JP2000267002A

JP2000267002A - 光学系

Info

Publication number: JP2000267002A
Application number: JP11068018A
Authority: JP
Inventors: Mitsujiro Konno; 光次郎金野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-29
Also published as: US6433937B1

Abstract

(57)【要約】【課題】スクリーニング用の単焦点内視鏡並の全長短
縮と広視野角を図りつつ、拡大倍率が大きい拡大内視鏡
用の光学系を提供する。【解決手段】物体側から順に負の作用を有する第１発
散レンズ群Ｌ₁と、正の作用を有する第２収斂レンズ群
Ｌ₂と、負の作用を有する第３発散レンズ群Ｌ₃とより
なり、第２収斂レンズ群Ｌ₂を光軸に沿って移動させて
変倍をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を用
いた撮像光学系において、とくに物体距離を変動しなが
ら拡大をおこなう光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型のＣＣＤ（固体撮像素子）を
用いた電子式内視鏡が流行っている。これによれば、体
腔内の病変をＴＶモニター上で多人数で観察することが
できるので、複数の医者で観察および診断が可能であ
り、また、患者も自分の病変を見ながら診断してもらえ
るという大なる効果がある。

【０００３】このような内視鏡の中でも、病変部を近接
観察してその微細構造を観察することで、微小病変の浸
潤の度合いや切除範囲の診断を目的とした、いわゆる拡
大内視鏡が注目されている。拡大内視鏡用の光学系に
は、例えば特公昭６１−４４２８３号公報や特開平４−
２１８０１２号公報に開示されたものなどがある。これ
らの光学系は、それぞれ３群式、４群式の拡大光学系で
あり、大きな観察倍率を得ることができるが、光学系の
全長が大きく患者の負担が大きいという問題点がある。

【０００４】これに対し、特公昭５５−１５００４号公
報や特開平１−２７９２１９号公報に開示されたもので
は、２群式の光学系によって光学系全長を短くしてい
る。しかしながら、拡大時の作動距離（以下ＷＤとい
う）が長く拡大率が小さいという欠点がある。また、遠
方観察時の視野角２ｗが１００度以下と狭く、病変を発
見するのに時間がかかるという欠点もある。現在、近接
観察機能をもたないスクリーニング用の単焦点内視鏡は
視野角２ｗが１３０度程度であるので、これと同程度の
広い画角が望ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】２群式の光学系は全長
を短縮することが容易であるが、収斂レンズ群を光軸方
向に移動した場合に、遠方観察時と近接観察時における
光線高が大きく変動するために、非点収差の変動を抑え
ることが困難となる。このため、収斂レンズの移動にと
もない、メリジオナル方向の像面が大きく変動すること
になる。

【０００６】図１（Ａ）に概念図を示す。図中、光線１
は遠方観察時の光線であり、光線２は近接観察時の光線
である。これから分かるように、光線１は第１発散レン
ズ群Ｌ₁と第２収斂レンズ群Ｌ₂の高い位置を通過す
る。光線１の状態で第１発散レンズ群Ｌ₁と第２収斂レ
ンズ群Ｌ₂のパワーをバランスさせ、非点収差の発生を
０とすると、光線２で光線高が低くなったときに第１発
散レンズ群Ｌ₁の作用が弱まり、非点収差が補正不足に
なってしまう。つまり従来の２群式の光学系では収差補
正上、収斂レンズ群の移動ストロークを大きくできな
い。このため、近接観察時のＷＤを短くして光学系倍率
を大きくすることが困難となる。

【０００７】さらに収斂レンズ群の移動ストロークが小
さいことは、遠方観察時の画角を大きくできないことに
もつながる。なぜなら、遠方観察時と近接観察時の画角
の大きさは相関関係があり、遠方観察時の画角を大きく
すると近接観察時の倍率が小さくなってしまうが、スト
ローク量が小さいと、この拡大倍率の低下を解消するこ
とができないからである。

【０００８】本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、スクリーニング用の
単焦点内視鏡並の全長短縮と広視野角を図りつつ、拡大
倍率が大きい拡大内視鏡用の光学系を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の内視鏡光学系は、（１）物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群と
第３レンズ群の３つのレンズ群よりなり前記第２レンズ
群が可動な光学系において、前記第２レンズ群の移動に
よって、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群による非
点収差が補正されている状態と、前記第２レンズ群と前
記第３レンズ群による非点収差が補正されている状態と
を含むことを特徴とする光学系。

【００１０】（２）物体側から順に負の作用を有する
第１発散レンズ群と、正の作用を有する第２収斂レンズ
群と、負の作用を有する第３発散レンズ群とよりなる結
像系を少なくとも含み、前記第２収斂レンズ群を光軸に
沿って移動させることを特徴とする撮像光学系。

【００１１】（３）以下の条件（１）、（２）を満足
することを特徴とする前記（２）項に記載の撮像光学
系。 −１．３＜ β_2T ＜ β_2W ・・・（１）１＜ │β_3T│ ・・・（２）ただし、β_2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍
率、β_2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、
β_3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率であ
る。図１（Ｂ）に本発明の概念図を示す。図中、光線３
は遠方観察時の光線であり、光線４は近接観察時の光線
である。本発明では、２群式を改良し、第２収斂レンズ
群Ｌ₂のさらに像側に第３発散レンズ群Ｌ₃を配置して
いる。

【００１２】遠方観察時の光線３は、第１発散レンズ群
Ｌ₁と、第２収斂レンズ群Ｌ₂および第３発散レンズ群
Ｌ₃のパワーがバランスしているため、非点収差の発生
は０である。近接観察時の光線４は第１発散レンズ群Ｌ
₁における光線高が低くなり凹作用が弱まるが、第２収
斂レンズ群Ｌ₂の移動にともない第３発散レンズ群Ｌ ₃
における凹作用が強まるため、近接観察時でも非点収差
は０に近い。ゆえに第２収斂レンズ群Ｌ₂の移動にとも
なう収差変動を気にすることがなくなり、大きなストロ
ーク量をもつことができるのである。この結果、従来の
２群式光学系に比べ、近接観察時の作動距離を短くする
こと、すなわち光学系倍率を大きくすることができる。
また、拡大するのに十分なストローク量があるため遠方
観察時の画角を大きくすることができる。

【００１３】物体側から順に負、正、負の３群よりなる
光学系において、第１発散レンズ群および第３発散レン
ズ群を固定し、第２収斂レンズ群を移動させて倍率β₂
を変化させたときの物点位置と焦点位置との関係を以下
に説明する。

【００１４】第２収斂レンズ群の移動により像面が変動
しないとすると、第３発散レンズ群にとっての物点の変
動も生じないことになる。すなわち、この光学系の物体
距離を説明するにあたり、第３発散レンズ群は無視して
説明する。図２において、全系の焦点距離をｆ、第１発
散レンズ群Ｌ₁、第２収斂レンズ群Ｌ₂の焦点距離を各
々ｆ₁、ｆ₂、無限遠観察時の第２収斂レンズ群Ｌ₂の
倍率をβ₂’、第１発散レンズ群Ｌ₁から第２収斂レン
ズ群Ｌ₂の後ろ側焦点位置までの距離をＬとすると、ｆ
およびＬは、次の式で表される。

【００１５】ｆ＝ｆ₁β₂’ ・・・（ａ）Ｌ＝ｆ₁＋ｆ₂（２−β₂’−１／β₂’）・・・（ｂ）周知のように第２収斂レンズ群を移動させてβ₂’を変
化させると、（ａ）式にしたがって焦点距離ｆが変化
し、また（ｂ）式にしたがって焦点位置が変動しβ₂’
＝−１のときＬは最小になる。

【００１６】上の説明は物体側を基準にして考察した場
合であるが、実際の観察においては像位置は固定であ
る。そのため像位置を基準にして考えると、特定の像位
置に対する第２収斂レンズ群Ｌ₂の倍率β₂’が−１の
ときに、この像位置と結像関係にある物体距離が最小に
なる。

【００１７】任意のβ₂’に対する第１発散レンズ群Ｌ
₁の前側焦点位置から物体までの距離をｘ、β₂’＝−
１のときの距離をｘ₀とすると、ｘは次の式にて表せ
る。ｘ＝｛１／ｘ₀−ｆ₂・（２＋β₂’＋１／β₂’）／ｆ₁ ²｝^-1 ・・・（ｃ）ただし、ｘは第２図に示す配置において左方向を負とす
る。なお物点距離に関しては、以後上記の符号にしたが
うものとする。

【００１８】またｘ、β₂’を特定の状態に設定して像
位置を固定すると、その状態で第２収斂レンズ群を動か
してβ₂’を変化させたときのｘを求めることができ
る。β ₂’＝β_2W’のときのｘをｘ_wとすると、（ｃ）
式は次の（ｄ）式のように変形できる。

【００１９】ｘ＝｛ｆ₂・（β_2W’＋１／β_2W’−β₂’−１／β₂’）／ｆ₁ ² ＋１／ｘ_w｝^-1 ・・・（ｄ）このときのｘ₀をｘ_0wとすると、ｘ_0wは次の（ｅ）式に
て求めることができる。

【００２０】ｘ_0w＝｛１／ｘ_w＋ｆ₂・（２＋β_2W’＋１／β_2W’）／ｆ₁ ²｝^-1 ・・・（ｅ）図３は（ｄ）式の関係を表すグラフである。なお、この
グラフで縦軸は−ｘ、横軸は−β₂’をとっている。こ
のグラフから、ｘ＝ｘ_wのときβ₂’＝β_2W’となる
状態を設定した場合、ｘ≦ｘ_0wの任意の物点に対してフ
ォーカシングが可能になる。またｘ≦ｘ_0wの任意の物点
に対しβ₂’はβ₂’＝−１をはさんで両側に各々一つ
の解が存在する。

【００２１】次に焦点距離の比について述べる。β₂と
β₂’とは通常異なり、両者の関係を示すと次の（ｆ）
式のとおりである。 β₂’＝β₂／｛１−ｆ₁／ｆ₂β｝・・・（ｆ）ここでβは像位置に対応した物点における第１発散レン
ズ群と第２収斂レンズ群の倍率である。

【００２２】全系の倍率が十分小さければ、（ｆ）式は
β₂’≒β₂と近似でき、（ａ）式はｆ≒ｆ₁β₂’と
なる。したがって、β₂’≒β_2W’における焦点距離ｆ
_wに対する、任意のβ₂’における焦点距離の比γは、
全系の倍率があまり大きくならない範囲ではおよそ次の
（ｇ）式で表されると考えてよい。

【００２３】 γ＝ｆ／ｆ_w≒β₂’／β_2W’ ・・・（ｇ）ｆ₁、ｆ₂を固定させ、第２収斂レンズ群を動かしてβ
₂’を二つの状態に変化させて焦点距離を変える場合、
短焦点の状態における物点距離と第２収斂レンズ群の倍
率とを各々ｘ_w、β_2W’、長焦点の状態における物点
距離と第２収斂レンズ群の倍率を各々ｘ_T、β_2T’と
すると、本発明は −１．３＜ β_2T ＜ β_2W ・・・（１）の条件を満足するため、物体までの距離ｘの変動が少な
い。このときβ_2W＜β_2Tとすると、長焦点時の物体まで
の距離が、短焦点時のそれよりも大きくなってしまう。
通常、短焦点時は、観察対象の物体を検査するので物体
は遠くにあり、長焦点時は近くに寄って近接観察するた
め、β_2T＜β_2Wの条件を満足する必要がある。

【００２４】また、短焦点から長焦点へ拡大をおこなっ
ていったときに、β_2T＝−１の状態で、最も物体までの
距離が短くなるが、さらに第２収斂レンズ群を移動させ
ると、逆に作動距離が遠ざかっていくことになってしま
う。遠ざかる量がある程度小さければ気にならないが、
β_2T＜−１．３程度の範囲では使い勝手が悪くなってく
る。そこで本発明では、−１．３＜β_2Tなる条件を付加
している。

【００２５】ただし、このままでは、γ＝β_2T’／
β_2W’の比を大きくとることができず倍率が小さいの
で、第３発散レンズ群によって拡大し、全系倍率を大き
くする必要がある。このため、本発明では、１＜ │β_3T│ ・・・（２）なる条件を付加した。第３発散レンズ群は拡大系である
ことが発明の主旨であるので、等倍より大きい必要があ
る。

【００２６】さらに条件（２）に代えて以下の条件
（２’）を満足することが好ましい。１．５＜ │β_3T│ ・・・（２’）本発明はさらに、第３収斂レンズ群が、少なくとも物体
側に向けた凹面を有することで、より効果的に目的を達
成することが可能である。内視鏡には先端に付着した粘
液等を水流で洗い流す機能が必要であるが、第１発散レ
ンズ群の外表面が凹面であると水がたまって観察不能状
態となる。ゆえに外表面は平面か凸面であることが望ま
しい。一方、第１発散レンズ群は、広角化をおこなうた
めに、凹のパワーが必要であるので、結局第１発散レン
ズ群は、像側に向いた凹面を有することになる。この第
１発散レンズ群と、絞りに対して対称形になるように第
３発散レンズ群の形状を工夫すると、非点収差およびコ
マ収差の発生を抑えるのに都合がよい。この結果、少な
い枚数で光学系を実現することができ、コストと短い光
路長の面で望ましい。

【００２７】このときの、第１発散レンズ群の凹面と第
３発散レンズ群の凹面との望ましい関係について以下に
述べる。１＜｜Ｒ₁／Ｒ₃｜＜３・・・（３）ただし、Ｒ₁は第１発散レンズ群における像側に向いた
凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径、
Ｒ₃は第３発散レンズ群における物体側に向いた凹面の
うち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径である。
Ｒ₁とＲ₃とは、非点収差を補正し合うために適切な関
係でなければならないが、このバランスが条件（３）の
下限を下回ると、Ｒ₁の曲率半径が不必要に小さくなり
バックフォーカスが長くなるので、全長の増加をまね
く。逆に条件（３）の上限を上回ると、Ｒ₁の曲率が大
きくなりすぎ、当初の狙いである非点収差を補正するこ
とが困難になる。さらに、第３発散レンズ群の焦点距離
ｆ₃に関する望ましい条件を説明する。

【００２８】 −５＜ｆ₃／ｆ_w ＜ −１・・・（４）ただし、ｆ₃は第３発散レンズ群の焦点距離、ｆ_wは第
１発散レンズ群から第３発散レンズ群までの遠方観察時
における焦点距離である。

【００２９】第３発散レンズ群は収差を補正するため
に、物体側に向いた凹面をもつ。この曲率半径をなるべ
く小さくする方が非点収差の補正上有利であるが、条件
（４）の上限を上回ってパワーを強くすると、全長が延
びてしまい、本来の目的である全長の短縮が図れなくな
ってくる。また逆に条件（４）の下限を下回ってパワー
が弱くなると、第２収斂レンズ群の移動時に収差が補正
されている範囲が小さくなり、第２収斂レンズ群のスト
ローク量を大きくとれなくなってくる。条件（４）は、
以上の性質を加味して、実用上許せる範囲で規定した条
件である。本発明はさらに、第３発散レンズ群中に、少
なくとも凸の作用をもつ面を含むことで、より効果的に
目的を達成することが可能である。第３発散レンズ群
は、物体側に向けた強い凹面を少なくとももち、第１発
散レンズ群および第２収斂レンズ群による像を拡大する
作用をもつが、凹のパワーが小さい方が、バックフォー
カスが延びないため、全長のコンパクト化という意味で
望ましい。すなわち、第３発散レンズ群中に凸のパワー
を配して凹のパワーを打ち消すようにする必要がある。
また、凸の面が存在すると、非点収差の補正をおこなう
にあたり微調整をおこないやすく好ましい。特に凸の面
が像側を向いていると収差補正上好ましい。さらに、第
３発散レンズ群の凹作用をもつ面の形状と、凸作用をも
つ面の形状との望ましい関係について以下に述べる。

【００３０】 −０．１＜０．５・ｈ₃・（１／（｜ｒ₃₁｜＋ｄ₃）−１／｜ｒ₃₂｜）＜０．３・・・（５）ただし、ｈ₃は第３発散レンズ群を通る最も高い光線
高、ｒ₃₁は第３発散レンズ群中の物体側を向いたの凹の
面の曲率半径、ｒ₃₂は第３発散レンズ群中の像面を向い
た凸の面の曲率半径、ｄ₃は第３発散レンズ群の中肉厚
である。

【００３１】前述のごとく、第３発散レンズ群中の凸作
用と凹作用をバランスさせていくと、曲率差の小さいレ
ンズ形状となっていく。本条件式は、そのレンズ形状を
レンズ加工の面から条件化したものである。条件（５）
の下限を下回ると、実際のレンズ加工をおこなう場合
に、レンズの芯取りが困難になり歩留まりが劣化し、コ
ストが高くなる。逆に、条件（５）の上限を上回ると、
加工性は楽になるが、第３発散レンズ群中の凸作用と凹
作用とのバランスが悪くなり、非点収差の補正が困難に
なってくる。本発明はまた、第２収斂レンズ群が、明る
さ絞りを収斂レンズにより挟む構成とすることで、より
効果的に目的を達成することが可能である。第２収斂レ
ンズ群は、結像作用をもつために強い凸のパワーが必要
である。そこで、第２収斂レンズ群の構成を、凸、明る
さ絞り、凸とすることで、全体として強い凸パワーをも
たせつつ、絞りに対して対称形の配置にし、非点収差お
よびコマ収差の発生を抑えることができる。この結果、
やはり少ない枚数で光学系を実現することができ、コス
トと短い光路長の面で望ましい。

【００３２】このときの、第２収斂レンズ群の望ましい
関係について以下に述べる。０．９＜ｆ₂／ｆ_w ＜２・・・（６）ただし、ｆ₂は第２発散レンズ群の焦点距離、ｆ_wは
第１発散レンズ群から第３発散レンズ群までの遠方観察
時における焦点距離である。

【００３３】第２収斂レンズ群は、本光学系中で唯一の
結像系である。このため、全焦点距離に対する第２収斂
レンズ群のパワーも、光学系全長すなわち光学系第１面
から結像面までの長さへの寄与が大きい。全長の観点で
はｆ₂は短いほど良いが、条件（６）の下限を下回る程
度に短いと球面収差の発生を抑えることが困難となる。
逆に、条件（６）の上限を上回ると全長の増加をまねい
てしまう。本条件は、以上の性質を加味して、実用上許
せる範囲で規定した条件である。また最近では、ＣＣＤ
の多画素化、小型化が進み、内視鏡への適用が考え始め
られている。このような画素数の多いＣＣＤを前述の拡
大式の内視鏡へ適用すると、より細かな生体観察が可能
であるため診断能的に有利である。しかし拡大内視鏡光
学系をそのまま適用すると、近接観察時のＦナンバーが
大きいため、回折現象による画像の劣化が生ずるという
問題がある。この問題を回避するために、近接観察時の
Ｆナンバーが小さくなるように設計的に絞り径を大きく
すると、遠方観察（ワイド）時のＦナンバーも小さくな
ってしまう。

【００３４】内視鏡としての使い勝手として、遠方観察
時は微細病変を探しているときなので、近い物体から遠
くの物体までにピントがあっていること、すなわちＦナ
ンバーが大きく、広い被写界深度を有していることが望
ましい。本発明は上記の相反する二つの課題を解決する
拡大内視鏡光学系も提供するものである。

【００３５】上記課題は、物体までのベストフォーカス
距離が変動する光学系において、以下の条件（７）、
（８）を同時に満足することで解決できる。２ｐ／（１．２２λ）＜Ｆ_T ＜４ｐ／（１．２２λ）・・・（７）Ｆ_W ＜Ｆ_T ・・・（８）ただし、Ｆ_Tは近接観察時の有効Ｆナンバー、Ｆ_Wは遠
方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、
λはｄ線の波長（５８７nm）である。

【００３６】図４は、明るさ絞りＳ以降にバリエータが
存在する場合に、像側より逆追跡した構成を単純化して
示した図である。図４（Ａ）は遠方物体を観察する場合
であり、図４（Ｂ）は拡大観察時に明るさ絞りも同時に
移動した場合を示す。この図から瞳の結像倍率をｍとす
ると、ｍは以下の式で表される。

【００３７】ｍ＝Ｏ’Ｈ’／ＯＨ＝φ_E／φ₀＝ｆ／｜ｘ｜・・・（ｈ）ただし、ＯＨは明るさ絞り径φ₀の半径、Ｏ’Ｈ’は入
射瞳径φ_Eの半径、ｆは図における光学系の焦点距離、
ｘは明るさ絞り位置から前側焦点位置ｆ_Fまでの距離で
ある。

【００３８】次に、遠方観察時の有効Ｆナンバーを
Ｆ_W、拡大観察時の有効Ｆナンバーを、明るさ絞りが固
定の場合をＦ_T(F)、バリエータと同時に動く場合をＦ
_T(M)とすると、以下の式が成り立つ。

【００３９】Ｆ_W＝ｆ_w／φ_E Ｆ_T(F)＝ｆ_T／φ_E Ｆ_T(M)＝ｆ_T／φ_E’ ・・・（ｉ）明るさ絞りＳが、図４（Ｂ）のように移動した場合の瞳
の結像倍率ｍ’は次のとおりである。

【００４０】ｍ’＝Ｏ”Ｈ”／ＯＨ＝φ_E’／φ₀＝ｆ／｜ｘ₁｜・・・（ｊ）したがって、｜ｘ₁｜＜｜ｘ｜より、ｍ＜ｍ’、φ_E＜
φ_E’ゆえにＦ_T(M)＜Ｆ_T(F)。

【００４１】またＦ_T(M)は、｜β_3T／β_3W｜＝ｎとおく
と、次のように表される。Ｆ_T(M)＝ｍ・ｎ・Ｆ_W／ｍ’ ・・・（ｋ）今、入射瞳係数の変動比を上回る十分な変倍比ｎがある
ことから、上式から以下の関係が成り立つ。

【００４２】Ｆ_W＜Ｆ_T(M)＜Ｆ_T(F) ・・・（ｍ）このことから、明るさ絞りが固定されているよりも、バ
リエータと同時に動いた方が、拡大観察時のＦナンバー
を小さくしつつ且つ遠方観察時のＦナンバーを大きくす
ることが可能である。

【００４３】一方、光学系の解像限界周波数ｆ_rは例え
ば、レーリーによる回折限界として以下の式にて与えら
れる。ｆ_r＝１／（１．２２・λ・Ｆno）［本／mm］・・・（ｎ）ただし、λは波長で、通常５８７nm、Ｆnoは光学系の有
効Ｆナンバーである。

【００４４】一方、ＣＣＤが物体情報として再現できる
限界周波数ｆ_nは、サンプリング理論のナイキストレー
トとして表され、以下の式のようになる。ｆ_n＝１／（２・ｋ・ｐ）・・・（ｏ）ただし、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、ｋは電気系の係数で
ある。ｋは理想的にはｋ＝１であるが、電気処理の都合
上ＣＣＤの能力を生かせない場合に、１＜ｋ＜２・・・（ｐ）の値となりうる。ナイキスト定理から、ｋ＜１とはなり
得ないし、２＜ｋだと電気系の性能が悪すぎ、画素数を
多くする意味がない。式（ｏ）、（ｐ）から、１／（４・ｐ）＜ｆ_n＜１／（２・ｐ）・・・（ｑ）ところで、なるべく高画質を生かしながら、回折限界に
よる画像のボケが画素数の多いＣＣＤでも検知できずボ
ケとして認識されないためには、以下の式を満足する必
要がある。

【００４５】ｆ_n＝ｆ_r ・・・（ｒ）変形して、ｆ_n＝１／（１．２２・λ・Ｆno）・・・（ｓ）式（ｑ）、（ｓ）から、２ｐ／（１．２２λ）＜Ｆno ＜４ｐ／（１．２２λ）・・・（１０）したがって、高画質用ＣＣＤに対応した内視鏡用の光学
系として、条件（８）を満足するような拡大観察時のＦ
ナンバーを満足すればよい。

【００４６】以上まとめると、高画質用ＣＣＤに対応し
た拡大内視鏡用の光学系が、条件（７）（式（ｍ））、
（８）を満足すればよい。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学系の実施形
態について説明する。本発明の実施例１〜９のレンズ断
面図を図５〜図１３に、収差図を図１８〜図２７に示
す。レンズ断面図においては曲率半径をｒ₁、ｒ₂、・
・・、面間隔をｄ₁、ｄ₂、・・・で表している。また
レンズデータは以下のとおりである。物体距離によって
変化する面間隔は「（遠方観察時の面間隔）〜（近接観
察時の面間隔）」と記載している。（実施例１）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3021 1.88300 40.78 2 0.9265 0.3879 3 ∞ 0.1492 1.52287 59.89 4 ∞ 0.5856〜0.2611 5 2.4685 0.3357 1.80100 34.97 6 -2.4685 0.2914 7 ∞ 0.2984 1.51400 75.00 8 ∞（絞り） 0.3170 9 ∞ 0.3916 1.74400 44.78 10 -0.8146 0.2163〜0.5409 11 -0.5602 0.2238 1.75520 27.51 12 ∞ 0.5595 1.75500 52.32 13 -1.1197 1.2876 14 ∞（像面）（実施例２）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3214 1.88300 40.78 2 0.8888 0.5016 3 ∞ 0.1592 1.52287 59.89 4 ∞ 0.3878〜0.1892 5 ∞ 0.4776 1.88300 40.76 6 -1.6329 0.6010 7 ∞ 0.2468 1.51400 75.00 8 ∞（絞り） 0.2399 9 6.9360 0.5174 1.75500 52.32 10 -0.8236 0.2388〜0.4321 11 -0.5590 0.1990 1.78470 26.29 12 ∞ 0.5970 1.76200 40.10 13 -1.2736 1.3435 14 ∞（像面）（実施例３）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3232 1.88300 40.78 2 1.0879 1.7560〜1.1615 3 1.8643 0.3887 1.76200 40.10 4 -3.6291 0.4390 5 ∞（絞り） 0.3810 6 2.4647 0.2014 1.84666 23.78 7 0.9172 0.6585 1.51633 64.14 8 -0.8866 0.1945〜0.8315 9 -0.8937 0.2593 1.51633 64.14 10 -498.8448 0.4802 11 3.2015 1.1000 1.75700 47.82 12 ∞（像面）（実施例４）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3197 1.88300 40.78 2 1.1746 1.5903〜0.9025 3 1.9624 0.4370 1.84666 23.78 4 -4.3711 0.4342 5 ∞（絞り） 0.4958 6 5.0497 0.2163 1.88300 40.76 7 0.8713 0.7502 1.76200 40.10 8 -1.2267 0.1978〜0.9297 9 -1.0509 0.3185 1.88300 40.76 10 -2.0576 0.9115 11 ∞（像面）（実施例５）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3293 1.88300 40.78 2 1.1762 1.3374〜0.7305 3 1.9023 0.3961 1.76200 40.10 4 -3.6520 0.4473 5 ∞（絞り） 0.3359 6 6.2917 0.7524 1.75500 52.32 7 -1.1695 0.1917〜0.7986 8 -0.7799 0.2447 1.75500 52.32 9 -6.3073 0.4078 1.88300 40.76 10 -1.8595 0.4078 11 4.0782 1.0800 1.75700 47.82 12 ∞（像面）（実施例６）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3290 1.88300 40.78 2 1.1507 1.4330〜0.8490 3 1.2008 0.3669 1.76200 40.10 4 -11.1408 0.4469 5 ∞（絞り） 0.2247 6 -3.2111 0.4263 1.75500 52.32 7 -0.8600 0.2291〜0.8131 8 -0.8890 0.2445 1.84666 23.78 9 ∞ 0.5297 1.88300 40.76 10 -2.1909 0.4074 11 4.0745 0.9700 1.75700 47.82 12 ∞（像面）（実施例７）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3237 1.88300 40.78 2 1.1931 1.3577〜0.7942 3 1.5498 0.3610 1.76200 40.10 4 -5.0764 0.4397 5 ∞（絞り） 0.4295 6 7.2409 0.4194 1.75500 52.32 7 -1.1665 0.1945〜0.7580 8 -0.7403 0.2405 1.84666 23.78 9 ∞ 0.5212 1.88300 40.76 10 -1.4576 0.4009 11 4.0091 1.0700 1.75500 52.32 12 ∞（像面）（実施例８）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3348 1.88300 40.78 2 1.0268 0.4299 3 ∞ 0.1653 1.52287 59.89 4 ∞ 0.6490〜0.2893 5 2.7355 0.3720 1.80100 34.97 6 -2.7355 0.3229 7 ∞ 0.3307 1.51400 75.00 8 ∞（絞り） 0.3513 9 ∞ 0.4340 1.74400 44.78 10 -0.9027 0.2397〜0.5994 11 -0.6649 0.6649 1.75520 27.51 12 -1.2312 1.2596 13 ∞（像面）（実施例９）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3043 1.88300 40.78 2 0.9931 0.4974 3 ∞ 0.3628 1.51400 75.00 4 ∞ 0.6987 5 -3.9890 0.2926 1.84666 23.78 6 3.9890 0.5969 1.51633 64.14 7 -1.4818 0.2048 8 3.7958 0.4974 1.69680 55.53 9 -3.7958 0.1463〜2.3000 10 ∞（絞り） 0.1364 11 -2.8799 0.1756 1.69680 55.53 12 1.3343 0.4214 1.80518 25.42 13 2.6441 2.5200〜0.3664 14 ∞ 0.8018 1.72916 54.68 15 -3.1328 0.1170 16 3.1328 0.8018 1.72916 54.68 17 ∞ 0.1908 18 -8.6872 0.2926 1.84666 23.78 19 2.0893 1.2290 1.62280 57.05 20 -13.0794 0.1112 21 ∞ 0.2341 1.51633 64.14 22 ∞ 2.8900 23 ∞（像面）各条件式の値などを表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例１は図５に示すように、最も簡素な
構成とし、第１発散レンズ群Ｌ₁を凹レンズ１枚、第２
収斂レンズ群Ｌ₂を２枚の凸レンズで明るさ絞りＳを挟
み込むように設定している。また、画素数の多いＣＣＤ
用の光学系として、第３発散レンズ群Ｌ₃を接合玉と
し、色収差を除去している。

【００５０】ここで第２収斂レンズ群Ｌ₂中の平行平板
Ｆ₁は色補正フィルタである。一般的にＣＣＤは赤外の
光の感度が高いので、通常観察光中の赤外波長の光に過
剰に反応し、色再現性が崩れるという不具合がある。こ
れを補正する目的で色補正フィルタを使用する。第１発
散レンズ群Ｌ₁中の平行平板Ｆ₂はＹＡＧレーザカット
フィルタと呼ばれる干渉型のフィルタである。内視鏡で
は治療用のＹＡＧレーザを使用するが、ＹＡＧレーザ波
長（１０６４nm）は強度の強い赤外光であり、この光が
ＣＣＤに入射すると、この光に反応して画面全体が白飛
びしてしまうという不具合が生じる。この現象を防止す
る目的で、ＹＡＧレーザカットフィルタを配置すること
が望ましい。

【００５１】絞りＳは色補正フィルタの像側面に配置さ
れている。本実施例の収差曲線図を図１８に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。また、各群の非点収差とペッツバールエラーに
関する３次の収差係数を以下に示す。 ●遠方観察時非点収差ペッツバールエラー第１発散レンズ群 0.00252 0.01406 第２収斂レンズ群 -0.00898 -0.02456 第３発散レンズ群 0.00479 0.01066 合計 -0.00167 0.00016 ●近接観察時非点収差ペッツバールエラー第１発散レンズ群 -0.00360 0.01208 第２収斂レンズ群 -0.00436 -0.02110 第３発散レンズ群 0.00711 0.00916 合計 -0.00085 0.00014 これによれば、第３発散レンズ群Ｌ₃の働きにより、非
点収差とペッツバールエラーがうまく補正されているこ
とが分かる。実施例２は図６に示すように、レンズ第１
面（ｒ₁）での光線高を小さくすることで、レンズ外径
を小さくしたものである。レンズ外径を小さくするため
に、第１発散レンズ群Ｌ₁と第２収斂レンズ群Ｌ₂との
間の光線を平行に近くなるように設定している。これ
は、第２収斂レンズ群の物体側の凸レンズの後側焦点位
置ｆ_Bが明るさ絞りＳに近くなるように設定することで
実現できる。例えばＹＡＧレーザカットフィルタなどの
干渉型光学フィルタは光線角度が大きくなると、分光特
性が変化し色再現性が崩れるといった問題があるが、第
１発散レンズ群Ｌ ₁と第２収斂レンズ群Ｌ₂との間の光
線角度が緩ければ、そこに本実施例のように干渉フィル
タＦを配置することができ、設計的な自由度も上がるの
で好ましい。

【００５２】本実施例の収差曲線図を図１９に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例３は図７に示すように、第２収斂レンズ
群Ｌ₂に接合レンズを用いて、色収差の発生を抑えたも
のである。この実施例では、ＣＣＤへの入射角が大きく
なり画面周辺での色付きが生じる現象、いわゆるシェー
ディング現象の対策をするために、瞳位置を大きく変え
るためのフィールドレンズＣを配置している。この場合
でも、収差除去はフィールドレンズＣに入射する前の第
１発散レンズ群Ｌ ₁、第２収斂レンズ群Ｌ₂、第３発散
レンズ群Ｌ₃でほぼ決まっている。

【００５３】本実施例の収差曲線図を図２０に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例４は図８に示すように、シェーディング
現象を対策しなくてよいＣＣＤに対し、実施例３と同じ
タイプの光学系を適用したものである。

【００５４】本実施例の収差曲線図を図２１に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例５は図９に示すように、実施例１の光学
系の第２収斂レンズ群Ｌ₂の各面に曲率を付加すること
で、球面収差の発生を少なくしたものである。

【００５５】本実施例の収差曲線図を図２２に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例６は図１０に示すように、第２収斂レン
ズ群Ｌ₂の長さをなるべくコンパクトにするために、第
２収斂レンズ群Ｌ₂の像側のレンズをメニスカス形状に
したものである。両凸レンズまたは平凸レンズの主点位
置はレンズのほぼ真ん中に形成されるが、物体側に凹面
が向くようなメニスカスレンズでは、両凸レンズまたは
平凸レンズに比べ主点位置が像側に若干ずれる。したが
って、第２収斂レンズ群Ｌ₂の像側のレンズをメニスカ
ス形状とすると、第２収斂レンズ群Ｌ₂としての主点間
隔を変えずにレンズ位置だけ物体側に移動することがで
き、すなわち第２収斂レンズ群の長さを短くすることが
できるのである。

【００５６】本実施例の収差曲線図を図２３に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例７は図１１に示すように、実施例１と同
じタイプの光学系に、瞳位置を大きく変えるためのフィ
ールドレンズＣを配置したものである。

【００５７】本実施例の収差曲線図を図２４に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例８は図１２に示すように、実施例１の光
学系の第３発散レンズ群Ｌ₃内の接合玉を１枚にし低コ
ストとしつつ、遠方観察時の画角をより広げて、オリエ
ンテーション性を重視したものである。

【００５８】本実施例の収差曲線図を図２５に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。実施例９は図１３に示すとおりの構成である。

【００５９】本実施例の収差曲線図を図２６に示す。
（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線
である。ところで、今まで述べてきたような拡大内視鏡
は、被写体へ近接するため、従来考えられなかったよう
なフレアが問題になってくる。

【００６０】図１４に３群式の拡大内視鏡のレンズ断面
図を、以下にそのレンズデータを示す。物体距離によっ
て変化する面間隔は「（遠方観察時の面間隔）〜（近接
観察時の面間隔）」と記載している。（実施例１０）面番曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 ∞ 0.3027 1.88300 40.78 2 0.9703 0.5098 3 ∞ 0.3609 1.51400 75.00 4 ∞ 0.0175 5 ∞ 0.2328 1.51633 64.15 6 ∞ 0.5254 7 -3.7253 0.5239 1.84666 23.78 8 3.7253 0.4482 1.51742 52.43 9 -1.5512 0.0882 10 2.5908 0.5239 1.51633 64.14 11 -2.5908 0.0255 12 ∞（絞り） 0.1983〜2.4116 13 -2.8644 0.1746 1.69680 55.53 14 1.3271 0.4191 1.80518 25.42 15 2.6298 2.5899〜0.3767 16 ∞ 0.7975 1.72916 54.68 17 -3.1159 1.3849 18 3.1159 0.7975 1.72916 54.68 19 ∞ 0.1946 20 -8.6404 0.2910 1.84666 23.78 21 2.0780 1.2224 1.62280 57.05 22 -13.0090 0.1106 23 ∞ 0.2328 1.51633 64.1 24 ∞ 2.5704 25 ∞（像面）各条件式の値などを表２に示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】従来、内視鏡にはＹＡＧレーザカットフィ
ルタと呼ばれる干渉型のフィルタを図１４の（ア）の位
置に配置していた。これは、干渉型光学フィルタは光線
角度が大きくなると分光特性が変化し、色再現性が崩れ
るといった問題があるため、なるべく光線の角度が緩い
位置に配置する必要があったためである。一方、干渉型
のフィルタは高い反射率をもっているため、ゴーストな
どの問題を生じやすい。また内視鏡の第１レンズの表面
は胃酸などの影響によりマルチコートなどの表面処理が
はがれる恐れがあるのでコーティングしないことになっ
ている。つまり第１レンズ表面もやはり高い反射率をも
つ。

【００６３】拡大内視鏡では物体に近接するが、図１４
の（ア）の位置に干渉フィルタが存在すると、干渉フィ
ルタで反射した光ｉが第１レンズ表面（ｒ₁）でさらに
反射し、ＣＣＤに結像してしまう。このゴースト光は物
体とほぼ共役な位置であり、ゴーストとしてよく目立つ
のである。

【００６４】これを解決するために、物体までのベスト
フォーカス距離が変動する光学系において、バリエータ
よりも像側に干渉フィルタを配置する。例えば、図１４
の（イ）の位置に干渉フィルタをおけばよい。バリエー
タより物体側の位置では、光線高の変動が大きく、干渉
フィルタに入射する角度が安定的でない。バリエータよ
りも像側の位置にＹＡＧカットフィルタを置くと、入射
角の制限を設計的におこない易く、拡大内視鏡に特有な
ゴーストの対策ができる。

【００６５】また、３群式の拡大内視鏡では、光学系が
長くなるため、間隔管の内面反射が原因となるフレアが
発生しやすい。図１５（Ａ）に示すごとく、間隔管Ｔの
内面に光が当たると、そこを２次光源としてフレアが発
生する。これを解決するには、拡大内視鏡光学系の間隔
管に遮光線加工をおこなうことが望ましい。遮光線加工
とは図１５（Ｂ）に示すごとく、複数の溝を間隔管内面
に施すことである。これにより遮光管内面の反射率を下
げ、フレアの対策をすることが可能となる。

【００６６】もちろんこの発明は、前記の実施例１〜９
に対しても有効であることはいうまでもない。また、今
まで述べてきたような拡大内視鏡では、製品組立時のピ
ント調整に工夫が必要となる。通常の拡大機能をもたな
い内視鏡は、広い被写界深度をもつパンフォーカスな光
学系であることが知られている。

【００６７】被写界深度を以下に簡単に説明する。図１
６は、内視鏡光学系の図である。図において、ある物体
Ｏに対する像Ｉが形成されたとして、像位置にＣＣＤを
配置することで、ピントが合った像を得ることができ
る。物体Ｏを近接しＯ’の位置とすると、像位置はＩの
位置よりずれることになり、Ｉ’の位置に形成される。
逆に物体Ｏを遠方にしＯ”の位置とすると、像位置はＩ
の位置よりずれることになり、Ｉ”の位置に形成され
る。

【００６８】ここで、ＣＣＤの位置は固定されていると
すると、ＣＣＤ位置における像Ｉ’およびＩ”は錯乱円
径δとなり、ピントボケした画像になる。しかしなが
ら、ＣＣＤによる分解能が錯乱円径δより大きい場合、
画像はＣＣＤの分解能で決定し、物体Ｏ’からＯ”の範
囲はピントが合っているように感じられる。この範囲を
被写界深度とよぶ。

【００６９】このときの光学系の実効口径比をＦno、光
学系の焦点距離をｆ_Lとすると｜１／Ｘ_n−１／Ｘ_f｜＝２δＦno／ｆ_L ² ・・・（ｔ）が成り立つ。ここで、被写界深度Ｄは、Ｄ＝Ｘ_f−Ｘ_n ・・・（ｕ）である。

【００７０】内視鏡は前述のごとくパンフォーカスな光
学系であり、望ましい被写界深度とする必要があるが、
レンズ加工などで発生したバラツキを吸収するために、
最終組立時にＣＣＤ位置を調整することで望ましい被写
界深度になるように調整することが必要とされる。特に
拡大内視鏡では、遠方観察時と近接観察時の二つの状態
でピントが合っているように調整をおこなう必要がある
ので、従来の方法に対し工夫が必要になる。

【００７１】その工夫とは、遠方観察時の調整をおこな
う段階の後に近接観察時の調整をおこなうことである。
図１７に１／ｘの図を示す。式（ｔ）における｜１／Ｘ
_n−１／Ｘ_f｜とは、図１７におけるＹ方向の大きさを
示す。この大きさ２δＦno／ｆ_L ²が固定であると仮定
すると、Ｘ_nが小さいとき、すなわち近接よりのときの
被写界深度Ｄ₁は小さくなる。逆にＸ_nが大きいとき、
すなわち遠点よりのときの被写界深度Ｄ₂は大きくな
る。

【００７２】ここで、ピント調整時には、多少の誤差が
残るものであるので、近接観察時の調整をおこなった後
で遠方観察時の調整をおこなう方法をとると、近接観察
時に多少の誤差が残った場合、遠方観察時にこの誤差が
拡大されて設計状態から大きくずれてしまうことにな
る。

【００７３】そこで、最初に遠方観察状態でピント調整
をおこなうと、ピント調整時に多少誤差が乗ったとして
も、近接観察状態になるとその誤差が縮小する方向なの
で、精度良くピント調整をおこなうことができる。なお
このときの遠方観察状態でのピント調整は、ＣＣＤの位
置決めによりおこない、近接観察時のピント調整は移動
するレンズのストップ位置を決めることに相当する。

【００７４】なお、以上に述べた各実施例において、画
素情報の一部領域をＴＶモニター上に拡大表示するいわ
ゆる電子ズーム方式と併用すると、観察したい部位を選
択的に大きく表示し見やすくなるので、さらに使い勝手
が向上した拡大内視鏡が得られることは言うまでもな
い。以上に説明した光学系は、たとえば次のように構成
することができる。

【００７５】（１）物体側から順に第１レンズ群と第
２レンズ群と第３レンズ群の３つのレンズ群よりなり前
記第２レンズ群が可動な光学系において、前記第２レン
ズ群の移動によって、前記第１レンズ群と前記第２レン
ズ群による非点収差が補正されている状態と、前記第２
レンズ群と前記第３レンズ群による非点収差が補正され
ている状態とを含むことを特徴とする光学系。

【００７６】（２）物体側から順に負の作用を有する
第１発散レンズ群と、正の作用を有する第２収斂レンズ
群と、負の作用を有する第３発散レンズ群とよりなる結
像系を少なくとも含み、前記第２収斂レンズ群を光軸に
沿って移動させることを特徴とする撮像光学系。

【００７７】（３）以下の条件（１）、（２）を満足
することを特徴とする前記（２）項に記載の撮像光学
系。 −１．３＜ β_2T ＜ β_2W ・・・（１）１＜ │β_3T│ ・・・（２）ただし、β_2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍
率、β_2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、
β_3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率であ
る。

【００７８】（４）以下の条件（１）、（２’）を満
足することを特徴とする前記（２）項に記載の撮像光学
系。 −１．３＜ β_2T ＜ β_2W ・・・（１）１．５＜ │β_3T│ ・・・（２’）ただし、β_2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍
率、β_2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、
β_3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率であ
る。

【００７９】（５）前記第３収斂レンズ群が少なくと
も物体側に向けた凹面を有することを特徴とする前記
（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。（６）以下の条件（３）を満足することを特徴とする
前記（５）項に記載の撮像光学系。

【００８０】１＜｜Ｒ₁／Ｒ₃｜＜３・・・（３）ただし、Ｒ₁は前記第１発散レンズ群における像側に向
いた凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半
径、Ｒ₃は前記第３発散レンズ群における物体側に向い
た凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径
である。

【００８１】（７）以下の条件（４）を満足すること
を特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学
系。 −５＜ｆ₃／ｆ_w ＜ −１・・・（４）ただし、ｆ₃は前記第３発散レンズ群の焦点距離、ｆ_w
は前記第１発散レンズ群から前記第３発散レンズ群まで
の遠方観察時における焦点距離である。

【００８２】（８）前記第３発散レンズ群中に少なく
とも凸の作用をもつ面を有することを特徴とする前記
（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。（９）以下の条件（５）を満足することを特徴とする
前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。

【００８３】 −０．１＜０．５・ｈ₃・（１／（｜ｒ₃₁｜＋ｄ₃）−１／｜ｒ₃₂｜）＜０．３・・・（５）ただし、ｈ₃は前記第３発散レンズ群を通る最も高い光
線高、ｒ₃₁は前記第３発散レンズ群中の物体側を向いた
の凹の面の曲率半径、ｒ₃₂は前記第３発散レンズ群中の
像面を向いた凸の面の曲率半径、ｄ₃は前記第３発散レ
ンズ群の中肉厚である。

【００８４】（１０）前記第２収斂レンズ群が明るさ
絞りを収斂レンズにより挟む構成であることを特徴とす
る前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。（１１）以下の条件（６）を満足することを特徴とす
る前記（１０）項に記載の撮像光学系。

【００８５】０．９＜ｆ₂／ｆ_w ＜２・・・（６）ただし、ｆ₂は前記第２発散レンズ群の焦点距離、ｆ
_wは前記第１発散レンズ群から前記第３発散レンズ群
までの遠方観察時における焦点距離である。

【００８６】（１２）物体までのベストフォーカス距
離が変動する光学系において、以下の条件（７）、
（８）を満足することを特徴とする光学系。２ｐ／（１．２２λ）＜Ｆ_T ＜４ｐ／（１．２２λ）・・・（７）Ｆ_W ＜Ｆ_T ・・・（８）ただし、Ｆ_Tは近接観察時の有効Ｆナンバー、Ｆ_Wは遠
方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、
λはｄ線の波長（５８７nm）である。

【００８７】（１３）物体までのベストフォーカス距
離が変動する光学系において、バリエータよりも像側に
干渉フィルタを配置したことを特徴とする光学系。（１４）間隔管に遮光線加工を施したことを特徴とす
る拡大内視鏡。

【００８８】（１５）遠方観察時の調整をおこなう段
階の後に近接観察時の調整をおこなうことを特徴とする
拡大内視鏡。

【００８９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学系によって、スクリーニング用の単焦点内視鏡並
の全長短縮と広視野角を図りつつ、拡大倍率が大きい拡
大内視鏡用の光学系を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と従来例の概念図である。

【図２】物体距離を説明する図である。

【図３】（ｄ）式の関係を表すグラフである。

【図４】明るさ絞り以降にバリエータが存在する場合
の構成図である。

【図５】本発明の実施例１のレンズ断面図である。

【図６】本発明の実施例２のレンズ断面図である。

【図７】本発明の実施例３のレンズ断面図である。

【図８】本発明の実施例４のレンズ断面図である。

【図９】本発明の実施例５のレンズ断面図である。

【図１０】本発明の実施例６のレンズ断面図である。

【図１１】本発明の実施例７のレンズ断面図である。

【図１２】本発明の実施例８のレンズ断面図である。

【図１３】本発明の実施例９のレンズ断面図である。

【図１４】本発明の実施例１０のレンズ断面図であ
る。

【図１５】間隔管の内面反射対策を説明する図であ
る。

【図１６】被写界深度を説明する図である。

【図１７】１／ｘのグラフである。

【図１８】本発明の実施例１の収差曲線図である。

【図１９】本発明の実施例２の収差曲線図である。

【図２０】本発明の実施例３の収差曲線図である。

【図２１】本発明の実施例４の収差曲線図である。

【図２２】本発明の実施例５の収差曲線図である。

【図２３】本発明の実施例６の収差曲線図である。

【図２４】本発明の実施例７の収差曲線図である。

【図２５】本発明の実施例８の収差曲線図である。

【図２６】本発明の実施例９の収差曲線図である。

【図２７】本発明の実施例１０の収差曲線図である。

【符号の説明】Ｌ₁ 第１発散レンズ群Ｌ₂ 第２収斂レンズ群Ｌ₃ 第３発散レンズ群Ｓ絞りＣフィールドレンズＦ干渉フィルタＦ₁ 色補正フィルタＦ₂ ＹＡＧレーザカットフィルタｉ光Ｔ間隔管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に第１レンズ群と第２レン
ズ群と第３レンズ群の３つのレンズ群よりなり前記第２
レンズ群が可動な光学系において、前記第２レンズ群の
移動によって、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群に
よる非点収差が補正されている状態と、前記第２レンズ
群と前記第３レンズ群による非点収差が補正されている
状態とを含むことを特徴とする光学系。
【請求項２】物体側から順に負の作用を有する第１発
散レンズ群と、正の作用を有する第２収斂レンズ群と、
負の作用を有する第３発散レンズ群とよりなる結像系を
少なくとも含み、前記第２収斂レンズ群を光軸に沿って
移動させることを特徴とする撮像光学系。
【請求項３】以下の条件（１）、（２）を満足するこ
とを特徴とする請求項２に記載の撮像光学系。 −１．３＜ β_2T ＜ β_2W ・・・（１）１＜ │β_3T│ ・・・（２）ただし、β_2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍
率、β_2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、
β_3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率であ
る。