カメラヘッド
【課題】 ＣＣＤの入射角特性による周辺光量の劣化を改善するためにテレセントリックな光学系で、しかも、収差が十分に補正されたコンパクトな光学系を用いたカメラヘッド。
【解決手段】 内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズ６を備えたカメラヘッドにおいて、撮影レンズ６が、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、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とからなり、撮影レンズ６の光学系の全長を規定した条件（１）と第１レンズＬ１のパワーを規定した条件（２）を満足する。
【解決手段】 内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズ６を備えたカメラヘッドにおいて、撮影レンズ６が、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、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とからなり、撮影レンズ６の光学系の全長を規定した条件（１）と第１レンズＬ１のパワーを規定した条件（２）を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラヘッドに関し、特に、内視鏡の接眼部に取り付けてテレビカメラ観察を行い得るようにするための撮影レンズを備えたカメラヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内視鏡により得られる体腔内等の画像を撮像部へ導くためには、接眼レンズの後方に着脱自在な内視鏡テレビカメラが用いられる。この内視鏡用テレビカメラは、例えば図１に示すように、硬性鏡１等の接眼レンズ４の後方に撮影レンズ６を備えたカメラヘッド５を取り付けて、撮像部７内のＣＣＤ等の撮像素子上に結像させて、画像処理装置８を介して、モニターテレビ９で観察ができるようにするためのものである。なお、硬性鏡１内には、対物レンズ２、リレーレンズ３等が備えられている。
【０００３】
上述のように、撮像素子としてＣＣＤを用いる場合には、輝度シェーディングに注意する必要がある。ＣＣＤには、感度向上のために受光部の上部に各画素に対応したマイクロレンズが配置されていたりして、光の入射方向に対して厚みを持っている。この積層構造に対し、撮影レンズ光学系からの斜め入射光が入ると、入射光がＣＣＤの構造物に遮られて受光面への入射光量が減少してしまう。これが輝度シェーディングであり、したがって、像高が高くなる程ＣＣＤ面への入射角が大きくなり、画像としては画面の周辺が暗くなるという現象が起こる。また、近年ＣＣＤの高画素化に伴い被写体の高解像化が可能になる一方、ＣＣＤの画素サイズに対する光の入射方向の厚みが相対的に大きくなるため、上記の現象が起こりやすくなってきている。
【０００４】
ＣＣＤ受光面に入射した光は光電変換され、電気信号が画像処理装置８に送られる。この画像処理装置８では、撮影された被写体をモニターテレビ９に映し出す際に、被写体像の輝度にある閾値を設けて画面上最も明るい領域が上記の閾値以下となるような、あるいは、最も暗い領域が上記の閾値以上となるような電気的処理がなされている。これと前述の輝度シェーディングを考慮すると、前者の場合は、画面中心と比較して周辺が暗くなり、後者の場合は画面上に白い輝点、所謂白飛びの現象が起きてしまい、観察に支障をきたすことになり、好ましくない。
【０００５】
上述の欠点を改善するためには、テレセントリックな光学系を用いた撮影レンズ６が望まれる。しかし、一般に、内視鏡、特に外科手術等に用いられる硬性鏡では、眼視観察での利便性を考慮して、接眼レンズ４の射出瞳位置が接眼部より１０ｍｍ程度突出していることが多い。したがって、内視鏡接眼光学系の射出瞳位置と撮影レンズ光学系の入射側焦点位置を合わせてテレセントリック光学系とするためには、例えば３枚構成の光学系である特許文献１に記載の装置が知られている。しかしながら、特許文献１に記載の装置の光学系では、前述の瞳位置を一致させるようにしているものの、入射側焦点位置が第１レンズ第１面から離れているため光学系全長が大きくなってしまい、コンパクト性に欠けるという欠点がある。この欠点を対策するために単純に全長を小さくしようとした場合、瞳位置がレンズ系の内側に入り込むことになるが、相対的に光線高が低くなるためレンズのパワー不足を招き、パワーを上げようとすると加工が困難となってりまう。また、バックフォーカスも所望の長さを確立できず、テレセントリック性も崩れてしまう。
【０００６】
一方、４枚構成で収差補正、コンパクト化という点を考慮した従来例として特許文献２に記載されているものが知られている。前述のように、ＣＣＤ高画素化に伴い画素サイズが小さくなるため、テレセントリック性の向上が必要である。しかしながら、この従来例のタイプであると、パワー配分、光線高等の違いから、テレセントリック性を容易に実現できないという問題があった。
【特許文献１】特許第３，２７０，５９１号公報
【特許文献２】特許第２，５８２，１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述したように、ＣＣＤの入射角特性による周辺光量の劣化を改善するためにテレセントリックな光学系で、しかも、収差が十分に補正されたコンパクトな光学系を用いたカメラヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明のカメラヘッドは、内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズを備えたカメラヘッドにおいて、前記撮影レンズが、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズとからなり、以下の条件（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
（１） １．１＜Ｌ／ｆ＜１．４
（２） ０．５５＜ｆ1 ／ｆ＜０．８５
ただし、Ｌは第１レンズ第１面から像面までの軸上空気換算長、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ1 は第１レンズの焦点距離である。
【００１０】
以下に、本発明のカメラヘッドにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。
【００１１】
条件（１）は、撮影レンズの光学系の全長を規定したものである。条件（１）において、下限の１．１を超えると、光学系全長が短くなり過ぎて、レンズを配設する際にレンズ同士がぶつかってしまったり、レンズ取り付け枠のためのスペースがなくなったりする。また、各レンズの肉厚が薄くなってしまい、加工コストがアップしてしまうという問題が起こる。また、上限の１．４を超えると、光学系の全長が長くなり、それに応じて光線高が高くなるために、レンズの外径が大きくなり、コンパクト化の妨げになる。さらに加えて、球面収差やコマ収差等も適切に補正できなくなってしまう。
【００１２】
条件（２）は、第１レンズのパワーを規定したものである。長いバックフォーカスを得るため、また、光学系の全長を短くするために、全系の前側焦点位置を第１レンズの第１面に近づける必要があり、そのため、第１レンズのパワーを弱くする必要がある。条件（２）において、下限の０．５５を超えると、長いバックフォーカスを得ることができなくなる。また、近軸理論より得られる全系の焦点距離ｆと第１レンズ焦点距離、第２レンズの倍率β2 、第３レンズの倍率β3 、第４レンズの倍率β4 との関係式ｆ＝ｆ1 ×β2 ×β3 ×β4 から、第１レンズの焦点距離ｆ1 が小さくなると、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの倍率β2 、β3 、β4 が大きくなり、前側で発生した収差をこれら第２レンズ、第３レンズにより拡大することになるため、諸収差の補正が難しくなる。また、条件（２）において、上限の０．８５を超えると、バックフォーカスが長くなりすぎてコンパクト性に欠ける。
【００１３】
以上の条件（１）、（２）を満足することにより、４枚構成といった比較的簡単な構成であるにも係わらず、コンパクトな光学系を実現することができる。
【００１４】
また、さらに他の諸収差を良好に補正した光学系を得るためには、上記条件（１）、（２）に加え、以下の条件（３）、（４）も満足することが好ましい。
【００１５】
（３） ０．４＜ｒ1 ／ｆ＜０．７５
（４） ０．１＜｜φ2 ｜＜０．３
ただし、ｒ1 は第１レンズの第１面の曲率半径、φ2 は第２レンズの屈折力（ｍｍ-1）である。
【００１６】
条件（３）は、第１レンズの第１面のパワーを規定することで、良好な画質を得るための条件である。条件（３）において、下限の０．４を超えると、球面収差が補正過剰になり、良好な画質が得られなくなる。また、上限の０．７５を超えると、上側光線によるコマ収差が負への補正過剰となり、例えば画像周辺の画質が劣化して好ましくない。
【００１７】
条件（４）は、第２レンズのパワーを規定したものである。本発明のカメラヘッドを硬性鏡等の接眼レンズと組み合わせたときに、片ボケのない画面周辺まで良好な画像が得られるようにするためには、像面湾曲を十分に補正する必要がある。そのためには、負レンズのパワーを適切なものにすることが重要である。条件（４）において、下限の０．１を超えると、像面湾曲が補正不足になる。また、上限の０．３を超えると、像面湾曲の補正が過剰になる。
【００１８】
なお、撮像部にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いる場合、撮影レンズの光学系に対する内視鏡接眼レンズの射出瞳位置は固定であり、諸収差の変動が少ないので、固体撮像素子を光軸方向に繰り出すことによってピント調整を行うことが好ましいが、撮影レンズの光学系を前後に移動することによってピント調整を行うようにしてもよい。また、撮像部が複数のＣＣＤを含む色分解プリズムユニットからなるものであってもよい。
【００１９】
また、さらに、以下の条件（５）、（６）を満足すると、より良好な画像を得られる光学系を実現することができる。
【００２０】
（５） ｜ＴＷ｜＜２°
（６） （ν3 ＋ν4 ）／２＞５０
ただし、ＴＷは最大像高主光線の像面への入射角度、ν3 は第３レンズのアッベ数、ν4 は第４レンズのアッベ数である。
【００２１】
条件（５）は、撮影レンズの光学系のテレセントリック性について規定したものである。撮像素子として使用するＣＣＤの高画素化が進めば、前述したように、当然画素サイズが小さくなり、シェーディングに対する光線の入射角の許容範囲も狭くなる。図２に示されているのは、画素サイズが５μｍ程度であるＣＣＤの感度特性である。また，３板カメラ等では色分解プリズムを使用するが、この場合、プリズム面への光線の入射角特性も重要となる。一般的に、色分解プリズムへの入射角が大きくなると、色シェーディングが発生してしまう。したがって、近年のＣＣＤの高画素化、色分解プリズムの色シェーディングを考慮すると、条件（５）を満足することが望ましい。
【００２２】
条件（６）は、第３レンズと第４レンズのアッベ数について規定したものである。本発明では、第３レンズ、第４レンズで光線高を高くすることによってテレセントリックな光学系を実現している。このため、色収差、特に倍率の色収差の補正は、この第３レンズ、第４レンズに負うところが大きい。したがって、条件（６）の下限の５０を超えると、色収差、特に倍率の色収差が補正し切れなくなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、周辺光量が不足することがなく、しかも、収差が十分に補正されたコンパクトな光学系のカメラヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明におけるカメラヘッド光学系の実施例１〜４を説明する。
【００２５】
実施例１のカメラヘッド光学系の構成は、図３の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００２６】
この実施例１の撮影レンズ６の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差についての収差状況は図７の収差図に示す通りである。この収差図中において、“ＦＩＹ”は像高を表す。以下、同じ。
【００２７】
実施例１の場合は、光学系のコンパクト化と撮像面への光線入射角、つまりテレセントリック性を重視したものとなっている。すなわち、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４のパワー配分のバランスを取り、第３レンズＬ３で上げた光線高を第４レンズで下げる際、撮像面への光線入射角が小さくなることを優先させた。
【００２８】
実施例２のカメラヘッド光学系の構成は、図４の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、凸平レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００２９】
この実施例２の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図８の収差図に示す通りである。
【００３０】
実施例２の場合は、実施例１と後記の実施例４で重視した項目のバランスを取ったものとなっている。すなわち、テレセントリック性を確保しつつ、コンパクト化、画質を考慮している。
【００３１】
実施例３のカメラヘッド光学系の構成は、図５の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００３２】
この実施例３の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図９の収差図に示す通りである。
【００３３】
実施例３の場合は、光学系のレンズ、特に凸メニスカスレンズの加工性を重視したものとなっている。すなわち、２つの正メニスカスレンズにおいて、各面の曲率半径の差を大きくすることで、加工性の向上を図った。
【００３４】
実施例４のカメラヘッド光学系の構成は、図６の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００３５】
この実施例４の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図１０の収差図に示す通りである。
【００３６】
実施例４の場合は、光学系のコンパクト化を最も重視し、また、像面湾曲量つまり画質を重視したものとなっている。すなわち、正メニスカスレンズである第３レンズＬ３の凹面の曲率半径を小さくすることで、光線高を上げる効果を大きくして、像面湾曲を他の実施例よりも良く補正している。
【００３７】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の他、ｆは全系の焦点距離、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。
【００３８】
実施例１
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 1.9
ｒ4 = 10.484 ｄ4 = 3.5 ｎd2 =1.788 νd2 =47.37
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 4.0
ｒ6 = -11.061 ｄ6 = 2.2 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 11.061 ｄ7 = 2.0
ｒ8 = -22.182 ｄ8 = 3.1 ｎd4 =1.72916 νd4 =54.68
ｒ9 = -10.691 ｄ9 = 0.54
ｒ10= 13.408 ｄ10= 3.1 ｎd5 =1.788 νd5 =47.37
ｒ11= -60.966
ｆ ＝18.46
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.212
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.72
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.57
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.16
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.03 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝51.03 。
【００３９】
実施例２
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 4.0651
ｒ4 = 10.1651 ｄ4 = 2.5831 ｎd2 =1.83481 νd2 =42.71
ｒ5 = 127.9514 ｄ5 = 3.5
ｒ6 = -17.1888 ｄ6 = 2.2339 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 8.9058 ｄ7 = 1.9
ｒ8 = -14.2003 ｄ8 = 2.7002 ｎd4 =1.7725 νd4 =49.6
ｒ9 = -9.3 ｄ9 = 0.9889
ｒ10= 11.2501 ｄ10= 2.7031 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ11= ∞
ｆ ＝18.45
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.209
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.71
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.55
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.15
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.25 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝52.14 。
【００４０】
実施例３
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 4.3292
ｒ4 = 13 ｄ4 = 3.2 ｎd2 =1.883 νd2 =40.76
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 3.1
ｒ6 = -14.1245 ｄ6 = 2.5574 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 14.7074 ｄ7 = 2.7
ｒ8 = -32.0904 ｄ8 = 3.0913 ｎd4 =1.7725 νd4 =49.6
ｒ9 = -11.1301 ｄ9 = 1
ｒ10= 13.4383 ｄ10= 3.0947 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ11= 63.8046
ｆ ＝18.44
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.31
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.80
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.70
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.12
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.33 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝52.14 。
【００４１】
実施例４
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 1.9
ｒ4 = 8.2 ｄ4 = 3.5 ｎd2 =1.7859 νd2 =44.2
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 2.7
ｒ6 = -10.2063 ｄ6 = 2.2 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 6.993 ｄ7 = 2.3
ｒ8 = -10.7952 ｄ8 = 2.8 ｎd4 =1.51823 νd4 =58.9
ｒ9 = -6.3724 ｄ9 = 0.7
ｒ10= 10.8202 ｄ10= 3 ｎd5 =1.7725 νd5 =49.6
ｒ11= -460.807
ｆ ＝18.46
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.17
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.57
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.44
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.22
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.13 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝54.25 。
【００４２】
以上、本発明のカメラヘッド光学系の撮影レンズは、何れの実施例においても、各条件式（１）〜（６）を満足することにより、良好な性能が得られる。
【００４３】
なお、各実施例において、撮影レンズ６の第１レンズＬ１の前には、平行平板のカバーガラス１０が配置されているが、これはゴミ、塵等がカメラヘッド５内部へ侵入するのを防止するためのものである。また、カバーガラス１０にサファイアを使用し、メタライズ後に半田付けして封止ユニットとすることで、オートクレーブにも対応することができる。この際、サファイアの屈折率が大きく反射率が高いため、カバーガラス１０を図３〜図６に示すように傾けて配置することにより、カバーガラス１０の面での反射光によるゴーストを防止するようにしている。あるいは、サファイア表面に反射防止コートを施しても効果的である。
【００４４】
一般に、上記実施例のように、撮影レンズ６と撮像部７が一体となっている内視鏡用カメラヘッド５の場合、図１１に示すように、複数の内視鏡（硬性鏡）１1 〜１n が選択的に接続される内視鏡テレビカメラシステムとなる。なお、以上の本発明のカメラヘッドでは、輝度シェーディングによる光量の低下を撮影レンズをテレセントリックとすることで改善を図っているが、より多くの仕様の異なる複数の内視鏡１1 〜１n に対応するために、画像処理装置８のＤＳＰ（Digital Signal Processor）にて輝度平均化を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】硬性内視鏡とテレビカメラシステムの構成を示す図である。
【図２】ＣＣＤ相対感度の入射角特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例１のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図４】本発明の実施例２のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図５】本発明の実施例３のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図６】本発明の実施例４のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図７】本発明の実施例１のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図８】本発明の実施例２のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図９】本発明の実施例３のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図１０】本発明の実施例４のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図１１】複数の内視鏡と本発明のカメラヘッドを含む内視鏡テレビカメラシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１1 〜１n …硬性鏡（内視鏡）
２…対物レンズ
３…リレーレンズ
４…接眼レンズ
５…カメラヘッド
６…撮影レンズ
７…撮像部
８…画像処理装置
９…モニターテレビ
１０…カバーガラス
１１…色分解プリズム
１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ…ＣＣＤ
Ｓ…絞り
Ｌ１…第１レンズ
Ｌ２…第２レンズ
Ｌ３…第３レンズ
Ｌ４…第４レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラヘッドに関し、特に、内視鏡の接眼部に取り付けてテレビカメラ観察を行い得るようにするための撮影レンズを備えたカメラヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内視鏡により得られる体腔内等の画像を撮像部へ導くためには、接眼レンズの後方に着脱自在な内視鏡テレビカメラが用いられる。この内視鏡用テレビカメラは、例えば図１に示すように、硬性鏡１等の接眼レンズ４の後方に撮影レンズ６を備えたカメラヘッド５を取り付けて、撮像部７内のＣＣＤ等の撮像素子上に結像させて、画像処理装置８を介して、モニターテレビ９で観察ができるようにするためのものである。なお、硬性鏡１内には、対物レンズ２、リレーレンズ３等が備えられている。
【０００３】
上述のように、撮像素子としてＣＣＤを用いる場合には、輝度シェーディングに注意する必要がある。ＣＣＤには、感度向上のために受光部の上部に各画素に対応したマイクロレンズが配置されていたりして、光の入射方向に対して厚みを持っている。この積層構造に対し、撮影レンズ光学系からの斜め入射光が入ると、入射光がＣＣＤの構造物に遮られて受光面への入射光量が減少してしまう。これが輝度シェーディングであり、したがって、像高が高くなる程ＣＣＤ面への入射角が大きくなり、画像としては画面の周辺が暗くなるという現象が起こる。また、近年ＣＣＤの高画素化に伴い被写体の高解像化が可能になる一方、ＣＣＤの画素サイズに対する光の入射方向の厚みが相対的に大きくなるため、上記の現象が起こりやすくなってきている。
【０００４】
ＣＣＤ受光面に入射した光は光電変換され、電気信号が画像処理装置８に送られる。この画像処理装置８では、撮影された被写体をモニターテレビ９に映し出す際に、被写体像の輝度にある閾値を設けて画面上最も明るい領域が上記の閾値以下となるような、あるいは、最も暗い領域が上記の閾値以上となるような電気的処理がなされている。これと前述の輝度シェーディングを考慮すると、前者の場合は、画面中心と比較して周辺が暗くなり、後者の場合は画面上に白い輝点、所謂白飛びの現象が起きてしまい、観察に支障をきたすことになり、好ましくない。
【０００５】
上述の欠点を改善するためには、テレセントリックな光学系を用いた撮影レンズ６が望まれる。しかし、一般に、内視鏡、特に外科手術等に用いられる硬性鏡では、眼視観察での利便性を考慮して、接眼レンズ４の射出瞳位置が接眼部より１０ｍｍ程度突出していることが多い。したがって、内視鏡接眼光学系の射出瞳位置と撮影レンズ光学系の入射側焦点位置を合わせてテレセントリック光学系とするためには、例えば３枚構成の光学系である特許文献１に記載の装置が知られている。しかしながら、特許文献１に記載の装置の光学系では、前述の瞳位置を一致させるようにしているものの、入射側焦点位置が第１レンズ第１面から離れているため光学系全長が大きくなってしまい、コンパクト性に欠けるという欠点がある。この欠点を対策するために単純に全長を小さくしようとした場合、瞳位置がレンズ系の内側に入り込むことになるが、相対的に光線高が低くなるためレンズのパワー不足を招き、パワーを上げようとすると加工が困難となってりまう。また、バックフォーカスも所望の長さを確立できず、テレセントリック性も崩れてしまう。
【０００６】
一方、４枚構成で収差補正、コンパクト化という点を考慮した従来例として特許文献２に記載されているものが知られている。前述のように、ＣＣＤ高画素化に伴い画素サイズが小さくなるため、テレセントリック性の向上が必要である。しかしながら、この従来例のタイプであると、パワー配分、光線高等の違いから、テレセントリック性を容易に実現できないという問題があった。
【特許文献１】特許第３，２７０，５９１号公報
【特許文献２】特許第２，５８２，１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述したように、ＣＣＤの入射角特性による周辺光量の劣化を改善するためにテレセントリックな光学系で、しかも、収差が十分に補正されたコンパクトな光学系を用いたカメラヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明のカメラヘッドは、内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズを備えたカメラヘッドにおいて、前記撮影レンズが、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズとからなり、以下の条件（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
（１） １．１＜Ｌ／ｆ＜１．４
（２） ０．５５＜ｆ1 ／ｆ＜０．８５
ただし、Ｌは第１レンズ第１面から像面までの軸上空気換算長、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ1 は第１レンズの焦点距離である。
【００１０】
以下に、本発明のカメラヘッドにおいて上記構成をとる理由と作用を説明する。
【００１１】
条件（１）は、撮影レンズの光学系の全長を規定したものである。条件（１）において、下限の１．１を超えると、光学系全長が短くなり過ぎて、レンズを配設する際にレンズ同士がぶつかってしまったり、レンズ取り付け枠のためのスペースがなくなったりする。また、各レンズの肉厚が薄くなってしまい、加工コストがアップしてしまうという問題が起こる。また、上限の１．４を超えると、光学系の全長が長くなり、それに応じて光線高が高くなるために、レンズの外径が大きくなり、コンパクト化の妨げになる。さらに加えて、球面収差やコマ収差等も適切に補正できなくなってしまう。
【００１２】
条件（２）は、第１レンズのパワーを規定したものである。長いバックフォーカスを得るため、また、光学系の全長を短くするために、全系の前側焦点位置を第１レンズの第１面に近づける必要があり、そのため、第１レンズのパワーを弱くする必要がある。条件（２）において、下限の０．５５を超えると、長いバックフォーカスを得ることができなくなる。また、近軸理論より得られる全系の焦点距離ｆと第１レンズ焦点距離、第２レンズの倍率β2 、第３レンズの倍率β3 、第４レンズの倍率β4 との関係式ｆ＝ｆ1 ×β2 ×β3 ×β4 から、第１レンズの焦点距離ｆ1 が小さくなると、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの倍率β2 、β3 、β4 が大きくなり、前側で発生した収差をこれら第２レンズ、第３レンズにより拡大することになるため、諸収差の補正が難しくなる。また、条件（２）において、上限の０．８５を超えると、バックフォーカスが長くなりすぎてコンパクト性に欠ける。
【００１３】
以上の条件（１）、（２）を満足することにより、４枚構成といった比較的簡単な構成であるにも係わらず、コンパクトな光学系を実現することができる。
【００１４】
また、さらに他の諸収差を良好に補正した光学系を得るためには、上記条件（１）、（２）に加え、以下の条件（３）、（４）も満足することが好ましい。
【００１５】
（３） ０．４＜ｒ1 ／ｆ＜０．７５
（４） ０．１＜｜φ2 ｜＜０．３
ただし、ｒ1 は第１レンズの第１面の曲率半径、φ2 は第２レンズの屈折力（ｍｍ-1）である。
【００１６】
条件（３）は、第１レンズの第１面のパワーを規定することで、良好な画質を得るための条件である。条件（３）において、下限の０．４を超えると、球面収差が補正過剰になり、良好な画質が得られなくなる。また、上限の０．７５を超えると、上側光線によるコマ収差が負への補正過剰となり、例えば画像周辺の画質が劣化して好ましくない。
【００１７】
条件（４）は、第２レンズのパワーを規定したものである。本発明のカメラヘッドを硬性鏡等の接眼レンズと組み合わせたときに、片ボケのない画面周辺まで良好な画像が得られるようにするためには、像面湾曲を十分に補正する必要がある。そのためには、負レンズのパワーを適切なものにすることが重要である。条件（４）において、下限の０．１を超えると、像面湾曲が補正不足になる。また、上限の０．３を超えると、像面湾曲の補正が過剰になる。
【００１８】
なお、撮像部にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いる場合、撮影レンズの光学系に対する内視鏡接眼レンズの射出瞳位置は固定であり、諸収差の変動が少ないので、固体撮像素子を光軸方向に繰り出すことによってピント調整を行うことが好ましいが、撮影レンズの光学系を前後に移動することによってピント調整を行うようにしてもよい。また、撮像部が複数のＣＣＤを含む色分解プリズムユニットからなるものであってもよい。
【００１９】
また、さらに、以下の条件（５）、（６）を満足すると、より良好な画像を得られる光学系を実現することができる。
【００２０】
（５） ｜ＴＷ｜＜２°
（６） （ν3 ＋ν4 ）／２＞５０
ただし、ＴＷは最大像高主光線の像面への入射角度、ν3 は第３レンズのアッベ数、ν4 は第４レンズのアッベ数である。
【００２１】
条件（５）は、撮影レンズの光学系のテレセントリック性について規定したものである。撮像素子として使用するＣＣＤの高画素化が進めば、前述したように、当然画素サイズが小さくなり、シェーディングに対する光線の入射角の許容範囲も狭くなる。図２に示されているのは、画素サイズが５μｍ程度であるＣＣＤの感度特性である。また，３板カメラ等では色分解プリズムを使用するが、この場合、プリズム面への光線の入射角特性も重要となる。一般的に、色分解プリズムへの入射角が大きくなると、色シェーディングが発生してしまう。したがって、近年のＣＣＤの高画素化、色分解プリズムの色シェーディングを考慮すると、条件（５）を満足することが望ましい。
【００２２】
条件（６）は、第３レンズと第４レンズのアッベ数について規定したものである。本発明では、第３レンズ、第４レンズで光線高を高くすることによってテレセントリックな光学系を実現している。このため、色収差、特に倍率の色収差の補正は、この第３レンズ、第４レンズに負うところが大きい。したがって、条件（６）の下限の５０を超えると、色収差、特に倍率の色収差が補正し切れなくなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、周辺光量が不足することがなく、しかも、収差が十分に補正されたコンパクトな光学系のカメラヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明におけるカメラヘッド光学系の実施例１〜４を説明する。
【００２５】
実施例１のカメラヘッド光学系の構成は、図３の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００２６】
この実施例１の撮影レンズ６の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差についての収差状況は図７の収差図に示す通りである。この収差図中において、“ＦＩＹ”は像高を表す。以下、同じ。
【００２７】
実施例１の場合は、光学系のコンパクト化と撮像面への光線入射角、つまりテレセントリック性を重視したものとなっている。すなわち、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４のパワー配分のバランスを取り、第３レンズＬ３で上げた光線高を第４レンズで下げる際、撮像面への光線入射角が小さくなることを優先させた。
【００２８】
実施例２のカメラヘッド光学系の構成は、図４の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、凸平レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００２９】
この実施例２の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図８の収差図に示す通りである。
【００３０】
実施例２の場合は、実施例１と後記の実施例４で重視した項目のバランスを取ったものとなっている。すなわち、テレセントリック性を確保しつつ、コンパクト化、画質を考慮している。
【００３１】
実施例３のカメラヘッド光学系の構成は、図５の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００３２】
この実施例３の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図９の収差図に示す通りである。
【００３３】
実施例３の場合は、光学系のレンズ、特に凸メニスカスレンズの加工性を重視したものとなっている。すなわち、２つの正メニスカスレンズにおいて、各面の曲率半径の差を大きくすることで、加工性の向上を図った。
【００３４】
実施例４のカメラヘッド光学系の構成は、図６の断面図に示す通りである。この光学系中のカバーガラス１０を含めた撮影レンズ６の数値データは後記する。この光学系は、カバーガラス１０と撮影レンズ６と撮像部７とからなり、撮影レンズ６は、絞りＳと、凸平レンズである第１レンズＬ１と、両凹レンズである第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４とからなる。撮像部７は、色分解プリズム１１と、色分解プリズム１１でＲＧＢ３色に色分解された像面に配置されたＣＣＤ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとからなる。
【００３５】
この実施例４の撮影レンズ６の図７同様の収差状況は図１０の収差図に示す通りである。
【００３６】
実施例４の場合は、光学系のコンパクト化を最も重視し、また、像面湾曲量つまり画質を重視したものとなっている。すなわち、正メニスカスレンズである第３レンズＬ３の凹面の曲率半径を小さくすることで、光線高を上げる効果を大きくして、像面湾曲を他の実施例よりも良く補正している。
【００３７】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の他、ｆは全系の焦点距離、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。
【００３８】
実施例１
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 1.9
ｒ4 = 10.484 ｄ4 = 3.5 ｎd2 =1.788 νd2 =47.37
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 4.0
ｒ6 = -11.061 ｄ6 = 2.2 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 11.061 ｄ7 = 2.0
ｒ8 = -22.182 ｄ8 = 3.1 ｎd4 =1.72916 νd4 =54.68
ｒ9 = -10.691 ｄ9 = 0.54
ｒ10= 13.408 ｄ10= 3.1 ｎd5 =1.788 νd5 =47.37
ｒ11= -60.966
ｆ ＝18.46
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.212
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.72
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.57
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.16
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.03 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝51.03 。
【００３９】
実施例２
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 4.0651
ｒ4 = 10.1651 ｄ4 = 2.5831 ｎd2 =1.83481 νd2 =42.71
ｒ5 = 127.9514 ｄ5 = 3.5
ｒ6 = -17.1888 ｄ6 = 2.2339 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 8.9058 ｄ7 = 1.9
ｒ8 = -14.2003 ｄ8 = 2.7002 ｎd4 =1.7725 νd4 =49.6
ｒ9 = -9.3 ｄ9 = 0.9889
ｒ10= 11.2501 ｄ10= 2.7031 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ11= ∞
ｆ ＝18.45
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.209
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.71
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.55
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.15
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.25 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝52.14 。
【００４０】
実施例３
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 4.3292
ｒ4 = 13 ｄ4 = 3.2 ｎd2 =1.883 νd2 =40.76
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 3.1
ｒ6 = -14.1245 ｄ6 = 2.5574 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 14.7074 ｄ7 = 2.7
ｒ8 = -32.0904 ｄ8 = 3.0913 ｎd4 =1.7725 νd4 =49.6
ｒ9 = -11.1301 ｄ9 = 1
ｒ10= 13.4383 ｄ10= 3.0947 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ11= 63.8046
ｆ ＝18.44
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.31
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.80
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.70
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.12
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.33 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝52.14 。
【００４１】
実施例４
ｒ1 = ∞ ｄ1 = 0.7 ｎd1 =1.7682 νd1 =71.79
ｒ2 = ∞ ｄ2 = 6.1
ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 1.9
ｒ4 = 8.2 ｄ4 = 3.5 ｎd2 =1.7859 νd2 =44.2
ｒ5 = ∞ ｄ5 = 2.7
ｒ6 = -10.2063 ｄ6 = 2.2 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78
ｒ7 = 6.993 ｄ7 = 2.3
ｒ8 = -10.7952 ｄ8 = 2.8 ｎd4 =1.51823 νd4 =58.9
ｒ9 = -6.3724 ｄ9 = 0.7
ｒ10= 10.8202 ｄ10= 3 ｎd5 =1.7725 νd5 =49.6
ｒ11= -460.807
ｆ ＝18.46
（１）Ｌ／ｆ ＝ 1.17
（２）ｆ1 ／ｆ ＝ 0.57
（３）ｒ1 ／ｆ ＝ 0.44
（４）｜φ2 ｜ ＝ 0.22
（５）｜ＴＷ｜ ＝ 0.13 °
（６）（ν3 ＋ν4 ）／２＝54.25 。
【００４２】
以上、本発明のカメラヘッド光学系の撮影レンズは、何れの実施例においても、各条件式（１）〜（６）を満足することにより、良好な性能が得られる。
【００４３】
なお、各実施例において、撮影レンズ６の第１レンズＬ１の前には、平行平板のカバーガラス１０が配置されているが、これはゴミ、塵等がカメラヘッド５内部へ侵入するのを防止するためのものである。また、カバーガラス１０にサファイアを使用し、メタライズ後に半田付けして封止ユニットとすることで、オートクレーブにも対応することができる。この際、サファイアの屈折率が大きく反射率が高いため、カバーガラス１０を図３〜図６に示すように傾けて配置することにより、カバーガラス１０の面での反射光によるゴーストを防止するようにしている。あるいは、サファイア表面に反射防止コートを施しても効果的である。
【００４４】
一般に、上記実施例のように、撮影レンズ６と撮像部７が一体となっている内視鏡用カメラヘッド５の場合、図１１に示すように、複数の内視鏡（硬性鏡）１1 〜１n が選択的に接続される内視鏡テレビカメラシステムとなる。なお、以上の本発明のカメラヘッドでは、輝度シェーディングによる光量の低下を撮影レンズをテレセントリックとすることで改善を図っているが、より多くの仕様の異なる複数の内視鏡１1 〜１n に対応するために、画像処理装置８のＤＳＰ（Digital Signal Processor）にて輝度平均化を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】硬性内視鏡とテレビカメラシステムの構成を示す図である。
【図２】ＣＣＤ相対感度の入射角特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例１のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図４】本発明の実施例２のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図５】本発明の実施例３のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図６】本発明の実施例４のカメラヘッド光学系の断面図である。
【図７】本発明の実施例１のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図８】本発明の実施例２のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図９】本発明の実施例３のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図１０】本発明の実施例４のカメラヘッド光学系における撮影レンズの収差図である。
【図１１】複数の内視鏡と本発明のカメラヘッドを含む内視鏡テレビカメラシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１1 〜１n …硬性鏡（内視鏡）
２…対物レンズ
３…リレーレンズ
４…接眼レンズ
５…カメラヘッド
６…撮影レンズ
７…撮像部
８…画像処理装置
９…モニターテレビ
１０…カバーガラス
１１…色分解プリズム
１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ…ＣＣＤ
Ｓ…絞り
Ｌ１…第１レンズ
Ｌ２…第２レンズ
Ｌ３…第３レンズ
Ｌ４…第４レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズを備えたカメラヘッドにおいて、前記撮影レンズが、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズとからなり、以下の条件（１）、（２）を満足することを特徴とするカメラヘッド。
（１） １．１＜Ｌ／ｆ＜１．４
（２） ０．５５＜ｆ1 ／ｆ＜０．８５
ただし、Ｌは第１レンズ第１面から像面までの軸上空気換算長、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ1 は第１レンズの焦点距離である。
【請求項２】
前記撮影レンズがさらに以下の条件（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項１記載のカメラヘッド。
（３） ０．４＜ｒ1 ／ｆ＜０．７５
（４） ０．１＜｜φ2 ｜＜０．３
ただし、ｒ1 は第１レンズの第１面の曲率半径、φ2 は第２レンズの屈折力（ｍｍ-1）である。
【請求項３】
前記撮影レンズの撮像部が固体撮像素子を備え、前記固体撮像素子を光軸方向に繰り出すことによってピント調整を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のカメラヘッド。
【請求項４】
前記撮影レンズの撮像部は、複数のＣＣＤを含む色分解プリズムユニットからなることを特徴とする請求項３記載のカメラヘッド。
【請求項１】
内視鏡の接眼部に取り付けて撮影を行う撮影レンズを備えたカメラヘッドにおいて、前記撮影レンズが、少なくとも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズを持ち、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズとからなり、以下の条件（１）、（２）を満足することを特徴とするカメラヘッド。
（１） １．１＜Ｌ／ｆ＜１．４
（２） ０．５５＜ｆ1 ／ｆ＜０．８５
ただし、Ｌは第１レンズ第１面から像面までの軸上空気換算長、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ1 は第１レンズの焦点距離である。
【請求項２】
前記撮影レンズがさらに以下の条件（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項１記載のカメラヘッド。
（３） ０．４＜ｒ1 ／ｆ＜０．７５
（４） ０．１＜｜φ2 ｜＜０．３
ただし、ｒ1 は第１レンズの第１面の曲率半径、φ2 は第２レンズの屈折力（ｍｍ-1）である。
【請求項３】
前記撮影レンズの撮像部が固体撮像素子を備え、前記固体撮像素子を光軸方向に繰り出すことによってピント調整を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のカメラヘッド。
【請求項４】
前記撮影レンズの撮像部は、複数のＣＣＤを含む色分解プリズムユニットからなることを特徴とする請求項３記載のカメラヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−５３２１８（Ｐ２００６−５３２１８Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３３１５２（Ｐ２００４−２３３１５２）
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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