JP3034557B2 - 内視鏡用ズーム撮像光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、、内視鏡接眼部に接続して用いるズーム撮
像光学系に関するものである。

［従来の技術］ 内視鏡接眼部にテレビカメラやフイルムカメラ等を接
続して診断を行なったり、記録したりすることがしばし
ば行なられる。特に最近ではCCD等の固体撮像素子を用
いた小型のテレビカメラにより、内視鏡画像をテレビモ
ニター上に映して診断や治療を行なうことが多くなって
きている。

固体撮像素子は、最近の半導体技術の進歩にともなっ
て、小型化，高密度化され、そのためこれと組合わせて
使用する光学系も充分高性能でなければならない。

第18図には、内視鏡による物体Ｏの像を映すため、内
視鏡１の接眼部にアダプター３およびテレビカメラ５を
取付けたものを示してある。

このような構成のものでは、内視鏡１内にある接眼レ
ンズ２によって形成される物体像は、アダプター３の内
の撮像光学系４を通してテレビカメラ５内に設けた固体
撮像素子６上に結像される。そして固体撮像素子６から
得られる電気信号は、カメラコントロールユニット７に
よって処理されモニター８上に画像として映し出され
る。

実際に使用する場合は、倍率の異なる数種類の異なる
アダプターを用意しておき、使う内視鏡の種類や目的等
によって使いわけている。したがって数多くのアダプタ
ーを必要とするために価格が高くなり、又途中で倍率を
変えて観察部位の大きさを変えたい時、いちいちアダプ
ターを交換しなければならず、例えば手術中にアダプタ
ーを交換することは困難であり、非常に危険がともな
う。また手術者の望む大きさにすることも実際不可能で
あり、種々のところで妥協している。

これらの欠点を補うためにこのアダプター等にズーム
光学系を用いて観察部位の像の大きさを自由に変えて観
察することがしばしば行なわれるようになった。

ところで、内視鏡の接眼レンズは、その結像位置言い
かえるとその視度は、各種の内視鏡に対してある一定値
に設定されていることが多く、またアダプター等に接続
した時に構造的に、ある一定値に設定されるようにした
ものである。

このように同視度を持った内視鏡と組合わせる場合
は、視度が一定であるため、アダプターに対する物点位
置が変わらない。したがって、例えばズーム光学系であ
っても、特開平１−128031号公報のようにフォーカシン
グがなくともよい。

しかし例えば硬性鏡のような内視鏡では、スコープの
種類によって接眼視度が異なる場合がある。無論一般の
内視鏡でも同様である。

このように組み合わせる内視鏡によって、その視度が
異なる場合は、ズーム光学系にフォーカシング機構を設
ける必要がある。そのフォーカシング方法としてズーム
光学系全体を光軸方向に移動させる方法が考えられる。
例えば米国特許第4781448号明細書のように、光学系全
体を移動させてフォーカシングを行なった場合、ズーミ
ングを行なうことにより光学系全体の焦点距離が変化す
る。そのため、内視鏡の視度が変わると倍率によって視
度調整に必要なフォーカス量つまり光学系の移動量が変
化する。例えばワイド状態とテレ状態で焦点距離が２倍
になれば同じ視度調整に必要なレンズ移動は４倍にな
る。そのためレンズ系前後に間隔を多くとる必要があ
り、アダプター全体が大きくなる。又ズーム光学系の倍
率が変わると視度調整量も変わり、視度調整範囲を示し
た目盛等を設けることが出来ない。そのためあらかじめ
視度のわかっている内視鏡と組合わせる場合もどの辺で
ピントが合うかわからず、実際の画像をみながらフォー
カシングをして判断する必要がある。

又内視鏡に取付けて一体に操作するために、このよう
なアダプターは、出来る限り小型，軽量である必要があ
り、これは操作上からも手術者の負担を軽くする点から
も重要である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、各種内視鏡の接眼部に取付けて使用するも
ので、内視鏡画像を所望の大きさにでき、内視鏡の視度
に応じたピント調整機能を有し、簡単な構成で小型，軽
量で、操作が容易で、又撮像素子の高密度化にも充分対
応出来る高性能なズーム撮像光学系を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内視鏡用ズーム撮像光学系は、前記の目的を
達成するために、内視鏡の接眼部に接続可能であって、
内視鏡により形成された像をさらに任意に倍率を変えて
結像するためのズーム撮像光学系であって、物体側から
順に、正から負までの視度調整が可能である正の屈折率
を有するフォーカシング群の第１群と、負の屈折力を有
し変倍用のバリエーターレンズ群である第２群と、正の
屈折力を有し変倍時に像位置を一定にするコンペンセー
ターレンズ群である第３群よりなり、各々の群が移動可
能である。

本発明の光学系のように、これを接続する内視鏡接眼
部に対してその直後にフォーカシングレンズ群（第１
群）を設けた場合、ワイドやテレといったズーミングの
状態に無関係に、内視鏡接眼部の視度変化に対して一定
量だけフォーカシング群を移動させればよい。したがっ
てアダプターのある倍率の状態でこのフォーカシングレ
ンズ群を移動させてピントを合わせた後に画像の大きさ
を変化させたい時は、ズーミングのみを行なえばよく、
このズーミングの後に再度視度調整を行なう必要はな
い。

もし、フォーカシングレンズ群を例えば変倍レンズ系
の後方に配置した時には、フォーカシングレンズ群より
前方のレンズ系の影響を受け、つまり内視鏡の視度だけ
でなくズーミングの状態に応じてもピント調整を行なう
必要があり好ましくない。つまり倍率を変化させる度に
ピントの再調整を行なわなければならず好ましくない。
しかもいろいろな状態によってフォーカシングに必要な
移動量が変わってくる。

本発明の光学系では、変倍レンズ系の前側にフォーカ
シングレンズを設けることにより、ズーミングを行なっ
てもその都度フォーカシングを行なう必要がなく、しか
もズーミングの状態に応じてフォーカシングの際の移動
量が変わらないのでフォーカシング範囲を小さく設定で
き、又視度調整範囲用の目盛りを設けることも出来、使
い勝手をよくすることが出来る。

更に光学系は３群構成と簡単であって小型化が可能で
あり、各群の機能も、第１群がフォーカシング用，第２
群がバリエーター用，第３群がコンペンセーター用と夫
々独立しているので機構，構造上の点からも光学系を簡
単化することが可能である。尚第１群をフォーカシング
用兼コンペンセーター用とすることも可能であるが、そ
の場合、枠が２重のカムを必要とするため太くなり、構
造上も好ましくない。

また本発明光学系の特徴の一つとして、視度を負から
正の範囲まで取ることが出来ることがある。これは、内
視鏡によって接眼部の視度が負に設定されているものと
正に設定されているものとがあり、これら領域のすべて
をカバーするためにこのように設定したものである。例
えば後に述べる実施例では、視度調整範囲が−11.3ディ
オプターから＋6.8ディオプターまで取れるようになっ
ている。

第12図は本発明のレンズ系の基本構成を示す図であ
る。この図から第１群L₁から像Ｉまでの距離C_Jは次の式
で表わされる。

C_J＝ｌ＋S_F′ ＝f₁−（２＋β_２＋1/β_２）f₂＋（２＋β_３＋1/β_３）f₃ （ｉ） ここでf₁,f₂,f₃は各々第１群L₁,第２群L₂,第３群L₃の
焦点距離、β₂,β_３は各々第２群L₂,第３群L₃の倍率で
ある。

C_Jの値を小にするためには、各群の焦点距離を小に
し、更に倍率β₂,β_３に関する項の値を小さくする必要
がある。

ここで倍率に関する項について考える。

簡単のために第13図に示す構成について、レンズＬか
ら物体Ｏまでの距離D₂としたとき、物体から像までの距
離IOは次の式で表わされる。

IO＝D₁＋D₂＝ｆ（２＋β＋1/β） （ii） ここでｆはレンズＬの焦点距離、βはレンズＬの倍率
である。

この式（ii）を、符号を考慮せず絶対値を考え示した
のが第14図である。この図からある焦点距離をもつレン
ズにおいてIOを最小にするのはβの値が１のときであ
る。又距離IOが等しくなるように設定するとIOの変化を
最も小さくできる。

以上のことを第12図に示す光学系にあてはめると第２
群L₂の倍率β_２はズーム比をＺとすると、ワイド端とテ
レ端の夫々で と設定すればIOが最小になり、レンズの移動量を最小に
することが出来る。ここでβ_2W,β_2Tは夫々ワイド端，
テレ端における第２群L₂の倍率である。したがって第２
群L₂の倍率の範囲としては であることが望ましい。例えばズーム比がＺ＝２であれ
ば、0.7≦β_２≦1.42の範囲が望ましい。

またズーム光学系の合成焦点距離ｆは、第１群L₁の焦
点距離をf₁、第２群L₂,第３群L₃の倍率をβ₂,β_３とす
ると、下記のように示すことが出来る。

ｆ＝f₁・β_２・β_３ 前述のように光学系のズーム比を決めるβ_２のワイド
端，テレ端での値が決まり、次に示すようにワイド端と
テレ端におけるβ_３の値は等しくする必要がある。つま
りワイド端およびテレ端における全系の焦点距離を夫々
f_Wとf_Tとすると下記の値になる。

したがってｚ＝f_T/f_W＝ｚ（β_3T/β_3W）からβ_3W＝β
_3Tとなる。

ここで前述のようにβ_３＝１とすると距離IOが最小に
なり光学系をコンパクトに出来る。そのためワイド端と
テレ端の途中の状態でβ_２＝１のときβ_３＝１となる点
を通るようにすることが望ましい。この場合ズーム比ｚ
は、ワイド端，テレ端での第２群の倍率β_２がｚ倍変化
することにより決まる。

また光学系をコンパクトにするためには、各群の倍率
β₂,β_３の値を次のように設定することも出来る。

それはβ_2W＝1, として倍率β_２を だけ変化させることによるものである。このようにする
と、トータル倍率β_２×β_３では、ワイド端からテレ端
までｚ倍になりズーム比ｚの光学系が得られる。ここで
例えばf_W＝f₁とするとβ_３の範囲はβ_3W＝1, になる。

上記の場合、第14図から明らかなように前述のβ_２の
範囲を までにした場合と距離IOの変化は全く同じであり、β_３
についても同様のことがいえるので光学系をコンパクト
になし得ることがわかる。したがってこの場合ワイド端
でβ_2W＝1,β_3W＝１とすることが望ましい。

以上光学系をコンパクトにする例として２例述べた
が、いずれの状態でもβ_２＝１の場合にβ_３＝１になる
ようにすることが光学系をコンパクトにする上で好まし
い。

次に本発明の光学系で、ワイド状態からテレ状態まで
の間で倍率が常に増えるようにするためには、次の条件
を満足することが必要である。

f_W＜f_N＜f_T （iii） ここでf_W,f_N,f_Tは夫々ワイド端、ノーマル状態、テレ
端における全系の焦点距離で、 で示されるものとする。

上記の条件は、次のように書きかえられる。

更に本発明の光学系において、f_W/f₁の値が下記の条
件（１）を満足することが望ましい。

（１） 0.5＜f_W/f₁＜２ この条件（１）の下限値を越えるとf₁の値が大きくな
るため、フォーカシング量が多くなり、レンズ間隔が大
になりレンズ系の全長が長くなる。又光線高が高くなり
レンズの外径が大になる。逆に条件（１）の上限を越え
るとf₁の値が小になるため第３群の倍率が大になりその
ためバックフォーカスが長くなり、全系をコンパクトに
なし得ない。

また前述のように、全系をコンパクトにするために
は、β_２＝β_３＝１とすることが好ましい。このβ_２＝
β_３＝１のときの全系の焦点距離をｆとしf_W≦ｆとする
ためにはf_W≦f₁である。しかし既に述べたようにf₁はあ
まり大にできないので、光学系をコンパクトにするには
f_W≒f₁つまりf_W/f₁≒１とすることが一層好ましい。

前述のβ_２が まで変化するとき、途中の状態（β_２＝１）における全
系の焦点距離ｆがf_W/fになる場合には、この途中の状態
をワイド端にしてもよい。この場合、β_２とβ_３の動き
の方は、β_２が徐々に増加するのに対してβ_３は徐々に
減少して行くために互いにキャンセルし合ってワイド端
から途中の状態までのトータルの倍率即ち全系の焦点距
離があまり変化しない。そのためにレンズ系の動きは、
例えば後に示す実施例１のように、第15図（Ａ）のよう
なワイド端の代りに第15図（Ｂ）に示す状態をワイド端
と考えればよく、具体的には第17図に示す実施例３のよ
うにすればよい。

又β_２の変化に対してβ_３の変化（減少）が大きい場
合などでは、両方の変化をうまくキャンセルさせること
が出来ずにf_W/fとなることがある。この場合もレンズ系
の動きは前述のようにするのがよい。

また視度調整用にフォーカシングを移動させるために
必要なストローク量は、どれだけの視度範囲を必要とす
るかによって決まる。フォーカシング（第１群）の焦点
距離をf₁とすると視度１ディオプター（1000mm）当りに
要する第１群の移動量d_fは次の式（ｖ）で与えられる。

d_f＝f₁ ²/1000 （ｖ） したがってある視度を基準にしてそこから±ｙディオ
プターの範囲を確保するとすれば、このときの移動量
（第１群の視度調整時の総移動量）d_f′は次の式（vi）
の通りである。

df′＝df×ｙ×２＝２・f₁ ²・y/1000 （VI） つまりフォーカシングレンズの前後に少なくともf₁ ²
・y/1000以上のレンズ間隔を確保しなければならない。
特に第１群L₁と第２群L₂の間隔が最小になるワイド端に
おいて前記以上のスペースが必要になる。前側の間隔が
小さすぎると内視鏡接眼部やアタプターのカバーガラス
に当ってしまう。逆に後側の間隔が小さすぎると変倍用
レンズ群と当ってしまい必要な視度範囲を確保出来な
い。又前後の間隔を大きくとると光学系の全長が大にな
りコンパクト化の妨げになる。

通常、使用する内視鏡の種類等により異なるが、視度
調整時に必要な範囲として次の条件（２）に示す範囲が
望ましい。

（２） ０＜d_f′/d_f≦20（10/f_W） （10/f_W）はf_W＝10に規格化した時条件の上限が20に
なることを表わす。

この条件は、何ディオプター分の視度調整範囲があれ
ばよいかを示すものである。ここで必要な調整量は、内
視鏡によって設定視度が異なるために基準となる視度を
どこにするか又使用目的等に応じてどの程度の範囲をカ
バーするかによって変わって来る。

本発明においては、前記条件（２）の下限を越えると
つまりd_f′/d_f＝０になると当初の目的である視度調整
が全くできず、視度の異なる内視鏡と組合わせることが
出来なくなる。又条件（２）の上限を越えると無駄なレ
ンズ移動を必要とするためレンズ間隔が大になり、光学
系をコンパクトになし得なくなる。

本発明のような内視鏡用アダプターの焦点距離は、10
mm〜50mm程度のものが多い。例えばズーム比が２のアダ
プターを考えた場合、ズーミングにより全系の焦点距離
が20mmから40mmまで変わるとすれば光学系全体でフォー
カシングすると１ディオプター当りの移動量は0.4mmか
ら1.6mmと４倍増になる。しかし本発明のように視度調
整をズーミング系の前に設けたフォーカシングレンズ
（ここでは仮りに焦点距離20mm）にて行なうとズーミン
グを行なっても１ディオプター当りの移動量は0.4mmの
ままでよく、レンズ移動量も少なくてすむ。

また本発明のズーム光学系を使ったアダプターと、CC
D等の撮像素子を用いたビデオカメラと組合わせて使用
する場合、これら撮像素子が赤外波長域に感度をもつた
めに、赤外光除去用の赤外カットフィルターやモアレ等
の擬信号除去のための水晶フィルター等の光学的ローパ
スフィルターを設ける必要がある。そのためズーム光学
系中にこれらフィルターを設置するためのスペースを確
保する必要がある。そのためには、次の条件（３）を満
足することが好ましい。

（３） １＜f_B/f₃＜ ただしf_Bはバックフォーカス、f₃は第３群の焦点距離
である。

条件（３）は、第３群が移動した場合のバックフォー
カスの範囲を示すものである。尚ここでバックフォーカ
スは、第３群から像面までの距離で、カバーガラス，フ
ィルター等が設けられている場合、これらを除いて考え
る。

条件（３）の下限を越えるとバックフォーカスが小に
なり、フィルターを置くスペースがなくなる。条件
（３）の上限を越えると、フィルターを置くスペースは
充分あるが、バックフォーカスが大になりすぎ、光学系
の全長が長くなるので好ましくない。

本発明のように光学系をコンパクトにしようとする
と、どうしても各群の焦点距離が短くなり、収差が発生
しやすく、又ズーミングやフォーカシングを行なうと収
差が大きくくずれがちになる。そこでズーミングやフォ
ーカシング時でもあまり収差がくずれないようにするの
が重要である。ズーム系の場合特に変倍時に各状態での
色収差をバランズよく補正することが難しい。これを補
正するためにはレンズを分けてパワーを分散させる方法
があり、各群に正レンズと負レンズをそれぞれ配置する
ことによって、各群の色収差発生量を抑えることによ
り、ズーミングを行なっても発生量が大きくならないよ
うにして各状態間でバランスをとるようにするとよい。

また第３群を正レンズと負レンズとより構成し主点位
置を前側にもってくれば変倍時に第２群とつきあたらな
いようにできる。又これによって焦点距離に対しバック
フォーカスを短くすることが出来る。

本発明は、正，負，正の３群タイプで全長を短くする
ようにし、そのため各群の焦点距離が短くなる。特に負
の群は第２群のみであるので、焦点距離がかなり短くな
り、ここで正の球面収差が著しく発生する。そこで第２
群を接合レンズにし、ここで発生する球面収差の補正
と、色収差の発生量を小さく抑えることを行なってい
る。

また第２群は焦点距離が短いために、接合レンズの屈
折力を比較的大きくしないと、接合面の曲率半径が小さ
くなってしまい、レンズ外径をあまり大きく出来ず、こ
こを通る光線との余裕がなくなり光線がけられる。その
ため屈折率差はなるべく大きい方がよく、次の条件
（４）を満足することが望ましい。

（４） Δｎ≧0.15 ただしΔｎは第２群の正レンズの屈折率から負レンズ
の屈折率を引いた値である。

条件（４）の下限以下であると接合面の曲率半径が小
さくなり、レンズ外径が小さくなって光線との余裕がな
くなる。またコマ収差や非点収差が発生し好ましくな
い。

更に軸上色収差および倍率の色収差を良好に補正する
ためには次の条件（５）を満足することが望ましい。

（５） Δν≧14 ただしΔνは、第２群の負レンズのアッベ数から正レ
ンズのアッベ数を引いた値である。

Δνが14より小さいと第２群における色収差の補正が
充分出来ず、ズーム系全体の色収差の補正ができなくな
る。

［実施例］ 次に本発明の内視鏡用ズーム光学系の各実施例を示
す。

実施例１ f_W＝10,f_T＝19.055,F/4.913 IH＝0.945,物体距離−443.5377 r₁＝∞ d₁＝0.4435 n₁＝1.51633 ν_１＝64.15 r₂＝∞ d₂＝1.3306 r₃＝6.6339 d₃＝0.5766 n₂＝1.72000 ν_２＝50.25 r₄＝−6.6339 d₄＝0.4435 n₃＝1.80518 ν_３＝25.43 r₅＝∞ d₅＝D₁（可変） r₆＝−3.7801 d₆＝0.6533 n₄＝1.85026 ν_４＝32.28 r₇＝−1.7534 d₇＝0.3548 n₅＝1.69680 ν_５＝56.49 r₈＝5.0275 d₈＝D₂（可変） r₉＝12.6349 d₉＝1.1495 n₆＝1.61765 ν_６＝55.05 r₁₀＝−5.3982 d₁₀＝0.0887 r₁₁＝4.4471 d₁₁＝2.2177 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₂＝−4.4471 d₁₂＝0.3548 n₈＝1.85026 ν_８＝32.28 r₁₃＝14.4769 d₁₃＝D₃（可変） r₁₄＝∞ d₁₄＝0.4435 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₅＝∞ f 10 19.055 D₁ 1.356 3.847 D₂ 2.979 0.488 D₃ 3.024 3.024 f_W/f₁＝0.962,d_f′/d_f＝19.12 f_B/f₃＝1.849,1.529 Δｎ＝0.15346,Δν＝24.21 実施例２ f_W＝10,f_T＝19.048,F/4.913 IH＝0.943,物体距離−443.1642 r₁＝∞ d₁＝0.4432 n₁＝1.51633 ν_１＝64.15 r₂＝∞ d₂＝1.3029 r₃＝5.4621 d₃＝0.6869 n₂＝1.56384 ν_２＝60.69 r₄＝−5.4621 d₄＝0.3545 n₃＝1.60342 ν_３＝38.01 r₅＝∞ d₅＝D₁（可変） r₆＝−2.9850 d₆＝0.6515 n₄＝1.88300 ν_４＝40.78 r₇＝−1.7639 d₇＝0.3545 n₅＝1.63854 ν_５＝55.38 r₈＝4.8242 d₈＝D₂（可変） r₉＝∞ d₉＝1.1522 n₆＝1.62299 ν_６＝58.14 r₁₀＝−6.0277 d₁₀＝0.6204 r₁₁＝4.1898 d₁₁＝2.1715 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₂＝−9.2016 d₁₂＝1.1984 r₁₃＝−4.1943 d₁₃＝0.4432 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₄＝−18.0779 d₁₄＝D₃（可変） r₁₅＝∞ d₁₅＝0.4432 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₆＝∞ f 10 19.048 D₁ 1.615 4.028 D₂ 2.901 0.487 D₃ 1.653 1.653 f_W/f₁＝0.963,d_f′/d_f＝12.06 f_B/f₃＝1.611,1.317 Δｎ＝0.24446,Δν＝14.6 実施例３ f_W＝10,f_T＝18.914,F/4.913 IH＝0.938,物体距離−442.5562 r₁＝∞ d₁＝0.4426 n₁＝1.51633 ν_１＝64.15 r₂＝∞ d₂＝1.3719 r₃＝6.2080 d₃＝0.5930 n₂＝1.72000 ν_２＝50.25 r₄＝−6.2080 d₄＝0.3540 n₃＝1.80518 ν_３＝25.43 r₅＝276.9352 d₅＝D₁（可変） r₆＝−4.4263 d₆＝0.6519 n₄＝1.85026 ν_４＝32.28 r₇＝−1.8721 d₇＝0.3540 n₅＝1.69680 ν_５＝56.49 r₈＝4.4745 d₈＝D₂（可変） r₉＝8.0397 d₉＝1.2082 n₆＝1.61765 ν_６＝55.05 r₁₀＝−6.2215 d₁₀＝0.0885 r₁₁＝4.0919 d₁₁＝2.1154 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₂＝−4.0919 d₁₂＝0.3540 n₈＝1.85026 ν_８＝32.28 r₁₃＝8.8045 d₁₃＝D₃（可変） r₁₄＝∞ d₁₄＝0.4426 n₉＝1.51633 ν_９＝64.15 r₁₅＝∞ f 10 18.914 D₁ 2.118 3.232 D₂ 3.530 0.487 D₃ 0.847 2.776 f_W/f₁＝1.001,d_f′/d_f＝11.15 f_B/f₃＝1.844,1.462 Δｎ＝0.15346,Δν＝24.21 ただしr₁,r₂,…はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,…は
各レンズの肉厚および空気間隔、n₁,n₂,…は各レンズの
屈折率、ν₁,ν₂,…は各レンズのアッベ数である。

上記の実施例１乃至実施例３は、夫々第１図乃至第３
図に示すレンズ構成で、いずれもレンズ系の前後に防水
性や耐薬性のカバーガラス（平行平面板）を設けてあ
る。

実施例１は、第１群，第２群を接合レンズにし、さら
に第３群の一部も接合レンズにしてある。これら接合レ
ンズによってフォーカシングやズーミング時に大きく変
動しがちな軸上色収差，倍率色収差を良好に補正してい
る。又接合レンズを用いることにより組立時は１個のレ
ンズとして扱えるので取扱いが容易になっている。

実施例２は、第１群，第２群は実施例１と同様に接合
レンズにしているが、第３群は単レンズのみで構成して
いる。第３群を正レンズと正レンズと負レンズで構成し
たので、この場合も色収差が良好に補正されている。

第15図には実施例１のズーミングの状態を示すもので
第15図（Ａ）はワイド状態、第15図（Ｂ）はワイドとテ
レの中間状態、第15図（Ｃ）はテレ状態を示している。

第16図には実施例１のワイド状態でのフォーカシング
の様子を示してある。第16図（Ａ）は、ワイド端で約−
11.3ディオプターの状態、第16図（Ｂ）はワイド端で約
＋6.8ディオプターの状態を示している。

実施例３は実施例１と同様のレンズ構成であるがワイ
ド端からテレ端に至る各群の移動が異なっており、第17
図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように移動する。

本発明の光学系をズームアダプターとして用いれば、
例えばCCDサイズの異なるテレビカメラと組み合わせて
も、それぞれに応じて倍率を変えることによりモニター
上に所望の大きさにうつすことが出来るので、１種類の
固体撮像素子を使ったテレビカメラのみしか組合わせら
れないことはなく、汎用性になし得る。またCCD等の固
体撮像素子と一体化して構成し内視鏡用ズームカメラと
して使用してもよい。

［発明の効果］ 本発明の撮像光学系は、各種内視鏡と組合わせて使用
する時、内視鏡の画像を自由に所望の大きさに出来、又
内視鏡の視度が異なっていても、変倍系の前にフォーカ
シングレンズを設けた構成であるので、レンズ系の状態
にかかわらず一定のレンズ移動量でピント調整を行なう
ことの出来る、簡単な構成で小型，軽量の高性能な光学
系である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は夫々本発明の実施例１乃至実施例３
の断面図、第４図，第５図は夫々実施例１の広角端，望
遠端における収差曲線図、第６図，第７図は実施例１の
夫々−11.3ディオプターおよび＋6.8ディオプターの時
の広角端における収差曲線図、第８図，第９図は夫々実
施例２の広角端，望遠端における収差曲線図、第10図，
第11図は夫々実施例３の広角端，望遠端における収差曲
線図、第12図は本発明の基本構成を示す図、第13図はレ
ンズ系による結像関係の概要を示す図、第14図は物体と
像の距離と倍率との関係を示す図、第15図は実施例１の
ズーミングの様子を示す図、第16図は実施例１のフォー
カシングの様子を示す図、第17図は実施例３のズーミン
グの様子を示す図、第18図は内視鏡にテレビカメラを接
続した構成を示す図である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 23/24 - 23/26 G02B 25/00 - 25/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡接眼部に接続可能で内視鏡により得
   られる像を任意に倍率を変えて結像させる光学系におい
   て、前記光学系が物体側から順に正から負までの視度調
   整が可能なフォ−カシング群である正の屈折力を持つ第
   １群と、変倍用のバリエ−タ−群である負の屈折力を持
   つ第２群と、変倍時に像位置を一定とするコンペンセ−
   タ−レンズ群である第３群とよりなり、各群が移動可能
   であり、下記条件（１）、（２）を満足する内視鏡用ズ
   −ム撮像光学系。 （１） 0.5＜f_W/f₁＜２ （２） ０＜ｄ′_f/d_f≦20（10/f_W） ただし、f_Wは撮像光学系全系の広角端での焦点距離、f₁
   は第１群の焦点距離、d_fは視度１ディオプタ−当りの第
   １群の移動量、ｄ′_ｆは第１群の視度調整時の総移動
   量、（10/f_W）はf_W＝10に規格化した時の条件（２）の
   上限値が20であることを示す。
2. 【請求項２】前記第２群が正レンズと負レンズよりな
   り、下記条件（３）、（４）、（５）を満足する請求項
   １の内視鏡用ズ−ム撮像光学系。 （３） １＜f_B/f₃＜３ （４） Δｎ≧0.15 （５） Δν≧14 ただし、f_Bは撮像光学系のバックフォ−カス、f₃は第３
   群の焦点距離、Δｎは第２群の正レンズの屈折率から負
   レンズの屈折率を引いた値、Δνは第２群の負レンズの
   アッベ数から正レンズのアッベ数を引いた値である。