JP4659645B2

JP4659645B2 - 拡大内視鏡光学系

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Publication number: JP4659645B2
Application number: JP2006054498A
Authority: JP
Inventors: 英泰高頭
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP2007233036A; US20070206293A1; US7499226B2

Description

本発明は、拡大内視鏡光学系で、変倍機能を有し、拡大観察可能にした内視鏡対物レンズ（光学系）に関するものである。

近年、医療分野では、病変の精密な診断を行なうために拡大観察が可能な光学系の要求が強まっている。

このような拡大観察が可能な光学系として、正、負、正の三つのレンズ群にて構成され、負の第２群を移動させて変倍と合焦を行なうタイプの光学系が下記特許文献１、２、３に開示されている。

また、負、正、負の三つのレンズにて構成され、正の第２群を移動させて変倍と合焦を行なう光学系が下記特許文献４に開示されている。
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号公報一方、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、従来よりも高画素の撮像素子が採用されはじめている。そのために、このような撮像素子の高画素化に対応した高性能な撮像光学系が必要になっている。

例えば、内視鏡による観察の場合、撮像光学系の観察深度の遠点から近点まで画質の劣化がない画像を得ることが要求され、そのためにＦナンバーを大きくしてつまり明るさ絞りの開口を絞ってパンフォーカスに近い性能を持った撮像光学系が必要になる。

一方撮像光学系においてＦナンバーを大きくすることつまり明るさ絞りの開口を絞ることにより回折現象が発生して画質が劣化しないように、Ｆナンバーが下記のレイリーリミット条件を満たすように光学系を決定する必要がある。

Ｆｎｏ＜１．６４Ｐ／λ
ただし、Ｆｎｏは撮像光学系のＦナンバー、Ｐは撮像素子の画素ピッチ、λは波長である。

上記の式によれば、画素ピッチＰが細かくなって撮像素子の高画素化が進むとＦナンバーをあまり大きくすることができないことがわかる。そのため撮像素子の高画素化により撮像光学系の観察深度が不足して所望の画質が得られなくなるおそれがある。

特に拡大内視鏡の場合、近接拡大観察状態（望遠端）では、対物レンズと物体距離が短いため観察深度の近点側で十分な画質を確保する必要があり、通常回折限界まで明るさ絞りの開口を絞って観察している。

この場合、従来の拡大内視鏡では、近接拡大観察状態（望遠端）から通常観察状態（広角端）に移動させてＦナンバーが変化したとしても十分な観察深度が得られ、実用上問題がない。

上記従来例のうち、特許文献１乃至３に記載する光学系は、明るさ絞りの後方に可動レンズが配置されているため、拡大観察時に射出瞳が像側から物体側へ移動する。そのため、通常観察時のＦナンバーは、拡大観察時のＦナンバーよりも小さい。

これら特許文献に記載されている従来の光学系を、高画素化された撮像素子と組み合わせて使用すると、拡大観察時のＦナンバーを回折限界まで絞ったとしても、通常観察時のＦナンバーが小さくなりすぎるため、深度が浅く、実用上問題が生ずる。

また、特許文献４には、通常観察時と拡大観察時のＦナンバーに差のないタイプの光学系が開示されている。

この特許文献４に記載されている拡大内視鏡光学系は、負、正、負の３群構成であって、第２群を移動させることによって、変倍、合焦を行なうものである。

しかし、この光学系は、正のレンズ群が一つしかないため、可動群である第２群のパワーが強くなる傾向がある。

そのために、通常観察時と拡大観察時とで収差の変動が大きく、内視鏡画像の高画質化の要求を満足することはできない。この光学系は、特に色収差の変動が大きく、画像の色のにじみの原因になる。

また、この文献４には、正、負、正の３群構成で、第２群が可動である光学系も記載されているが、このタイプの光学系は、通常観察時と拡大観察時のＦナンバーの変動が大きく、特許文献１、２、３と同様の問題がある。

また、前記の特許文献１には、高倍率な内視鏡対物レンズが記載されているが、通常観察時の視野が狭く、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、病変部に処置を施す等の作業が困難であり、実用上問題である。

本発明は、通常観察時と拡大観察時とにおけるＦナンバーの変動が少なく、どの観察状態でも十分な観察深度が確保でき高画質の画像が得られる拡大内視鏡光学系を提供するものである。

本発明の拡大内視鏡光学系の第１の構成は、一部のレンズ群が移動することによって、少なくとも通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とをとり得る対物レンズで、下記条件（１）を満足することを特徴とする。

（１）Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）＞０．９３
ただし、Ｆ（Ｗ）、Ｆ（Ｔ）は夫々通常観察状態（広角端）および近接拡大観察状態（望遠端）での光学系のＦナンバーである。

また、本発明の拡大内視鏡光学系の第２の構成は、物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とにて構成される対物レンズで、負の第２群が明るさ絞りと一体に光軸上を移動することによって合焦および変倍を行なうもので、下記条件（２）を満足することを特徴とする。

（２）０．４＜｜ｆ３／ｆ２｜＜１．３８
ただし、ｆ２、ｆ３は夫々第２群、第３群の焦点距離である。

また、本発明の拡大内視鏡光学系の第２の構成において、更に下記条件（３）を満足することが望ましい。

（３）１．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜３．５
ただし、ｆ１、ｆ２は夫々第１群、第２群の焦点距離である。

更に、第２の構成の光学系において、下記条件（１）を満足すれば一層好ましい。

本発明の拡大内視鏡光学系は、前述のような構成（第１、第２の構成）を有することによって、高画素化された撮像素子と組み合わせた時に、光学系（対物レンズ）の各変倍状態において十分な観察深度を得ることが可能となり、画質の劣化の少ない画像での観察が可能になる。

即ち、条件（１）は、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの各変倍状態において十分な観察深度を確保するための条件であって、特に通常観察状態（広角端）での観察深度を確保するための条件である。

ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の撮像素子の高画素化にともない、より細かな生体等の観察が可能になる。しかし、比較的小さなＦナンバーにおいても回折現象による画質の劣化を招きやすい。特に、拡大内視鏡光学系（対物レンズ）は、拡大観察時のＦナンバーが通常観察時のＦナンバーよりも大であることが多い。そのために、近接拡大観察状態（望遠端）におけるＦナンバーを小さくしておくと、通常観察状態（広角端）にした時に必要以上にＦナンバーが小さくなり、観察深度を確保できなくなる。

光学系が、条件（１）の範囲内であれば、通常観察状態（広角端）のＦナンバーが近接拡大観察状態（望遠端）でのＦナンバーとほぼ同じになり、近接拡大観察状態（望遠端）において回折の影響を受けないようにＦナンバーを小さくしても、通常観察状態（広角端）におけるＦナンバーが必要以上に小さくなることがなくなる。このため、条件（１）を満足することにより、光学系を高画素化された撮像素子と組み合わせて使用しても、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの各変倍状態において十分な観察深度を確保することができる。

逆に、Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）の値が０．９３よりも小になると、近接拡大観察状態（望遠端）において、回折限界までＦナンバーを小にした時、通常観察状態（広角端）におけるＦナンバーが必要以上に小になり好ましくない。

また、本発明の第１の構成の光学系において、近接拡大観察状態（望遠端）において、回折の影響を受けないようにするためには、更に下記条件（４）を満足するようにすることが望ましい。

（４）Ｆ（Ｔ）＜９．５
ただし、Ｆ（Ｔ）は近接拡大観察状態（望遠端）での光学系のＦナンバーである。

高画素化が進み一層高画素のＣＣＤやＣＭＯＳを使用することを想定した場合、Ｆ（Ｔ）の値が条件（４）の範囲を超えて９．５より大になると、回折の影響を受け始めるため、拡大観察の際に、高画素のＣＣＤに見合う高精細な画像が得られなくなり好ましくない。

条件（１）、（４）を満足することによって、通常観察状態から近接拡大観察状態までのどの状態においても、回折限界までＦナンバーを大きくすること（明るさ絞りの開口を絞ること）が可能な光学系になし得る。これによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までのどの状態においても回折限界までＦナンバーを大きくでき（明るさ絞りの開口を絞ることができ）る光学系を実現できる。これにより、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの各変倍状態において十分な観察深度を確保することができる。

ここで、高画素化された撮像素子について、次の条件（１１）のように定義する。

（１１）０．４＜ＩＨ／（ｐ×１０００）＜０．７
ただし、ＩＨは撮像素子の撮像面における最大像高（ｍｍ）、ｐは撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）である。

撮像素子が条件（１１）の下限を超えるとつまりＩＨ／（ｐ×１０００）が０．４以下になると画素ピッチが大になり、高画素化された撮像素子とはいえない。また条件（１１）の上限を超えるとつまりＩＨ／（ｐ×１０００）の値が０．７より大になると画素ピッチが小になってより高画素化されるが回折の影響を受けやすく、対物光学系の各変倍状態において十分な観察深度が得られない。

次に、本発明の拡大内視鏡光学系の第２の構成について説明する。

第２の構成の光学系は、正、負、正の三つのレンズ群にて構成され、負の第２群を光軸に沿って移動させて変倍と合焦を行なうものである。このように、可動群の第２群を負の屈折力を有するレンズ群とし、この第２群の近傍に明るさ絞りを配置することによって、可動レンズ群の外径を小にし得る。それにより、可動レンズ群を光軸方向に動かすための機構（例えば可動レンズ群を保持するレンズ枠に接続されていてこのレンズ枠に駆動力を与えるアクチュエータ等）を可動レンズ群の周囲に配置することが可能になる。また、可動レンズ群の重量を小さくできるため可動レンズ群を動かすための機構にかかる負荷を低減できる。

また、前記の負の屈折力を有するレンズ群前後に配置される明るさ絞りは、この負の屈折力を有するレンズ群と一体に移動させることが望ましい。この時、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）へ状態を変化させて行くと、明るさ絞りは物体側から像側へ向かって移動する。

ここで、絞りが固定されている状態を想定すると、近接拡大観察状態（望遠端）において、負の屈折力の第２群が射出瞳位置から遠ざかるため、周辺光束の光線高が正の屈折力の第３群にて高くなり、この第３群のレンズ系が大になり好ましくない。

本発明の第２の構成のような正、負、正の三つのレンズ群よりなる光学系において、負の第２群と明るさ絞りとを一体に移動させるように構成すれば、正の第３群のレンズ外径を大にすることなく、コンパクトな拡大内視鏡光学系を実現し得る。

また、負の第２群と明るさ絞りをと一体に移動させるように構成することによって、通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）との間でＦナンバーが変動するのを抑えることができ、各観察状態で回折限界までＦナンバーを絞り込んで観察深度を確保することが容易になる。

また、前述のように本発明の第２の構成の光学系は、下記条件（２）を満足することを特徴とする。

この条件（２）において｜ｆ３／ｆ２｜の値が下限値の０．４より小になると、第２群の焦点距離が大になり、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変化させる時の第２群の移動量が大になる。第２群の移動量があまり大になると光学系の全長が長くなり大型化するので好ましくない。また、レンズ群の移動手段としてアクチュエータを使用する場合、レンズ群を駆動するストロークが長くなり、アクチュエータを含むレンズ駆動機構が大型になり好ましくない。

また条件（２）において｜ｆ３／ｆ２｜の値が上限値の１．３８より大になると第３群の焦点距離が大になり、光学系のバックフォーカスが長くなる。その結果、撮像素子を含めた撮像光学系の全長が長くなり、大型になるため好ましくない。また、内視鏡の場合、撮像光学系の全長が長くなることは内視鏡先端の硬性部（湾曲しない部分）の長さが長くなり、内視鏡を患者の体内に挿入する際の患者の負担が大きくなり好ましくない。

また、条件（２）の代わりに次の条件（２−１）を満足すれば一層好ましい。

（２−１）０．６＜｜ｆ３／ｆ２｜＜１．２
更に、本発明の第２の光学系において、下記条件（３）を満足すればより望ましい。

この条件（３）において、｜ｆ２／ｆ１｜の値が下限値の１．５より小になると第１群の焦点距離に対し第２群の焦点距離が小になり、第２群の移動による色収差の変動が大になる。特に倍率の色収差の発生量が大になり、画像の色にじみの原因になり好ましくない。

また、条件（３）において、｜ｆ２／ｆ１｜の値が上限値の３．５より大になると第１群の焦点距離が小になり、球面収差の発生量が大になる。特に観察倍率が大になる近接拡大観察状態（望遠端）における収差の発生量が大になると、被写体を拡大して詳細に観察する際に、所望の解像力が得られないばかりか画像にコマフレアーのように画質を劣化させるノイズが発生する原因となり好ましくない。

また、第２の構成の光学系において、更に次の条件（７）を満足することが望ましい。

（７）１．５＜ｆ３／ｆ１＜２．５
ただし、ｆ１、ｆ３は夫々第１群、第３群の焦点距離である。

条件（７）においてｆ３／ｆ１の値が下限値の１．５より小になると第１群の焦点距離が大になり、条件（３）の場合と同様に球面収差が補正不足になり、更にはコマ収差が補正できなくなり好ましくない。

第３群は、ペッツバール和の補正に寄与するが、条件（７）において、ｆ３／ｆ１の値が上限値の２．５より大になると第３群の焦点距離が小さくなりすぎてペッツバール和が大になるために像面が倒れ、この像面湾曲を補正することが困難になる。そのため画像の中心から周辺まで良好な解像力を確保することができなくなり好ましくない。

本発明の光学系（第１、第２の構成）において、最終レンズの像側の面（光学系の最も像側のレンズ面）における最大光線高が次の条件（８）を満足することが望ましい。

（８）０．５＜ｈＴ／ｈＷ＜１．２
ただし、ｈＴは近接拡大観察状態（望遠端）における光学系最終面における最大光線高、ｈＷは通常観察状態（広角端）における光学系最終面における最大光線高である。

ｈＴ／ｈＷの値が条件（８）の範囲を超えると撮像素子への入射角が所定の範囲内に入らず、画像周辺での光量の低下を招くことになる。特に、ｈＴ／ｈＷの値が下限値の０．５より小になると、近接拡大観察状態（望遠端）において取得される画像の周辺減光が著しく好ましくない。また、ｈＴ／ｈＷの値が条件（８）の上限値の１．２より大になると通常観察状態（広角端）において第３群での光線高が高くなり、レンズ外径が大になり好ましくない。また、レンズ外径を小さくするためには条件（８）の代わりに下記条件（８−１）のように上限値を定めることが好ましい。

（８−１）０．５＜ｈＴ／ｈＷ＜０．８５
また、本発明の光学系において、第１群のレンズ系が小さくなるようにするためには、下記条件（９）を満足することが望ましい。

（９）０．５＜Ｅｎｐ／ｆｌｗ＜１．５
ただし、Ｅｎｐは通常観察状態（広角端）における光学系の最も物体側の面から入射瞳までの距離（以下単に入射瞳位置と記す）ｆｌｗは通常観察状態（広角端）の光学系全系の焦点距離である。

条件（９）において、Ｅｎｐ／ｆｌｗの値が下限値の０．５より小になると入射瞳位置に対して全系の焦点距離が大になり、内視鏡の通常観察時において必要な画角（少なくとも１００°以上、好ましくは１２０°以上）を確保しようとすると過剰に大きなディストーションが発生する。その結果、画面中心と周辺の倍率の差が大きくなりすぎ好ましくない。また、Ｅｎｐ／ｆｌｗの値が条件（９）の上限値の１．５より大になると、第１群のレンズ外径が大になり撮像光学系が大型になる。

また、更なる撮像光学系の小型化のためには、条件（９）の上限値を１．０とし、下記条件（９−１）を満足することが好ましい。

（９−１）０．５＜Ｅｎｐ／ｆｌｗ＜１．０
また、本発明の拡大観察光学系において、近接拡大観察状態（望遠端）での観察倍率β（Ｔ）が下記条件（５）を満足することが好ましい。

（５） β（Ｔ）＜−０．６
内視鏡観察下で生体内の病変部の精密診断を行なうためには、近接拡大観察状態（望遠端）時の観察倍率が条件（５）を満足することが望ましい。つまり条件（５）を満足する観察倍率を有する拡大内視鏡光学系を用いることにより、生体組織に発生した微小な病変を見落とすことなく発見でき、特に早期癌の発見等に有用である。

条件（５）において、β（Ｔ）の値が−０．６より大になると、より微小な病変の拡大しての観察が行ないにくく好ましくない。

また、一層微小な病変を精査して、例えば注目している生体組織が癌化する可能性の有無を診断する等に使用する光学系の場合、条件（５）の代わりに下記条件（５−１）を満足することが望ましい。

（５−１） β（Ｔ）＜−１．５
高画素化された撮像素子と組み合わせる場合、条件（５−１）を満足する拡大内視鏡光学系は、数ミクロンから数十ミクロンの分解能が得られる。１４インチモニターに画像を表示して観察する場合を考えると、２００〜５００倍程度の倍率が得られ、細胞レベルでの観察が可能になる。それにより細胞配列の乱れや、細胞核の異常な肥厚、細胞核を取り巻く毛細血管の異常な増殖等の正常細胞が癌化するときに特異的に現れる現象を観察することが可能になる。

更に、このような拡大観察が可能な拡大内視鏡光学系において、通常観察時には広視野を確保し、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、病変部に処置を施す等の作業を有する必要がある。

そのためには、光学系が拡大観察時には高倍率を確保しつつ、通常観察時には下記の条件（６）を満足することが望ましい。

（６） ω＞６０°
ただし、ωは通常観察状態（広角端）での光学系の半画角である。

条件（６）の範囲内であれば、通常観察状態（広角端）での診断が拡大機能のない内視鏡での診断と同程度の視野範囲を確保できるため、通常の診断を問題なく行ない得る。

また、本発明の拡大内視鏡光学系は、明るさ絞りが光軸上を移動する際に、絞り径が一定であることが望ましい。可変絞り機構を搭載すると、既にレンズ駆動のためのアクチュエータ等が配置されていることもあり、撮像光学系を収納する鏡枠の更なる太径化を招くことになり好ましくない。

本発明の拡大内視鏡光学系によれば、高画素の撮像素子を用い高精細な画像での拡大観察が可能になるという効果を有する。

本発明の拡大内視鏡光学系の実施の形態を次に示す各実施例にもとづいて説明する。

本発明の拡大内視鏡光学系の実施例１は、図１に示す通りの構成で、下記データを有する光学系である。

（物体面）ｄ₀ ＝Ｄ０
ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝0.36 ｎ₁ ＝1.88300 ν₁ ＝40.78
ｒ₂ ＝１.297 ｄ₂ ＝0.73
ｒ₃ ＝∞ ｄ₃ ＝0.62 ｎ₂ ＝1.51400 ν₂ ＝75.00
ｒ₄ ＝∞ ｄ₄ ＝1.13
ｒ₅ ＝-8.3111 ｄ₅ ＝0.88 ｎ₃ ＝1.48749 ν₃ ＝70.23
ｒ₆ ＝-1.980 ｄ₆ ＝0.01
ｒ₇ ＝3.240 ｄ₇ ＝1.20 ｎ₄ ＝1.51633 ν₄ ＝64.14
ｒ₈ ＝-2.332 ｄ₈ ＝0.24 ｎ₅ ＝2.00330 ν₅ ＝28.27
ｒ₉ ＝-4.319 ｄ₉ ＝Ｄ１
ｒ₁₀ ＝∞（絞り）ｄ₁₀ ＝0.02
ｒ₁₁ ＝∞ ｄ₁₁ ＝0.28 ｎ₆ ＝1.48749 ν₆ ＝70.23
ｒ₁₂＝1.257 ｄ₁₂＝0.52 ｎ₇ ＝1.59270 ν₇ ＝35.31
ｒ₁₃＝1.927 ｄ₁₃＝Ｄ２
ｒ₁₄＝4.593 ｄ₁₄＝1.08 ｎ₈ ＝1.48749 ν₈ ＝70.23
ｒ₁₅＝-5.372 ｄ₁₅＝0.02
ｒ₁₆＝3.767 ｄ₁₆＝1.19 ｎ₉ ＝1.51633 ν₉ ＝64.14
ｒ₁₇＝-4.774 ｄ₁₇＝0.42 ｎ₁₀＝1.92286 ν₁₀＝18.90
ｒ₁₈＝52.579 ｄ₁₈＝0.29
ｒ₁₉＝∞ ｄ₁₉＝0.40 ｎ₁₁＝1.52287 ν₁₁＝59.89
ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝0.56
ｒ₂₁＝∞ ｄ₂₁＝2.75 ｎ₁₂＝1.51633 ν₁₂＝64.14
ｒ₂₂＝∞

通常観察状態中間状態近接拡大観察状態
（広角端）（望遠端）
Ｄ０１６．００３．３８２．００
Ｄ１０．１６１．０６１．７２
Ｄ２２．５６１．６６１．００
ｆｌｗ１．７５８１．９５９２．０２４
Ｆｎｏ７．０７．２７．３

ｆＷ／ｆＴ＝０．９６
｜ｆ３／ｆ２｜＝０．８７
｜ｆ２／ｆ１｜＝２．１８
ｆＴ＝７．３
βＴ＝−０．７１
ω＝６６．５°
ｆ３／ｆ１＝１．９
ｈＴ／ｈＷ＝０．６６
Ｅｎｐ／ｆｌｗ＝０．７３
ＩＨ／（ｐ×１０００）＝０．６

ただし、ｒ₁，・・・はレンズ各面の曲率半径、ｄ₁，・・・は各レンズの肉厚および面間隔、ｎ₁ ，ｎ₂,・・・は各レンズのｅ線に対する屈折率、ν₁ ,ν₂，・・・は各レンズのｄ線に対するアッベ数である。尚、ｄ₀は物体面から光学系の第１面（ｒ₁）までの距離である。又ｒ，ｄ等の長さの単位はｍｍである。

この実施例１の光学系は、図１および上記データに示すように、物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１（ｒ₁〜ｒ₉）と負の屈折力の第２群Ｇ２（ｒ₁₁〜ｒ₁₃）と正の屈折力の第３群Ｇ３（ｒ₁₄〜ｒ₁₈）とにて構成されている。又明るさ絞りＳ（ｒ₁₀）は第２群Ｇ２の物体側に配置されている。

この実施例１は、第２群Ｇ２が明るさ絞りＳと一体に光軸上を像側に移動して通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）への変倍と合焦を行なう。

つまり、図１における上段（通常観察状態）、中段（中間状態）、下段（近接拡大観察状態）に記載するように第２群Ｇ２を光軸に沿って移動させて変倍と合焦を行なう。

この実施例１は、図示するように、第１群Ｇ１が平凹レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）と
平行平面板Ｆ１（ｒ₃〜ｒ₄）と像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ（ｒ₅〜ｒ₆）と両凸レンズ（ｒ₇〜ｒ₈）と負のメニスカスレンズ（ｒ₈〜ｒ₉）を接合した正の接合レンズ（ｒ₇〜ｒ₉）とよりなり、第２群Ｇ２が平凹レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₂）と正のメニスカスレンズ（ｒ₁₂〜ｒ₁₃）を接合した接合レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₃）よりなり、第３群が両凸レンズ（ｒ₁₄〜ｒ₁₅）と両凸レンズ（ｒ₁₆〜ｒ₁₇）と両凹レンズ（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）を接合した接合レンズ（ｒ₁₆〜ｒ₁₈）とよりなる。又撮像素子の撮像面Ｉには撮像面を保護するためのカバーガラスＣ（ｒ₂₁〜ｒ₂₂）が貼り付けられている。又、第３群Ｇ３とカバーガラスＣとの間には、平行平面板Ｆ２（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）が配置されている。

ここで、平行平面板Ｆ１、Ｆ２は夫々特定波長例えばＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光をカットするためのフィルタである。

この実施例１は、データ中に示すように、条件（１）乃至条件（９）、条件（１１）のすべての条件を満足する。また、条件（２−１）、（８−１）、（９−１）も満足する。これによって、光学系を通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで倍率を変化させても、Ｆナンバーの変動が少なく、各倍率の状態にて十分な観察深度が確保されている。

又、条件（２）、（３）、（７）を満足するように各群の焦点距離を適切な値にしたことによって、画像劣化が少なくコンパクトな光学系になっている。

図５、図６、図７は、夫々実施例１の光学系の通常観察状態（広角端）、中間の状態、近接拡大観察状態（望遠端）における収差状況を示す。これら図より明らかなように、実施例１の光学系はＦナンバーの変化が少なく、又いずれの状態にても収差が良好に補正されている。

又、実施例１は、条件（１１）を満足する高画素化された撮像素子を用いており、それにより高精細な画像が得られる。

本発明の拡大内視鏡光学系の実施例２は、図２に示す通りの構成で、下記データを有する光学系である。

（物体面）ｄ₀ ＝Ｄ０
ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝0.36 ｎ₁ ＝1.88300 ν₁ ＝40.78
ｒ₂ ＝１.246 ｄ₂ ＝0.73
ｒ₃ ＝∞ ｄ₃ ＝0.62 ｎ₂ ＝1.51400 ν₂ ＝75.00
ｒ₄ ＝∞ ｄ₄ ＝0.50 ｎ₃ ＝1.52287 ν₃ ＝59.89
ｒ₅ ＝∞ ｄ₅ ＝0.57
ｒ₆ ＝31.448 ｄ₆ ＝0.88 ｎ₄ ＝1.48749 ν₄ ＝70.23
ｒ₇ ＝-2.017 ｄ₇ ＝0.05
ｒ₈ ＝3.576 ｄ₈ ＝1.20 ｎ₅ ＝1.48749 ν₅ ＝70.23
ｒ₉ ＝-1.879 ｄ₉ ＝0.24 ｎ₆ ＝1.84666 ν₆ ＝23.78
ｒ₁₀＝-3.339 ｄ₁₀＝Ｄ１
ｒ₁₁＝∞（絞り）ｄ₁₁＝0.02
ｒ₁₂＝∞ ｄ₁₂＝0.28 ｎ₇ ＝1.48749 ν₇ ＝70.23
ｒ₁₃＝1.678 ｄ₁₃＝0.52 ｎ₈ ＝1.84666 ν₈ ＝23.78
ｒ₁₄＝1.703 ｄ₁₄＝Ｄ２
ｒ₁₅＝19.018 ｄ₁₅＝1.29 ｎ₉ ＝1.48749 ν₉ ＝70.23
ｒ₁₆＝-2.749 ｄ₁₆＝0.02
ｒ₁₇＝2.793 ｄ₁₇＝1.22 ｎ₁₀＝1.60311 ν₁₀＝60.64
ｒ₁₈＝-9.649 ｄ₁₈＝0.42 ｎ₁₁＝1.92286 ν₁₁＝18.90
ｒ₁₉＝4.696 ｄ₁₉＝0.87
ｒ₂₀＝∞ ｄ₂₀＝1.60 ｎ₁₂＝1.51633 ν₁₂＝64.14
ｒ₂₁＝∞

通常観察状態中間状態近接拡大観察状態
（広角端）（望遠端）
Ｄ０１８．００３．３８１．８０
Ｄ１０．１６０．７９１．３４
Ｄ２２．２５１．６１１．０７
ｆｌｗ１．７３３１．８３４１．８４２
Ｆｎｏ７．１６７．１０７．０４

ｆＷ／ｆＴ＝１．０２
｜ｆ３／ｆ２｜＝０．９２
｜ｆ２／ｆ１｜＝２．２２
ｆＴ＝７
βＴ＝−０．７１
ω＝６５．５°
ｆ３／ｆ１＝２．０５
ｈＴ／ｈＷ＝０．７９
Ｅｎｐ／ｆｌｗ＝０．７３
ＩＨ／（ｐ×１０００）＝０．５６

この実施例２の光学系は、図２および上記データに示すように、物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１（ｒ₁〜ｒ₁₀）と負の屈折力の第２群Ｇ２（ｒ₁₂〜ｒ₁₄）と正の屈折力の第３群Ｇ３（ｒ₁₅〜ｒ₁₉）とにて構成されている。又明るさ絞りＳ（ｒ₁₁）は第２群Ｇ２の物体側に配置されている。

この実施例２は、第２群Ｇ２が明るさ絞りＳと一体に光軸に沿って像側に移動して、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）にわたっての変倍と合焦を行なう。

つまり、図２における上段の通常観察状態（広角端）、中段の中間状態、下段の近接拡大観察状態（望遠端）に示すように明るさ絞りＳと第２群Ｇ２を移動させて変倍と合焦を行なう。

この実施例２は、図２に示すように、第１群Ｇ１が平凹レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）と平行平面板Ｆ１、Ｆ２（ｒ₃〜ｒ₅）と両凸レンズ（ｒ₆〜ｒ₇）と両凸レンズ（ｒ₈〜ｒ₉）と負のメニスカスレンズ（ｒ₉〜ｒ₁₀）とを接合した接合レンズ（ｒ₈〜ｒ₁₀）とよりなり、第２群Ｇ２が平凹レンズ（ｒ₁₂〜ｒ₁₃）と正のメニスカスレンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₄）を接合した接合レンズ（ｒ₁₂〜ｒ₁₄）よりなり、第３群が両凸レンズ（ｒ₁₅〜ｒ₁₆）と両凸レンズ（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）と両凹レンズ（ｒ₁₈〜ｒ₁₉）を接合した接合レンズ（ｒ₁₇〜ｒ₁₉）とよりなる。又、撮像素子の撮像面にはカバーガラス（ｒ₂₀〜ｒ₂₁）が貼り付けられている。

尚、平行平面板Ｆ１、Ｆ２は夫々特定波長例えばＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光をカットするためのフィルタである。

この実施例２も、データに示すように条件（１）乃至条件（９）、条件（１１）のすべての条件を満足する光学系であり、それにより、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までのすべての変倍状態において、Ｆナンバーの変動が少なく、各倍率の状態にて十分な観察深度が得られる。また、条件（２−１）、（８−１）、（９−１）も満足する。

又、この実施例２も、第１群、第２群、第３群の夫々の焦点距離が条件（２）、（３）、（７）を満足するように適切な値に設定してあり、それにより各状態において画質の劣化がなく、コンパクトな撮像光学系になっている。

図８、図９、図１０の収差図に示すように、実施例２の通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）における諸収差はいずれも良好に補正されている。

又、この実施例２も、条件（１１）を満足する高画素化された撮像素子を用いることにより高精細な画像を得ることができる。

本発明の光学系の実施例３は、図３に示す通りの構成で、下記データを有する。

（物体面）ｄ₀ ＝Ｄ０
ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝0.45 ｎ₁ ＝1.88300 ν₁ ＝40.78
ｒ₂ ＝１.886 ｄ₂ ＝1.00
ｒ₃ ＝∞ ｄ₃ ＝0.57 ｎ₂ ＝1.52287 ν₂ ＝59.89
ｒ₄ ＝∞ ｄ₄ ＝0.47
ｒ₅ ＝-6.999 ｄ₅ ＝2.75 ｎ₃ ＝1.69895 ν₃ ＝30.13
ｒ₆ ＝-3.383 ｄ₆ ＝Ｄ１
ｒ₇ ＝3.920 ｄ₇ ＝0.61 ｎ₄ ＝1.88300 ν₄ ＝40.76
ｒ₈ ＝9.496 ｄ₈ ＝Ｄ２
ｒ₉ ＝∞（絞り）ｄ₉ ＝0.09
ｒ₁₀＝33.957 ｄ₁₀＝0.27 ｎ₅ ＝1.84666 ν₅ ＝23.78
ｒ₁₁＝1.805 ｄ₁₁＝2.03 ｎ₆ ＝1.51633 ν₆ ＝64.14
ｒ₁₂＝-6.057 ｄ₁₂＝0.08
ｒ₁₃＝5.501 ｄ₁₃＝1.09 ｎ₇ ＝1.88300 ν₇ ＝40.76
ｒ₁₄＝3.662 ｄ₁₄＝0.77 ｎ₈ ＝1.80100 ν₈ ＝34.97
ｒ₁₅＝-15.338 ｄ₁₅＝1.82
ｒ₁₆＝∞ ｄ₁₆＝2.00 ｎ₉ ＝1.51400 ν₉ ＝75.00
ｒ₁₇＝∞

通常観察状態中間状態近接拡大観察状態
（広角端）（望遠端）
Ｄ０２３．５０１０．５０３．００
Ｄ１３．２６２．９２１．５３
Ｄ２０．３９０．７２２．１２
ｆｌｗ１．４８０１．５３７１．８２５
Ｆｎｏ９．１０９．１０９．１０

ｆＷ／ｆＴ＝１
｜ｆ３／ｆ２｜＝０．８１
｜ｆ２／ｆ１｜＝０．３６
ｆＴ＝９．１
βＴ＝−０．４
ω＝６０．７°
ｆ３／ｆ１＝−０．２９
ｈＴ／ｈＷ＝１．００
Ｅｎｐ／ｆｌｗ＝１．３３
ＩＨ／（ｐ×１０００）＝０．４３

この実施例３は、図３に示すように、物体側より順に、負の屈折力の第１群Ｇ１（ｒ₁〜ｒ₆）と正の屈折力の第２群Ｇ２（ｒ₇〜ｒ₈）と正の屈折力の第３群Ｇ３（ｒ₁₀〜ｒ₁₅）とよりなる。

この実施例３は、正の屈折力の第２群Ｇ２を光軸に沿って像側から物体側へ移動させることにより、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの変倍と合焦を行なうもので、明るさ絞りＳは第３群Ｇ３の物体側に配置されており、変倍中移動せずに固定されている。

つまり、この実施例３は、負、正、正の三つのレンズ群よりなり正の第２群Ｇ２を移動させて変倍を行なうことと、明るさ絞りが第３群の物体側に変倍中移動せずに固定配置されている点で、実施例１、２と異なる構成である。

実施例３は、負の第１群Ｇ１が、平凹レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）と平行平面板Ｆ１（ｒ₃〜ｒ₄）と正のメニスカスレンズ（ｒ₅〜ｒ₆）とよりなり、第２群Ｇ２が正のメニスカスレンズ（ｒ₇〜ｒ₈）１枚よりなり、第３群Ｇ３が負のメニスカスレンズ（ｒ₁₀〜ｒ₁₁）と両凸レンズ（ｒ₁₁〜ｒ₁₂）を接合した接合レンズ（ｒ₁₀〜ｒ₁₂）と負のメニスカスレンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₄）と両凸レンズ（ｒ₁₄〜ｒ₁₅）を接合した接合レンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₅）とよりなり、撮像素子の撮像面ＩにはカバーガラスＣが貼り付けられている。

明るさ絞りＳ（ｒ₉）は第３群Ｇ３の物体側に固定配置されている。又平行平面板Ｆ１は特定波長例えばＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光をカットするためのフィルタである。

この実施例３は、条件（１）、（２）、（４）、（６）、（８）、（９）、（１１）、（２−１）を満足する。

この実施例３は、前述のように負、正、正の構成で、明るさ絞りＳを第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間でその像面側に近づけて固定配置したことによって、明るさ絞りＳを変倍時固定配置したままでもＦナンバーの変動がなく、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの各状態で十分な観察深度が得られる。

この実施例３の収差状況は、図１１、１２、１３に示す通りである。これら図のうち図１１は通常観察状態（広角端）、図１２は中間状態、図１３は近接拡大観察状態（望遠端）の収差図で、Ｆナンバーの変化は少なく、いずれの状態も諸収差が良好に補正されており、収差の変動も少ない。

この実施例３も、条件（１１）を満足する高画素化された撮像素子を用いることにより、各状態において高精細な画像を得ることができる。

本発明の光学系の実施例４は、図４に示す通りの構成で、下記データを有する。

（物体面）ｄ₀ ＝Ｄ０
ｒ₁ ＝∞ ｄ₁ ＝0.36 ｎ₁ ＝1.88300 ν₁ ＝40.78
ｒ₂ ＝１.318 ｄ₂ ＝0.73
ｒ₃ ＝∞ ｄ₃ ＝0.62 ｎ₂ ＝1.51400 ν₂ ＝75.00
ｒ₄ ＝∞ ｄ₄ ＝0.47
ｒ₅ ＝7.097 ｄ₅ ＝1.69 ｎ₃ ＝1.48749 ν₃ ＝70.23
ｒ₆ ＝-1.911 ｄ₆ ＝0.24 ｎ₄ ＝1.84666 ν₄ ＝23.78
ｒ₇ ＝-2.140 ｄ₇ ＝0.02
ｒ₈ ＝4.116 ｄ₈ ＝0.82 ｎ₅ ＝1.64000 ν₅ ＝60.08
ｒ₉ ＝-2.181 ｄ₉ ＝0.12 ｎ₆ ＝2.00330 ν₆ ＝28.27
ｒ₁₀＝-5.343 ｄ₁₀＝Ｄ１
ｒ₁₁＝∞（絞り）ｄ₁₁＝0.02
ｒ₁₂＝-5.181 ｄ₁₂＝0.19 ｎ₇ ＝1.60300 ν₇ ＝65.44
ｒ₁₃＝1.143 ｄ₁₃＝0.24 ｎ₈ ＝1.68893 ν₈ ＝31.07
ｒ₁₄＝2.182 ｄ₁₄＝Ｄ２
ｒ₁₅＝6.990 ｄ₁₅＝1.00 ｎ₉ ＝1.48749 ν₉ ＝70.23
ｒ₁₆＝-3.748 ｄ₁₆＝0.12
ｒ₁₇＝3.540 ｄ₁₇＝1.16 ｎ₁₀＝1.49700 ν₁₀＝81.54
ｒ₁₈＝-5.952 ｄ₁₈＝0.22
ｒ₁₉＝-4.732 ｄ₁₉＝0.42 ｎ₁₁＝1.92286 ν₁₁＝18.90
ｒ₂₀＝-90.467 ｄ₂₀＝1.55
ｒ₂₁＝∞ ｄ₂₁＝0.40 ｎ₁₂＝1.52287 ν₁₂＝59.89
ｒ₂₂＝∞ ｄ₂₂＝1.35
ｒ₂₃＝∞ ｄ₂₃＝1.20 ｎ₁₃＝1.51633 ν₁₃＝64.14
ｒ₂₄＝∞

通常観察状態中間状態近接拡大観察状態
（広角端）（望遠端）
Ｄ０２０．００２．０００．８８
Ｄ１０．１５１．４７２．５３
Ｄ２２．５７１．２６０．２０
ｆｌｗ１．７８７２．３３６２．１５７
Ｆｎｏ５．８７６．８７７．６６

ｆＷ／ｆＴ＝０．７７
｜ｆ３／ｆ２｜＝１．３４
｜ｆ２／ｆ１｜＝１．５９
ｆＴ＝７．７
βＴ＝−１．７３
ω＝６６．５°
ｆ３／ｆ１＝２．１３
ｈＴ／ｈＷ＝０．４８
Ｅｎｐ／ｆｌｗ＝０．７２
ＩＨ／（ｐ×１０００）＝０．４９

この実施例４は、図４に示すように物体側より順に、正の屈折力の第１群Ｇ１と、負の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とよりなる。そして、第２群Ｇ２を光軸に沿って物体側より像側へ移動させることにより、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）への変倍と合焦とを行なっている。又、明るさ絞りＳは第２群Ｇ２の物体側に配置され、変倍時第２群Ｇ２と一体に移動する。

つまり、図４における上段（通常観察状態）、中段（中間状態）、下段（近接拡大観察状態）に示すように第２群Ｇ２が明るさ絞りＳと一体に移動する。

この実施例４は、図４に示すように、第１群Ｇ１が平凹レンズ（ｒ₁〜ｒ₂）と平行平面板Ｆ１（ｒ₃〜ｒ₄）と両凸レンズ（ｒ₅〜ｒ₆）とメニスカスレンズ（ｒ₆〜ｒ₇）を接合した接合レンズ（ｒ₅〜ｒ₇）と両凸レンズ（ｒ₈〜ｒ₉）と負のメニスカスレンズ（ｒ₉〜ｒ₁₀）を接合した接合レンズ（ｒ₈〜ｒ₁₀）とよりなり、第２群Ｇ２は両凹レンズ（ｒ₁₂〜ｒ₁₃）と正のメニスカスレンズ（ｒ₁₃〜ｒ₁₄）を接合した接合レンズ（ｒ₁₂〜ｒ₁₄）よりなり、第３群Ｇ３は両凸レンズ２枚（ｒ₁₅〜ｒ₁₆）および（ｒ₁₇〜ｒ₁₈）と負のメニスカスレンズ（ｒ₁₉〜ｒ₂₀）よりなる。

又、撮像素子の撮像面ＩにはカバーガラスＣ（ｒ₂₃〜ｒ₂₄）が貼り付けられている。第３群Ｇ３とカバーガラスＣとの間には平行平面板Ｆ２（ｒ₂₁〜ｒ₂₂）が配置されている。

明るさ絞りＳ（ｒ₁₁）は第２群Ｇ２の物体側に配置され、変倍の際に第２群Ｇ２と一体に光軸上を移動するように構成されている。

この実施例４の光学系は、条件（２）乃至条件（７）、条件（９）、条件（１１）を満足する。

この実施例４は条件（５−１）を満足するように構成されている。そのために、この実施例は、近接拡大観察状態（望遠端）において生体組織を細胞レベルで観察することが可能であり、又通常観察状態（広角端）では、高視野が確保され、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、病変部に処置を施す等の作業を行なうことができる。

この実施例４のように、近接拡大観察状態（望遠端）での観察倍率が条件（５−１）を満足するようにした場合、条件（１）を満足するように構成することが困難になる。そのため、実施例４は条件（１）を満足しない。

しかし、物体側から順に、正、負、正のレンズ群にて構成し、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで変倍状態を変化させる時に第２群Ｇ２と共に明るさ絞りＳを一体に移動させるようにし、各群のパワー配分を適切なものとすることにより、高画素化された撮像素子と組み合わせた場合でも、Ｆナンバーがさほど大きく変動しないため、各変倍状態において支障のない観察深度を確保することができる。

具体的には、近接拡大観察状態（望遠端）でのＦナンバーを回折限界近傍まで大にし、観察深度の極近点側で所望の解像力を確保すると共に、通常観察状態（広角端）ではＦナンバーがより小さくなってしまうにもかかわらず、観察深度の遠点側で所望の解像力が得られる程度に明るさ絞りの開口径を設定してある。又、この実施例４は、Ｆナンバーが小さいために明るい光学系を実現し得るという大きなメリットを有する。

この実施例４の光学系も、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の各レンズ群の焦点距離が条件（２）、（３）、（７）を満足し、適切な値に設定してあるため、画像の劣化がなく、しかもコンパクトな構成の光学系である。

図１４、図１５、図１６は、夫々この実施例４の通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）における収差図である。

これら図から明らかなように、実施例４の光学系は、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）までの各状態においてＦナンバーの変化が少なく、又諸収差が良好に補正され収差の変動の少ない光学系である。

又、この実施例４の光学系も、条件（１１）を満足する高画素化された撮像素子と組み合わせて使用することにより、各変倍状態おいて高精細な画像を得ることが可能である。

特許請求の範囲に記載する光学系のほか次の各項に記載する光学系も、本発明の目的を達成し得る。

（１）請求項１に記載された光学系で、前記対物レンズが、物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とにて構成され、負の第２群と明るさ絞りが一体に光軸上を移動することによって合焦と変倍とを行なうことを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（２）特許請求の範囲の請求項１又は４あるいは前記の（１）に記載された光学系で、下記条件（４）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（４）Ｆ（Ｔ）＜９．５
（３）特許請求の範囲の請求項２又は３に記載された光学系で、下記条件（５−１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（５−１） β（Ｔ）＜−１．５
（４）前記（３）の項に記載された光学系で、下記条件（６）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（６） ω＞６０°
（５）複数のレンズ群より構成され、一つのレンズ群のみが光軸上を移動することにより合焦と変倍を行なう光学系で、下記条件（５−１）、（６）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（５−１） β（Ｔ）＜−１．５
（６） ω＞６０°
（６）前記の（５）の項に記載された光学系で、物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とにて構成され、負の第２群が光軸上を移動することにより合焦と変倍とを行なうことを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（７）特許請求の範囲の請求項１、２、３又は４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）に記載された光学系で、合焦および変倍中、光学系中に設けられた明るさ絞りの径が変化しないことを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（８）レンズ系を構成するレンズ群中の一部のレンズ群が光軸上を移動することによって、少なくとも通常観察状態（広角端）と近接拡大観察状態（望遠端）とを取り得る対物レンズと、対物レンズの結像面近傍に撮像面が位置するように撮像素子を配置した光学系で、下記条件（１）、（１１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（１）Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）＞０．９３
（１１）０．４＜ＩＨ／（ｐ×１０００）＜０．７
（９）物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とより構成される対物レンズと、前記対物レンズの結像面近傍に撮像面が位置するように配置された撮像素子とよりなる光学系で、前記明るさ絞りと一体に負の第２群が光軸上を移動して合焦と変倍を行なう光学系で、下記条件（２）、（１１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（２）０．４＜｜ｆ３／ｆ２｜＜１．３８
（１１）０．４＜ＩＨ／（ｐ×１０００）＜０．７
（１０）前記（９）の項に記載された光学系で、下記条件（３）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（３）１．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜３．５
（１１）前記（９）又は（１０）の項に記載された光学系で、下記条件（１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（１）Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）＞０．９３
（１２）前記（８）の項に記載された光学系で、前記対物レンズが、物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とより構成され、負の第２群と前記明るさ絞りとが一体に光軸上を移動することによって合焦と変倍を行なうことを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（１３）前記（８）、（１１）又は（１２）の項に記載された光学系で、下記条件（４）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（４）Ｆ（Ｔ）＜９．５
（１４）前記（９）又は（１０）の項に記載された光学系で、下記条件（５−１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（５−１） β（Ｔ）＜−１．５
（１５）前記（１４）の項に記載された光学系で、下記条件（６）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（６） ω＞６０°
（１６）複数のレンズ群よりなり、レンズ群中の一つのレンズ群のみを移動させることにより合焦および変倍を行なう対物レンズと、対物レンズの結像面近傍に撮像面が位置する撮像素子とを備えた光学系で、下記条件（５−１）、（６）、（１１）を満足することを特徴とする拡大内視鏡光学系。

（５−１） β（Ｔ）＜−１．５
（６） ω＞６０°
（１１）０．４＜ＩＨ／（ｐ×１０００）＜０．７
（１７）前記（１６）の項に記載された光学系で、前記対物レンズが、物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とより構成され、負の第２群が光軸上を移動して合焦と変倍を行なうことを特徴とする拡大内視鏡光学系。

本発明の実施例１の断面図本発明の実施例２の断面図本発明の実施例３の断面図本発明の実施例４の断面図本発明の実施例１の通常観察状態における収差図本発明の実施例１の中間状態における収差図本発明の実施例１の近接拡大観察状態における収差図本発明の実施例２の通常観察状態における収差図本発明の実施例２の中間状態における収差図本発明の実施例２の近接拡大観察状態における収差図本発明の実施例３の通常観察状態における収差図本発明の実施例３の中間状態における収差図本発明の実施例３の近接拡大観察状態における収差図本発明の実施例４の通常観察状態における収差図本発明の実施例４の中間状態における収差図本発明の実施例４の近接拡大観察状態における収差図

Claims

物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とにて構成される対物レンズで、前記負の第２群が明るさ絞りと一体で光軸上を移動することにより合焦および変倍を行ない、下記条件（１）、（２）を満足する拡大内視鏡光学系。
（１）Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）＞０．９３
（２）０．４＜｜ｆ３／ｆ２｜＜１．３８
ただし、Ｆ（Ｗ）、Ｆ（Ｔ）は夫々通常観察状態（広角端）および近接拡大観察状態（望遠端）での光学系のＦナンバー、ｆ２、ｆ３は夫々第２群、第３群の焦点距離である。
物体側から順に、正の第１群と負の第２群と正の第３群とにて構成される対物レンズで、前記負の第２群が明るさ絞りと一体で光軸上を移動することにより合焦および変倍を行ない、下記条件（１）、（３）を満足する拡大内視鏡光学系。
（１）Ｆ（Ｗ）／Ｆ（Ｔ）＞０．９３
（３）１．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜３．５
ただし、Ｆ（Ｗ）、Ｆ（Ｔ）は夫々通常観察状態（広角端）および近接拡大観察状態（望遠端）での光学系のＦナンバー、ｆ１、ｆ２は夫々第１群、第２群の焦点距離である。