光学系や、さらに従来並みの観察深度を確保するためにフォーカシング機能を持った対物レンズの必要性が増してきている。深度拡大を図った対物光学系として、第１レンズをメニスカス形状としてディストーションの発生を抑えることで同じ画角を保ったまま焦点距離を小さくしている光学系が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、フォーカシング機能を持った対物レンズとして、負正の２群、正正の２群、または、負正正の３群で構成され、第２群を動かすことでフォーカシングするものが知られている（例えば、特許文献２から４参照。）。
　そのほか、より近距離物点へのフォーカシングが可能である拡大内視鏡対物レンズとして、正負正３群で構成され、負の第２群が動くことによりフォーカシングするタイプのものが知られている（例えば、特許文献４から６参照。）。また、負正負の３群で構成され、正の第２群が動いてフォーカシングを行なうタイプのものが知られている（例えば、特許文献７参照。）。
特開２００９－１５１１９１号公報 特公昭５５－１５００５号公報 特開２０００－３３００１５号公報 特開２００２－２８１２６号公報 特公昭６１－４４２８３号公報 特開平６－３１７７４４号公報 特開平１１－３１６３３９号公報 特開２０００－２６７００２号公報
　上記従来技術のうち、特許文献１に記載の内視鏡用の対物レンズは、第１凹レンズがメニスカス形状であるため、内視鏡の先端においてレンズが突出している。そのため、観察時の水切れが悪いといった問題や衝撃等による先端レンズのキズの発生頻度が高まるといった問題を抱えている。特許文献２および３に記載の内視鏡用の対物レンズは、観察時の視野が狭いため広角とは言い難い。したがって、病変部を発見するために生体内をスクリーニングしたり病変部を処置したりする等の作業が困難となり、実用上問題がある。特許文献４に記載の対物レンズは、フォーカシング時の像面の変動が大きく性能面で不十分である。
　特許文献５から８に記載の光学系は、フォーカシングのできる物点範囲が広く、より近接して観察できるため、最近接観察時の倍率が大きく拡大観察を行うには好適である。しかしながら、フォーカシング時の画角変化が大きく、遠距離物点である通常観察時は広角であるものの、近接時には著しく狭角になる。したがって、一般的な内視鏡対物レンズとして用いた場合、スクリーニングや生検や病変部の処置する際に作業に困難が生じる。また、特許文献２，４および６では、第１レンズをメニスカス形状にして深度の拡大を図った対物光学系が開示されているが、これらは特許文献１と同様にレイアウト上好ましくはない。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能である対物光学系において、ディストーションの発生が少なく高画素撮像素子に対応した高性能な対物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。
　本発明の第１の態様は、物体側から順に、第１群、第２群および第３群からなり、前記第１群が、物体側から順に、平凹レンズと、像側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなり、前記第２群が、正のパワーを有し、光軸方向の移動によってフォーカシングを行う対物光学系である。
　遠距離物点である通常の内視鏡観察から近距離物点である近接観察まで、物点の変動に伴いピント合わせを行う際には、少なくとも１つの群を動かしてピント合わせをする必要がある。フォーカシングのための可動レンズ群は、構成される複数の群のうちどの群を動かしてもよい。ここで、可動レンズ群を絞り近くに配置される第２群にすることによりレンズ径を小型にできるため、駆動機構にかかる負担を小さくすることができる。また、その可動レンズ群は、ひとつの群でも複数の群でもよいが、１群のみとすることでメカ構造を簡略化できるというメリットがある。
　全体または撮像素子自体を動かす方法もあるが、可動させるレンズ群または撮像素子の重量が大きくなり、さらに機構自体も大型化する必要があり好ましくない。本発明の第１の態様に係る対物光学系は、群構成が２群以上であればフォーカシング機構を実現できる。仮に２群のみで対物光学系を構成した場合、フォーカシングの際の像面変動が大きくなる傾向がある。この場合、ピント合わせができる物点範囲が狭い場合には問題ない。しかし、ある程度広い物点範囲でのピント合わせを行うことを考慮すると、群構成は３群以上ある必要がある。３群構成であれば、高画素の撮像素子に十分対応できる高性能な対物光学系を実現することができる。
　第１群は、物体側に配置された平凹レンズ、および、像側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成することが望ましい。画角を一定に保ったまま深度を拡大するためには、焦点距離を小さくする必要がある。そのためにはディストーションの補正が必須となる。第１レンズは、観察中の水切れをよくすることおよび外表面にキズ等がつきにくいという理由で、レンズ面が出っ張っていない平凹レンズであることが好ましい。しかし、そうすると第１レンズを凹メニスカスレンズの形状にしてディストーションを補正することはできない。
　そのため、他のレンズにディストーション補正作用を持たせることが必要となる。このディストーション補正のためのレンズは第１レンズ近傍に配置されることが望ましい。本発明の第１の態様のように、第２レンズを最適な形状、すなわち像側に凸面を向けたメニスカスレンズにすることで、ディストーション補正効果を有することが可能となる。
　上記第１の態様においては、前記第１群が、負のパワーを有し、前記第３群が、正のパワーを有することが好ましい。
　フォーカシングの際の像面変動を抑えるためには、第１群が負群、第３群が正群であることが最適となりうる。
　上記第１の態様においては、前記第２群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、前記第３群が、第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
　可動群である第２群は、フォーカシング時の画角の変動をなくすために、正群であることが好ましい。可動群が負群である場合、入射瞳位置の変動が大きく、それに伴う画角変化が大きくなるため好ましくない。さらに、可動レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであることが好ましい。この形状にすることで、フォーカシング時の像面の変動を小さくすることができる。
　第３群は、第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとからなる接合レンズから構成されていることが望ましい。第１の正レンズは主として結像に寄与する。第２の正レンズと負レンズからなる接合レンズは、色収差補正の作用を担っている。
　上記第１の態様においては、以下の条件式（１）および（２）を満足することが好ましい。
（１）　　　　｜ｆ／ｆ２｜＜０．１２
（２）　　　　０．９２＜ｆ／ＩＨ＜１．０８
　ただし、ｆは遠点観察時の全系の焦点距離、ｆ２はメニスカスレンズの焦点距離、ＩＨは像高である。
　第２レンズであるメニスカスレンズは、高次のディストーションを補正しており、パワーが大きくない正レンズ、または、負レンズであることが望ましい。条件式（１）の範囲を超えると、像面湾曲が大きく発生し、さらにはディストーションの補正効果も小さくなるため好ましくない。
　条件式（２）は、像高に対する焦点距離の比を制限する条件式である。一定の画角で比較した場合、条件式（２）の範囲内であれば、像高に対する焦点距離が小さくなるため深度拡大の効果が大きくなる。条件式（２）の下限を下回ると、焦点距離が小さくなりすぎるので画面中心の倍率が小さくなり、病変部の観察が困難になる。また、条件式（２）の上限を上回ると、焦点距離が大きくなるので、深度拡大の効果が低下し好ましくない。
　本発明の第２の態様は、物体側から順に、平凹レンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズ、絞り、両面が凸面である第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、以下の条件式（３）を満足する対物光学系である。
　（３）　　　　０．０８＜ｄ／ｆ＜０．３２
　ただし、ｄはメニスカスレンズと第１の正レンズとの空気間隔である。
　条件式（３）は、像面湾曲を小さくするための条件式である。条件式（３）の下限を下回るとメリディオナル像面がオーバーに、条件式（３）の上限を上回るとメリディオナル像面がアンダーにそれぞれ傾く。したがって、周辺画像における性能面の劣化を招き好ましくない。
　本発明の第１および第２の態様によれば、物点距離の変化に応じてフォーカシングが可能であり、各物点距離において十分な被写界深度を有する、高画素撮像素子に対応した高性能な対物光学系を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る対物光学系の全体構成図であり、通常観察状態を示している。 図１の対物光学系の近接観察状態を示している。 本発明の実施例１に係る対物光学系の構成を示すレンズ断面図であり、通常観察状態を示している。 図３の対物光学系の近接観察状態を示している。 図３の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。 図４の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。 本発明の実施例２に係る対物光学系の構成を示すレンズ断面図であり、通常観察状態を示している。 図７の対物光学系の近接観察状態を示している。 図７の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。 図８の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。 本発明の実施例３に係る対物光学系の構成を示すレンズ断面図であり、通常観察状態を示している。 図１１の対物光学系の近接観察状態を示している。 図１１の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。 図１２の対物光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す収差図である。
　本発明の一実施形態について図１および図２を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る対物光学系１は、図１および図２に示されるように、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１、正の屈折力の第２群Ｇ２および正の屈折力の第３群Ｇ３から構成されている。
　第１群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズである第１レンズＬ１とパワーの弱い正レンズまたは負レンズである第２レンズＬ２とにより構成さている。第２群Ｇ２は、正レンズである第３レンズＬ３にて構成されている。第２群Ｇ２は、第３レンズＬ３が光軸上を移動することにより、通常観察状態（図１参照。）と近接観察状態（図２参照。）とにおいて合焦作用を有している。第３群Ｇ３は、物体側より順に、正レンズである第４レンズ（第１の正レンズ）Ｌ４と、正レンズ（第２の正レンズ）Ｌ５と負レンズＬ６とを貼り合せた正の接合レンズＬ５６とにより構成されている。
　第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間には明るさ絞りＳが配置されている。明るさ絞りＳは、合焦時には第３群Ｇ３の前方に固定されている。符号Ｆ１，Ｆ２は、平行平面板を示している。平行平面版Ｆ１，Ｆ２は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルタなどである。平行平面板Ｆ１，Ｆ２は、光軸上に適宜配置され、図示する例では、第４レンズＬ４と接合レンズＬ５６との間、および、第３群Ｇ３の後段に配置されている。
　本実施形態に係る対物光学系１は、像面近傍に配置される図示しないＣＣＤなどの撮像素子とともに撮像光学系を構成している。符号２は、撮像素子表面を封止する封止チップガラスを示している。符号３はカバーガラスなどの光学部材を示している。
　対物光学系１は、以下の条件式（１）および（２）を満足している。
　（１）　　　　｜　ｆ／ｆ２　｜　＜　０．１２
　（２）　　　　０．９２　＜　ｆ／ＩＨ　＜　１．０８
　ただし、ｆは遠点観察時の全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離、ＩＨは像高である。
　また、対物光学系１は以下の条件式（３）を満足している。
　（３）　　　　０．０８＜ｄ／ｆ＜０．３２
　ただし、ｄは第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔である。
　さらに、対物光学系１は、以下の条件式（３）’を満足していることがより好ましい。
　（３）’　　　　０．１２　＜　ｄ／ｆ　＜　０．２４
　このように構成された対物光学系１によれば、第２群Ｇ２の移動により物点距離を変化させて十分に広い範囲の被写界深度を得ることができる。また、ディストーションによる画質劣化を抑えながら、各群Ｇ１からＧ３の焦点距離を適切な値にしたことにより構成をコンパクトにすることができる。さらに、高画素な撮像素子と組み合わせて撮像光学系を構成することにより、各物点において高精細な画像を得ることができる。
　上記実施形態においては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
　（４）　　　　－０．９４　＜　ｆ１／ｆ　＜　－０．７２
　ただし、ｆ１は第１レンズ２の焦点距離である。
　条件式（４）は画角に関するものである。条件式（４）の下限を下回ると、画角が狭くなるため観察視野範囲が狭くなり病変部の見逃しが多くなり好ましくない。一方、条件式（４）の上限を上回ると、視野範囲は確保できるものの第１レンズＬ１の像側の面の画角に対する誤差感度が大きくなり、製造誤差によって視野範囲にケラレが発生しやすくなるため、好ましくない。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
　（５）　　　　５．１　＜　ｆ３／ｆ　＜　８．４
　ただし、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離である。
　条件式（５）は可動レンズである第３レンズＬ３の移動量に関するものである。条件式（５）の下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなるため、レンズ形状を物体側の凸面を向けた正メニスカスレンズとしてもフォーカシングの際の像面湾曲の変動が大きくなる。一方、条件式（５）の上限を上回ると、第３レンズＬ３のパワーが弱くなるためレンズ移動量が大きくなり、メカ駆動機構の大型化を招き好ましくない。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
　（６）　　　　１．２　＜　ｆ４／ｆ　＜　２．６
　ただし、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離である。
　第４レンズＬ４は、撮像面に結像させるための作用を担っている。条件式（６）の下限を下回ると、バックフォーカスを十分に確保ができなくなる。そのため、最終レンズＬ６の後方で行う対物光学系１の製造誤差による撮像位置の調整量を十分確保できなくなり、好ましくない。一方、条件式（６）の上限を上回ると、近接観察時の球面収差がアンダーになり十分な解像度を得られなくなる。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
　（７）　　　　０．５５　＜　｜　ｆ５／ｆ６　｜　＜　０．９４
　ただし、ｆ５は正レンズＬ５の焦点距離、ｆ６は負レンズＬ６の焦点距離である。
　条件式（７）は、主に軸上色収差補正に関するものである。条件式（７）の下限を下回ると、Ｃ－ラインがオーバーに、Ｆ－ラインがアンダーにそれぞれ大きくなるため好ましくない。一方、条件式（７）の上限を上回ると、反対にＣ－ラインがアンダーに、Ｆ－ラインがオーバーにそれぞれ大きくなるため好ましくない。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
　（８）　　　　０．９５　＜　｜　ｒ／ｆ　｜　＜　１．３
　ただし、ｒは正レンズＬ５と負レンズＬ６との接合面の曲率半径である。
　条件式（８）は、主に倍率色収差に関するものである。条件式（８）の下限を下回ると、Ｃ－ラインがオーバーに、Ｆ－ラインがアンダーにそれぞれ大きくなるため好ましくない。一方、条件式（８）の上限を上回ると、反対にＣ－ラインがアンダーに、Ｆ－ラインがオーバーにそれぞれ大きくなり、色にじみの原因となり周辺解像力の劣化を招く。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
　（９）　　　　６　＜　ＬＴＬ／ｆ　＜　８
　ただし、ＬＴＬはレンズ系全長である。
　条件式（９）の下限を下回ると、レンズ全長が短くなり過ぎるため、所望のレンズ枚数の確保が困難となる。一方、条件式（９）の上限を上回ると、レンズを保持する鏡筒部分を含めたレンズ系の大型化を招き内視鏡先端部へのレイアウトが困難となる。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
　（１０）　　　　０．８　＜　ωｎ　/　ωｆ　＜　１．２
　ただし、ωｆは遠距離観察時の最大半画角、ωｎは近接観察時の最大半画角である。
　条件式（１０）は、フォーカシングした際の観察画角に関するものである。フォーカシングの際には出来るだけ画角が変化しないことが望ましい。画角変化量が大きくなると、ピント合わせの際に視野範囲の変化が顕著になる。その結果、電子拡大を行っているような見え方になるため好ましくない。画角変化が条件式（１０）の範囲内であれば、観察範囲が大きく変わったと操作者に認識させることなく、違和感のないフォーカシングができる。
　遠距離物点から近距離物点に被写体の位置を変え、フォーカシングした際、条件式（１０）の下限を下回ると、ぼけた像にピントが合うと同時に被写体が拡大したような見え方となり好ましくない。一方、条件式（１０）の上限を上回ると、被写体が縮小したような見え方となり、好ましくない。さらには、遠距離観察時の焦点深度が浅くなるため、スクリ－ニング等の観察時など、使い勝手が悪くなる。
　さらに、上記実施形態においては、以下の条件式（１０）’を満足することがより望ましい。
　（１０）’　　　　０．９　＜　ωｎ　／　ωｆ　＜　１．１
　条件式（１０）’の範囲では、画角変化量がさらに小さくなるため、条件式（１０）における効果をより一層大きくすることができる。
　また、上記実施形態においては、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
　（１１）　　　　ωｆ　＞　６０
　条件式（１１）は、視野範囲である半画角を制限する式である。生体内のスクリーニングの際に病変部を見落とすリスクを低減するために、出来るだけ広角であることが望ましく、最低でも全物点域で視野角は１２０°以上が必要である。さらに望ましくは、以下の条件式（１１）’を満足し、視野範囲を１４０°以上とするとよい。
　（１１）’　　　　ωｆ　＞　７０
　次に、上述した実施形態の実施例１から３について、図３から図１４を参照して以下に説明する。
　なお、参照する図面において、ｒはレンズの面の曲率半径、ｄはレンズの面間隔を表し、ｒまたはｄの後ろに付された番号は面番号を表す。また、本明細書に記載されているレンズデータにおいて、曲率半径と面間隔の単位はｍｍである。収差図内において、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差を示している。
（実施例１）
　実施例１に係る対物光学系の構成を図３および図４に、そのレンズデータを下に示す。図３は通常観察状態（遠距離物点）を、図４は近接観察状態（近距離物点）を示している。本実施例に係る対物光学系は、第１群が物体側より順に、負レンズおよびパワーの弱い正レンズにより構成され、第２群が正レンズにて構成され、第３群が物体側より順に、正レンズ、平行平面板、および、正レンズと負レンズとを貼り合せた正の接合レンズにより構成されている。第３群の後方には、平行平面板が配置されている。
　このように構成された対物光学系の通常観察状態と近接観察状態の２状態における変動パラメータの値を表１に示し、各状態における収差図を図５および図６に示す。
レンズデータ
面番号　　　曲率半径　　　面間隔　　　　屈折率Ｎｅ　　アッベ数νｄ
　１　　　　　　　∞　　０．３８　　１．８８８１５　　　４０．７６
　２　　　１．１８２　　０．８５
　３　　－２．４６５　　０．６６　　１．８８８１５　　　４０．７６
　４　　－２．４５１　　　　Ｄ４
　５　　　１．３２９　　０．４８　　１．５９１４３　　　６１．１４
　６　　　１．４４２　　　　Ｄ６
　７　　　明るさ絞り　　０．２０
　８　　　５．４７４　　０．９１　　１．７７６２１　　　４９．６０
　９　　－５．４７４　　０．５３
１０　　　　　　　∞　　０．３１　　１．５１５６４　　　７５．００
１１　　　　　　　∞　　０．５３
１２　　　４．０１３　　１．５０　　１．４８９１５　　　７０．２３
１３　　－１．９５１　　０．３９　　１．９３４３０　　　１８．９０
１４　　－４．３８０　　１．３７
１５　　　　　　　∞　　０．４０　　１．５２４９８　　　５９．８９
１６　　　　　　　∞　　０．３０
１７　　　　　　　∞　　１．００　　１．５１８２５　　　６４．１４
１８　　　　　　　∞　　０．６５　　１．５０８０１　　　６０．００
１９　　　　　撮像面
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例２）
　実施例２に係る対物光学系の構成を図７および図８に、そのレンズデータを下に示す。図７は通常観察状態（遠距離物点）を、図８は近接観察状態（近距離物点）を示している。本実施例の対物光学系は、第１群が物体側より順に、負レンズ、平行平面板およびパワーの弱い負レンズにより構成され、第２群が正レンズにて構成され、第３群が物体側より順に、正レンズ、および、正レンズと負レンズとを貼り合せた正の接合レンズにより構成されている。
　このように構成された対物光学系の通常観察状態と近接観察状態の２状態における変動パラメータの値を表２に示し、各状態における収差図を図９および図１０示す。
レンズデータ
面番号　　　曲率半径　　　面間隔　　　　屈折率Ｎｅ　　アッベ数νｄ
　１　　　　　　　∞　　０．３８　　１．８８８１５　　　４０．７６
　２　　　１．３０５　　０．５３
　３　　　　　　　∞　　０．３１　　１．５１５６４　　　７５．００
　４　　　　　　　∞　　０．１９
　５　　－５．３０６　　０．５６　　１．７７６２１　　　４９．６０
　６　　－５．８９５　　　　Ｄ６
　７　　　１．５６０　　０．４８　　１．５９１４３　　　６１．１４
　８　　　１．７２４　　　　Ｄ８
　９　　　明るさ絞り　　０．２０
１０　　　３．９０３　　０．６０　　１．７７６２１　　　４９．６０
１１　　－６．２９３　　１．６４
１２　　　３．７４８　　１．６７　　１．４８９１５　　　７０．２３
１３　　－１．８６０　　０．３９　　１．９３４３０
１４　　－４．１２０　　１．３７
１５　　　　　　　∞　　１．３７　　１．５２４９８　　　５９．８９
１６　　　　　　　∞　　０．６４　　１．５０８０１　　　６０．００
１７　　　　　撮像面
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（実施例３）
　実施例３に係る対物光学系の構成を図１１および図１２に、そのレンズデータを下に示す。図１１は通常観察状態（遠距離物点）を、図１２は近接観察状態（近距離物点）を示している。本実施例の対物光学系は、第１群が、物体側より順に、負レンズおよびパワーの弱い負レンズにより構成され、第２群が、正レンズにて構成され、第３群が物体側より順に、正レンズ、平行平面板、および、正レンズと負レンズとを貼り合せた正の接合レンズにより構成されている。第３群の後方には、平行平面板が配置されている。
　このように構成された対物光学系の通常観察状態と近接観察状態の２状態における変動パラメータの値を表３に示し、各状態における収差図を図１３および図１４示す。
レンズデータ
面番号　　　　曲率半径　　面間隔　　　　　屈折率Ｎｅ　　アッベ数νｄ
　１　　　　　　　　∞　　０．３８　　１．８８８１５　　　４０．７６
　２　　　　１．２１７　　０．６８
　３　　－１０．３４４　　０．６７　　１．８８８１５　　　４０．７６
　４　　－１８．７０８　　　　Ｄ４
　５　　　　１．４６５　　０．４９　　１．５９１４３　　　６１．１４
　６　　　　１．７４８　　　　Ｄ６
　７　　　　明るさ絞り　　０．２０
　８　　　　４．２１７　　１．１１　　１．７７６２１　　　４９．６０
　９　　　－４．２１７　　０．６２
１０　　　　　　　　∞　　０．３１　　１．５１５６４　　　７５．００
１１　　　　　　　　∞　　０．６２
１２　　　　４．１９７　　１．５８　　１．４８９１５　　　７０．２３
１３　　　－１．９０２　　０．４０　　１．９３４３０　　　１８．９０
１４　　　－４．７７６　　１．２２
１５　　　　　　　　∞　　０．４０　　１．５２４９８　　　５９．８９
１６　　　　　　　　∞　　０．３０
１７　　　　　　　　∞　　０．４０　　１．５１８２５　　　６４．１４
１８　　　　　　　　∞　　１．００　　１．５０８０１　　　６０．００
１９　　　　　　撮像面
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表４に、実施例１から３に係る対物光学系における条件式（１）から（１１）の数値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（付記）
　なお、これらの実施例から以下の構成の発明が導かれる。
（付記項１）
　物体側から順に、第１群、第２群および第３群からなり、第１群が、物体側から順に、平凹レンズと、像側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなり、第２群が、正のパワーを有し、光軸方向の移動によってフォーカシングを行う対物光学系。
（付記項２）
　第１群が、負のパワーを有し、第３群が、正のパワーを有する付記項１に記載の対物光学系。
（付記項３）
　第２群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、第３群が、第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなる付記項１に記載の対物光学系。
（付記項４）
　以下の条件式（１）および（２）を満足する付記項１に記載の対物光学系。
　（１）　　　　｜ｆ／ｆ２｜　＜　０．１２
　（２）　　　　０．９２　＜　ｆ／ＩＨ　＜　１．０８
　ただし、ｆは遠点観察時の全系の焦点距離、ｆ２はメニスカスレンズの焦点距離、ＩＨは像高である。
（付記項５）
　物体側から順に平凹レンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズ、絞り、両面が凸面である第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、以下の条件式（３）を満足する対物光学系。
　（３）　　　　０．０８　＜　ｄ／ｆ　＜　０．３２
　ただし、ｄはメニスカスレンズと第１の正レンズとの空気間隔である。
（付記項６）
　第１群のメニスカスレンズが、パワーの弱い正または負レンズである付記項１に記載の対物光学系。
（付記項７）
　以下の条件式（４）を満足する付記項１から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（４）　　　　－０．９４　＜　ｆ１／ｆ　＜　－０．７２
　ただし、ｆ１は平凹レンズの焦点距離である。
（付記項８）
　以下の条件式（５）を満足する付記項１から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（５）　　　　５．１　＜　ｆ３／ｆ　＜　８．４
　ただし、ｆ３は第３レンズの焦点距離である。
（付記項９）
　以下の条件式（６）を満足する付記項３または付記項５に記載の対物光学系。
　（６）　　　　１．２　＜　ｆ４／ｆ　＜　２．６
　ただし、ｆ４は第１の正レンズの焦点距離である。
（付記項１０）
　以下の条件式（７）を満足する付記項３から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（７）　　　　０．５５　＜　｜ｆ５／ｆ６｜　＜　０．９４
　ただし、ｆ５は第２の正レンズの焦点距離、ｆ６は負レンズの焦点距離である。
（付記項１１）
　以下の条件式（８）を満足する付記項３または付記項５に記載の対物光学系。
　（８）　　　　０．９５　＜　｜ｒ／ｆ｜　＜　１．３
　ただし、rは第２の正レンズと負レンズとの接合面曲率半径である。
（付記項１２）
　以下の条件式（９）を満足する付記項１から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（９）　　　　６　＜　ＬＴＬ／ｆ　＜　８
　ただし、LＴＬはレンズ系全長である。
（付記項１３）
　以下の条件式（１０）を満足する付記項１から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（１０）　　　　０．８　＜　ωｎ　／　ωｆ　＜　１．２
　ただし、ωfは遠距離観察時の最大半画角、ωｎは近接観察時の最大半画角である。
（付記項１４）
　以下の条件式（１１）を満足する付記項１から付記項５のいずれかに記載の対物光学系。
　（１１）　　　　ωｆ　＞　６０
　１　対物光学系
　２　封止チップガラス
　３　光学部材
　Ｆ１，Ｆ２　平行平面板
　Ｇ１　第１群
　Ｇ２　第２群
　Ｇ３　第３群
　Ｌ１　第１レンズ（平凹レンズ）
　Ｌ２　第２レンズ（メニスカスレンズ）
　Ｌ３　第３レンズ（正メニスカスレンズ）
　Ｌ４　第４レンズ（第１の正レンズ）
　Ｌ５　正レンズ（第２の正レンズ）
　Ｌ６　負レンズ（負レンズ）
　Ｌ５６　第５レンズ（接合レンズ）
　Ｓ　明るさ絞り

Claims (5)

  1. 　物体側から順に、第１群、第２群および第３群からなり、
    　前記第１群が、物体側から順に、平凹レンズと、像側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなり、
    　前記第２群が、正のパワーを有し、光軸方向の移動によってフォーカシングを行う対物光学系。
  2. 　前記第１群が、負のパワーを有し、
    　前記第３群が、正のパワーを有する請求項１に記載の対物光学系。
  3. 　前記第２群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、
    　前記第３群が、第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなる請求項１に記載の対物光学系。
  4. 　以下の条件式（１）および（２）を満足する請求項１に記載の対物光学系。
    　（１）　　　　｜ｆ／ｆ２｜　＜　０．１２
    　（２）　　　　０．９２　＜　ｆ／ＩＨ　＜　１．０８
    　ただし、
    　ｆ：遠点観察時の全系の焦点距離、
    　ｆ２：メニスカスレンズの焦点距離、
    　ＩＨ：像高
    である。
  5. 　物体側から順に、平凹レンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズ、絞り、両面が凸面である第１の正レンズ、および、第２の正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、以下の条件式（３）を満足する対物光学系。
    　（３）　　　　０．０８　＜　ｄ／ｆ　＜　０．３２
    　ただし、
    　ｄ：メニスカスレンズと第１の正レンズの空気間隔
    である。
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