JPWO2014129089A1

JPWO2014129089A1 - 内視鏡用対物光学系及び撮像装置

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Publication number: JPWO2014129089A1
Application number: JP2014529739A
Authority: JP
Inventors: 鵜澤　勉; 勉鵜澤; 正弘片倉
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: US20150042773A1; JP5607278B1; US9459443B2; CN104246573B; EP2960701A4; CN104246573A; EP2960701A1; WO2014129089A1

Abstract

バックフォーカスを長くして偏光プリズム等の光学部材を配置可能としながら、収差が製造誤差による影響を受けにくく、フォーカシング時の収差の変動を少なくする。物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１、フォーカシングレンズＦ、正の屈折力を有する後群Ｇ２を備え、前群及び後群が、光軸上に常に固定されており、以下の条件式（１）及び（２）を満たす内視鏡用対物光学系を提供する。４＜ＦＢ／ＦＬ …（１）ＦＬ／｜ｆｃ｜＜０．１ …（２）ただし、ＦＢは、内視鏡用対物光学系全系のバックフォーカスであり、後群の最も像側のレンズ面から全系の後ろ側焦点位置までの距離である。また、ＦＬは、内視鏡用対物光学系全系の焦点距離であり、ｆｃはフォーカシングレンズの焦点距離であり、｜ｆｃ｜はその絶対値である。

Description

本発明は、内視鏡用対物光学系に関し、特にバックフォーカスが長い内視鏡用対物光学系に関する。

内視鏡用対物光学系において、光路内にプリズム等の光学部材を配置するために長いバックフォーカスを確保する必要がある場合がある。このような長いバックフォーカスを有する対物光学系レンズとして、例えば、特許文献１、特許文献２が提案されている。
特許文献１及び特許文献２は、何れも対物レンズとその結像面との間に光学部材を配置しており、特に特許文献１では、光路折り曲げ用プリズムを配置し、特許文献２では、分光光学部材としての分光素子を配置している。
また近年、撮像素子の高画質化により被写界深度が狭くなる傾向にあり、例えば、特許文献３のように、広い観察深度を確保することを目的として、作動距離（ＷＤ）の変化に伴う焦点位置の移動を補正し一定に保つフォーカシング機能を有する内視鏡用対物レンズも提案されている。
一方、撮像素子の高画質化に伴い、フォーカシング機能を有する内視鏡用対物光学系においても、作動距離の変動に伴うピント合わせだけでなく、フォーカシング時の収差変動を小さく抑えることがより一層重要となっている。

特許第４９１９４１９号公報特許第４６７５３４８号公報特許第４８１９９６９号公報

しかしながら、上記した各特許文献では、バックフォーカスの長さが不十分であったり、フォーカシング機能を有しない、又は、有していても光路中にプリズム等の光学素子を配置することを想定していないため、フォーカシング時の収差変動を所望の範囲に抑えることができない。
また、上述のように、フォーカシング時の収差変動を小さく抑えることがより一層重要となっている。一方で、フォーカシングレンズの摺動性を向上させるために、ある程度の遊びを確保する必要があり、製造誤差によるフォーカシングレンズの偏心は避けられない。そして、フォーカシングレンズの偏心等の製造誤差により、収差の劣化が目立ちやすくなってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、偏光プリズム等の光学部材を配置可能であり、収差が製造誤差による影響を受けにくく、フォーカシング時の収差の変動が少ないバックフォーカスの長い内視鏡用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。
本発明の一態様は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、フォーカシングレンズ、正の屈折力を有する後群を備え、前記前群及び前記後群が、光軸上に常に固定されており、以下の条件式（１）及び（２）を満たす内視鏡用対物光学系を提供する。
４＜ＦＢ／ＦＬ …（１）
ＦＬ／｜ｆｃ｜＜０．１ …（２）
ただし、ＦＢは、内視鏡用対物光学系全系のバックフォーカスであり、後群の最も像側のレンズ面から全系の後ろ側焦点位置までの距離である。また、ＦＬは、内視鏡用対物光学系全系の焦点距離であり、ｆｃはフォーカシングレンズの焦点距離であり、｜ｆｃ｜はその絶対値である。

本態様によれば、上記条件式を満たすことで、偏光プリズム等の光学部材を配置可能としながら、フォーカシングレンズの焦点距離を規定することにより、製造誤差による収差の変動とフォーカシングによる収差の変動を抑制する。具体的には、製造誤差による収差を抑制して、光学性能劣化への影響を小さくし、例えば、片ボケを抑制することができる。また、フォーカシングによる収差の変動を抑制して、非点収差の変動を小さくし、作動距離が短い側で像面がマイナス側に倒れやすくなるのを防止することができる。なお、フォーカシングレンズは正あるいは負の、弱い屈折力をもつ。

上記した態様において、以下の条件式（３）及び（４）を満たすことが好ましい。
−３＜Ｆ＿Ｆ／ＦＬ＜−０．９ …（３）
２．５＜Ｆ＿Ｒ／ＦＬ＜５ …（４）
ただし、Ｆ＿Ｆは前群の焦点距離であり、Ｆ＿Ｒは後群の焦点距離である。

このようにすることで、前群の屈折力を十分に保ちながら、広画角化に有利とし、軸外の高次収差を抑えつつ、偏心誤差の光学性能劣化への影響を小さくすることができる。
また、後群の屈折力を保ち、バックフォーカスを確保しつつ、レンズサイズを所望の範囲に抑えることができる。

上記した態様において、前記フォーカシングレンズが、正の屈折率を有し、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを像側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。

このようにすることで、フォーカシングレンズを光軸上像側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることができる。

上記した態様において、前記フォーカシングレンズが、負の屈折率を有し、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。

このようにすることで、フォーカシングレンズを光軸上物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることができる。

また、本発明の他の態様は、上記の内視鏡用対物光学系と、該内視鏡用対物光学系の結像位置近傍に配置された１つの撮像素子と、前記対物レンズと前記撮像素子との間に配置され、前記対物レンズからの光束を反射光束と透過光束の２つの光束に分割するための分割素子と、前記反射光束を折り返して反射させるための第１反射部材と、前記透過光束を反射させるための第２反射部材と、を有し、前記分割素子を介して前記第１反射部材で反射した光束を前記撮像素子における第１領域に結像させ、前記第２反射部材で反射した光束を前記撮像素子における前記第１領域とは異なる第２領域に結像させる撮像装置を提供する。

上記した内視鏡用対物光学系が、光学部材を配置可能であり、収差が製造誤差による影響を受けにくく、フォーカシング時の収差の変動が少ないバックフォーカスの長いものであることから、この内視鏡用対物光学系を撮像装置に適用することで、高品質な被写体像を取得することができる。

本発明によれば、バックフォーカスを長くして偏光プリズム等の光学部材を配置可能としながら、収差が製造誤差による影響を受けにくく、フォーカシング時の収差の変動を少なくすることができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例１に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例１に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図３（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図３（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例２に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例２に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図７（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図７（Ｂ）の対物光学系の近距離状態における収差曲線図である。本発明の実施例３に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例３に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図１１（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図１１（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例４に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例４に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図１５（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図１５（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例５に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図１８（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図１８（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例６に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例６に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図２２（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図２２（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例７に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例７に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図２６（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図２６（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の実施例８に係る対物光学系の全体構成を示す断面図である。本発明の実施例８に係る対物光学系の全体構成を示す断面図であり、夫々（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）近距離観察状態を示す。図３０（Ａ）の対物光学系の通常観察状態における収差曲線図である。図３０（Ｂ）の対物光学系の近距離観察状態における収差曲線図である。本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す説明図であり、（Ａ）は全体構成を模式的に示す図、（Ｂ）は撮像素子の第１及び第２の領域に夫々結像する画像における被写体の向きを示す図である。図３３の撮像装置における対物光学系と分割素子と第２反射部材の斜視図である。図３３の撮像装置における画像選択部の構成例を示す説明図で、（Ａ）はその一例を示し、（Ｂ）は他の例を示す。

〔第１の実施形態〕
以下に、本発明の第１の実施形態に係る対物光学系について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内視鏡用対物光学系１の全体構成を示す断面図を示している。図１に示すように、内視鏡用対物光学系１は、物体側から順に、負の屈折力を有する（以下、単に「負の」という）前群Ｇ１、フォーカシングレンズＦ、及び正の屈折力を有する（以下、単に「正の」という）後群Ｇ２を備えている。

正の後群Ｇ２の像側には光学フィルタＦ、光学プリズムＰ、図示しない撮像素子を封止するカバーガラス等の光学部材ＣＧを配置している。
そして、内視鏡用対物光学系の像面近傍には撮像素子が配置され、内視鏡用対物光学系と撮像光学系を構成している。

内視鏡用対物光学系は、前群及び後群が光軸上に常に固定されており、以下の条件式を満足するように構成されている。
４＜ＦＢ／ＦＬ …（１）
ＦＬ／｜ｆｃ｜＜０．１ …（２）
ただし、ＦＢは、内視鏡用対物光学系全系のバックフォーカスであり、後群の最も像側のレンズ面から全系の後ろ側焦点位置までの距離である。また、ＦＬは、内視鏡用対物光学系全系の焦点距離であり、ｆｃはフォーカシングレンズの焦点距離であり、｜ｆｃ｜はその絶対値である。

条件式（１）は、バックフォーカスを規定したものである。条件式（１）の下限４を下回ると偏光プリズム等の光学部材を配置することが困難となる。
条件式（２）は、製造誤差による収差の変動とフォーカシングによる収差の変動に関し、フォーカシングレンズの焦点距離を規定したものである。フォーカシングレンズは正あるいは負の、弱い屈折力をもつ。条件式（２）の上限０．１を超えると偏心誤差の光学性能劣化への影響度が高くなり好ましくない。具体的には、同じ偏心誤差でも片ボケ等が発生しやすくなる。またフォーカシングによる収差の変動が大きくなり好ましくない。特に、非点収差の変動が大きくなり、作動距離が短い側で像面がマイナス側に倒れやすくなる。

また、内視鏡用対物光学系１は、以下の条件式を満足するように構成されると更に好ましい。
−３＜Ｆ＿Ｆ／ＦＬ＜−０．９ …（３）
２．５＜Ｆ＿Ｒ／ＦＬ＜５ …（４）
ただし、Ｆ＿Ｆは前群の焦点距離であり、Ｆ＿Ｒは後群の焦点距離である。

ここで、条件式（３）は前群の小型化に関し、前群の焦点距離を規定している。この条件式（３）の下限−３を下回ると前群の屈折力が不十分となり、第１レンズＬ１の径が大きくなりやすい。また広画角化に不利となる。条件式（３）の上限−０．９を超えると各レンズのレンズ径の小型化には有利となるが、軸外の高次収差が発生しやすくなる。また偏心誤差の光学性能劣化への影響度が高くなりやすく、好ましくない。

条件式（４）はバックフォーカスの確保に関し、後群の焦点距離を規定している。条件式（４）の下限２．５を下回ると後群の屈折力が不十分となり、バックフォーカスの確保に不利である。条件式（４）の上限５を超えるとバックフォーカスの確保には有利であるが、レンズサイズが長大化しやすくなり好ましくない。

フォーカシングレンズＦとしては、正又は負の屈折力を有するものを適用することができるが、フォーカシングレンズＦが、正の屈折力を有する場合には、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、フォーカシングレンズを像側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。

また、フォーカシングレンズＦが、負の屈折率を有し、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、フォーカシングレンズＦを物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。
フォーカシングレンズＦを光軸上物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることができるためである。

本発明によれば、上記条件式を満たすことで、偏光プリズム等の光学部材を配置可能としながら、フォーカシングレンズの焦点距離を規定することにより、製造誤差による収差の変動とフォーカシングによる収差の変動を抑制する。具体的には、製造誤差による収差を抑制して、光学性能劣化への影響を小さくし、例えば、片ボケを抑制することができる。また、フォーカシングによる収差の変動を抑制して、非点収差の変動を小さくし、作動距離が短い側で像面がマイナス側に倒れやすくなるのを防止することができる。なお、フォーカシングレンズは正あるいは負の、弱い屈折率、すなわち、屈折力をもつ。

続いて、上述した第１の実施形態に係る対物光学系の実施例１〜実施例８について、図２〜図３２を参照して説明する。各実施例に記載のレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（単位ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、Ｖｄは、ｄ線に対するアッベ数を示している。

（実施例１）
本発明の実施例１に係る内視鏡用対物光学系の構成を図２及び図３に示す。なお、図３において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態の収差曲線図を図４に、近距離観察状態の収差曲線図を図５に示す。

図２に示すように、実施例１に係る内視鏡用対物光学系１において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。このうち、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは接合された接合レンズＣＬ１となっている。

フォーカシングレンズＦは、両凸レンズの第４レンズＬ４、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第５レンズＬ５を有しており、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合された接合レンズＣＬ２となっている。フォーカシングレンズＦは、正の屈折力を有している。

正の後群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズの第７レンズＬ７、両凸レンズの第８レンズＬ８、両凸レンズの第９レンズＬ９、及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第１０レンズＬ１０を備えている。このうち、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは接合されて接合レンズＣＬ３となっており、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０とは接合されて接合レンズＣＬ４となっている。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズＦである第４レンズＬ４と第５レンズＬ５が光軸上を像側へ移動し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例１に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６３２１１．８８３００４０．７６
２１．８８１２０．６９５７１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０１５８１．
４ ∞ ０．９４８２１．５２１００６５．１２
５ ∞ ０．３１６１１．
６ −５．３７５５０．４７４１１．８８３００４０．７６
７３．２１８８０．７９０２１．５８１４４４０．７５
８ −３２．１８２３（ｄ８）１．
９３．９８０２１．１０６２１．５８２６７４６．４２
１０ −２．０２５１０．６３２１１．８１６００４６．６２
１１ −５４．４７５５（ｄ１１）１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．１５８０１．
１３１１．０６３２０．４７４１１．８８３００４０．７６
１４１．７９８８０．９４８２１．８０５１８２５．４２
１５６．１８６００．０７９０１．
１６２．７８５４１．２６４３１．５８１４４４０．７５
１７ −４．４７０２０．１２６４１．
１８３．３８０６１．２６４３１．５１８２３５８．９０
１９ −１．８９６４０．４７４１１．９２２８６１８．９０
２０ −２０．５２３４０．７４２８１．
２１（ＦＳ） ∞ ０．０４７４１．
２２ ∞ ０．０５２２１．５３０００５６．００
２３ ∞ ５．７０１９１．７２９１６５４．６８
２４ ∞ ０．０１５８１．５１０００６４．００
２５ ∞ ０．７９０２１．６１３５０５０．４９
２６ ∞ ０．３１６１１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０２０．４００００４．９００００
ｄ８０．４８９９１１．０３２０５
ｄ１１３．２５３５６２．７１１４２

（実施例２）
本発明の実施例２に係る内視鏡用対物光学系の構成を図６及び図７に示す。なお、図７において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態の収差曲線図を図８に、近距離観察状態の収差曲線図を図９に示す。

図６に示すように、実施例２に係る内視鏡用対物光学系２において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。このうち、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは接合された接合レンズＣＬ１となっている。

フォーカシングレンズＦは、両凸レンズの第４レンズＬ４、両凹レンズの第５レンズＬ５を有しており、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合された接合レンズＣＬ２となっている。フォーカシングレンズＦは、正の屈折力を有している。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズＦである第４レンズＬ４と第５レンズＬ５が光軸上を像側へ移動し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例２に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６０１８１．８８３００４０．７６
２１．７８３８０．６６２３１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０１５０１．
４ ∞ ０．９０２７１．５２１００６５．１２
５ ∞ ０．３００９１．
６ −５．８６３２０．４５１４１．８８３００４０．７６
７３．０３８８０．７５２３１．５８１４４４０．７５
８ −２６２．６１５７（ｄ８）１．
９３．４５５５１．０５３２１．５８２６７４６．４２
１０ −１．９５９３０．６０１８１．８１６００４６．６２
１１１８８．３６８２（ｄ１１）１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．１５０５１．
１３６．６９０２０．４５１４１．８８３００４０．７６
１４１．７６２９０．９０２７１．８０５１８２５．４２
１５４．８１７７０．０７５２１．
１６２．６１５２１．２０３７１．５８１４４４０．７５
１７ −４．６２５５０．１２０４１．
１８３．３８８１１．２０３７１．５１８２３５８．９０
１９ −１．８０５５０．４５１４１．９２２８６１８．９０
２０ −１４．９８７８０．７０６４１．
２１ ∞ ０．０４５１１．
２２ ∞ ０．０４９７１．５３０００５６．００
２３ ∞ ５．４２８５１．７２９１６５４．６８
２４ ∞ ０．０１５０１．５１０００６４．００
２５ ∞ ０．７５２３１．６１０６２５０．４９
２６ ∞ ０．３００９１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．４００００４．７００００
ｄ８０．４６６４２１．０５６８３
ｄ１１２．９１１１３２．３２０７１

（実施例３）
本発明の実施例３に係る内視鏡用対物光学系３の構成を図１０及び図１１に示す。なお、図１１において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系３の通常観察状態の収差曲線図を図１２に、近距離観察状態の収差曲線図を図１３に示す。

図１０に示すように、実施例３に係る内視鏡用対物光学系３において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２及び両凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。
フォーカシングレンズＦは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第４レンズであり、正の屈折力を有している。

また、正の後群は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第５レンズＬ５、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズの第６レンズＬ６、両凸レンズの第７レンズＬ７、両凸レンズの第８レンズＬ８、及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズＬ９を備えている。このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合されて接合レンズＣＬ５となっており、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とは接合されて接合レンズＣＬ６となっている。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズＦである第４レンズが光軸上を像側へ移動し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例３に係る内視鏡用対物光学系３のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６０３４１．８８３００４０．７６
２１．６９４６０．６６４０１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０１５１１．
４ ∞ ０．９０５１１．５２１００６５．１２
５ ∞ ０．３０１７１．
６ −１６．６１９３０．６０３４１．８８３００４０．７６
７３．５６３０１．１３４１１．
８５．９５２９０．９０４９１．５３１７２４８．８４
９ −７．５２１０（ｄ９）１．
１０２．８８８９０．７７８０１．４９７００８１．５４
１１２．９８９１（ｄ１１）１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．１５０８１．
１３２１．２０９７０．４５３２１．８８３００４０．７６
１４１．３９９６０．８９５５１．８０５１８２５．４２
１５６．６２３５０．１４３８１．
１６２．４５１８１．０５５９１．５３１７２４８．８４
１７ −３．４１８７０．１５０８１．
１８３．６４０７０．９０５１１．５８１４４４０．７５
１９ −１．７４３００．４５７２１．９２２８６１８．９０
２０ −９１．７６１４０．６９４６１．
２１（ＦＳ） ∞ ０．０５８８１．
２２ ∞ ０．０４９８１．５３０００５６．００
２３ ∞ ５．４４２５１．７２９１６５４．６８
２４ ∞ ０．０１５１１．５１０００６４．００
２５ ∞ ０．７５４２１．６１０６２５０．４９
２６ ∞ ０．３０１７１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．４００００４．７００００
ｄ９０．３４９１３２．５８４０７
ｄ１１３．０２７９８０．７９３０４

（実施例４）
本発明の実施例４に係る内視鏡用対物光学系４の構成を図１４及び図１５に示す。なお、図１５において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系４の通常観察状態の収差曲線図を図１６に、近距離観察状態の収差曲線図を図１７に示す。

図１４に示すように、実施例４に係る内視鏡用対物光学系４において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２及び両凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。

フォーカシングレンズＦは、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第４レンズであり、負の屈折力を有している。
正の後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズの第５レンズＬ５、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６、両凸レンズの第７レンズＬ７、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第８レンズＬ８を備えている。このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合されて接合レンズＣＬ７となっており、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは接合されて接合レンズＣＬ８となっている。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズＦである第４レンズＬ４が光軸上を物体側へ移動し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例４に係る内視鏡用対物光学系４のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．５９６７１．８８３００４０．７６
２１．７０３６０．７０６２１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０４４８１．
４ ∞ ０．８９５１１．５１８００７５．００
５ ∞ ０．２７９６１．
６ −４．０２８４０．４４８５１．８８３００４０．７６
７８．３３８８０．１４６６１．
８３．５８９４１．１１９４１．９２２８６１８．９０
９ −１５．８２６１（ｄ９）１．
１０ −１．５０８１０．７４０１１．７７５２９５１．１３
１１ −２．０３４３（ｄ１１）１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．０４４８１．
１３７．３０２９０．９１０８１．５０２１７５７．９９
１４ −１．８１５００．３７２９１．９５８５７３２．９５
１５ −２．９２７１０．０２９８１．
１６（ＦＳ） ∞ ０．０４４８１．
１７９．１５０９０．９８１１１．５２８９０４５．１１
１８ −１．８１２８０．４４７５１．９２２８６１８．９０
１９ −２．８６９９０．７０９９１．
２０（ＦＳ） ∞ ０．０４４８１．
２１ ∞ ０．０４９２１．５３０００５６．００
２２ ∞ ５．３８２３１．７２９１６５４．６８
２３ ∞ ０．０１４９１．５１０００６４．００
２４ ∞ ０．７４５９１．６１０６２５０．４９
２５ ∞ ０．２９８４１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．２００００４．６００００
ｄ９１．９６４７１０．６３９５５
ｄ１１０．２８２５０１．６０７６７

（実施例５）
本発明の実施例５に係る内視鏡用対物光学系５の構成を図１８に示す。なお、本実施例５に係る内視鏡用対物光学系５を構成する各レンズの形状等は実施例４と同一であるのでその説明を省略する。図１８において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態の収差曲線図を図１９に、近距離観察状態の収差曲線図を図２０に示す。
本発明の実施例５に係る対物光学系のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６０１９１．８８３００４０．７６
２１．７５５４０．６９７０１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０４５１１．
４ ∞ ０．９０２９１．５１８００７５．００
５ ∞ ０．２５９９１．
６ −４．５９８３０．４８４３１．８８３００４０．７６
７５．２７５９０．１５４０１．
８３．２５７７２．１４３９１．９２２８６１８．９０
９ −４５．０１４４（ｄ９）１．
１０ −１．３８０９０．６００３１．６５１６０５８．５５
１１ −１．８２８２（ｄ１１）１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．０４５１１．
１３４．９２３２０．９５５１１．４８７４９７０．２３
１４ −１．７０３２０．３７６２１．８８３００４０．７６
１５ −２．５９５５０．０３０１１．
１６（ＦＳ） ∞ ０．０４５１１．
１７１１．１４６９０．９７６７１．４８７４９７０．２３
１８ −１．７９３８０．４５１４２．００３３０２８．２７
１９ −２．８０６３０．７１６２１．
２０（ＦＳ） ∞ ０．０４５１１．
２１ ∞ ０．０４９７１．５３０００５６．００
２２ ∞ ５．４２９３１．７２９１６５４．６８
２３ ∞ ０．０１５０１．５１０００６４．００
２４ ∞ ０．７５２４１．６１０６２５０．４９１
２５ ∞ ０．３０１０１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．４００００４．６００００
ｄ９１．４８１１３０．６３４３４
ｄ１１０．２８７９９１．１３４７９

（実施例６）
本発明の実施例６に係る内視鏡用対物光学系６の構成を図２１及び図２２に示す。なお、図２２において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系６の通常観察状態の収差曲線図を図２３に、近距離観察状態の収差曲線図を図２４に示す。

図２２に示すように、実施例６に係る内視鏡用対物光学系６において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。
フォーカシングレンズＦは、物体側に凹面を向けた平凹レンズの第４レンズＬ４であり、負の屈折力を有している。

正の後群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５、明るさ絞りＡＳ、物体側が平面の平凸レンズの第７レンズＬ７、両凸レンズの第８レンズＬ８、及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズＬ９を備えている。このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合されて接合レンズＣＬ９となっており、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とは接合されて接合レンズＣＬ１０となっている。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズＦである第４レンズＬ４が光軸から退避し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例６に係る内視鏡用対物光学系６のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６５６１１．８８３００４０．７６
２１．９２２００．７５５７１．
３（ＦＳ） ∞ ０．０４９２１．
４ ∞ ０．９８４１１．５１８００７５．００
５ ∞ ０．１６９８１．
６ −５．６２６３０．３８５６１．８８３００４０．７６
７３．３９６００．３０７５１．
８９３．７１６５０．７６６６１．９２２８６１８．９０
９ −３．７５４５０．７１３２１．
１０（ｒ１０）０．４９２０（ＧＬＡ１０）
１１（ｒ１１）１．５０８９１．
１２（ＦＳ） ∞ ０．０４９２１．
１３ −６２．７０３００．８７８４１．９２２８６１８．９０
１４ −２．８７０７０．４１００２．００３３０２８．２７
１５８．２３６３０．０３２８１．
１６（ＡＳ） ∞ ０．０４９２１．
１７ ∞ ０．７７８４１．４８７４９７０．２３
１８ −２．３７２６０．０８２０１．
１９３．６０８７１．２４８６１．４８７４９７０．２３
２０ −１．８７１１０．４９２０１．９２２８６１８．９０
２１ −２．９１８９０．７７８６１．
２２（ＦＳ） ∞ ０．０４９２１．
２３ ∞ ０．０５４１１．５３０００５６．００
２４ ∞ ５．９１７６１．７２９１６５４．６８
２５ ∞ ０．０１６４１．５１０００６４．００
２６ ∞ ０．８２０１１．６１０６２５０．４９５
２７ ∞ ０．３２８０１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０２１．０００００４．６００００
ｒ１０ −７９．２４３６５ ∞
ｒ１１ ∞ ∞
ＧＬＡ１０１．５１６３３，６４．１４空気（Ａｉｒ）

（実施例７）
本発明の実施例７に係る内視鏡用対物光学系７の構成を図２５及び図２６に示す。なお、図２６において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系７の通常観察状態の収差曲線図を図２７に、近距離観察状態の収差曲線図を図２８に示す。

図２５に示すように、実施例７に係る内視鏡用対物光学系７において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、赤外カットフィルターＣＦ、両凹レンズの第２レンズＬ２、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第３レンズＬ３を備えている。

フォーカシングレンズＦは、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第４レンズであり、負の屈折力を有している。
正の後群Ｇ２は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６、両凸レンズの第７レンズＬ７、及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第８レンズＬ８を備えている。このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されて接合レンズＣＬ９となっており、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは接合されて接合レンズＣＬ１０となっている。

また、フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間に明るさ絞りＡＳが設けられている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズである第４レンズが光軸から退避し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例７に係る内視鏡用対物光学系７のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６１３１１．８８３００４０．７６
２１．７８７９０．６８９７１．
３（ＦＳ） ∞ ０．５７４９１．
４ ∞ ０．９１９６１．５１８００７５．００
５ ∞ ０．３８３２１．
６ −６．８６３５０．４５９８１．８８３００
７３．５０７６０．３８３２１．
８ −３５．３１２５０．７５１０１．９２２８６
９ −３．０７５９０．５０４４１．
１０（ｒ１０）０．４５９８（ＧＬＡ１０）
１１（ｒ１１）１．４０３５１．
１２（ＡＳ） ∞ ０．１５３３１．
１３ −１０．８８５００．９０４３１．５３１７２４８．８４
１４ −１．７１６４０．３８３２２．００３３０２８．２７
１５ −２．２７６５０．０７６６１．
１６５．５２９１０．９１９６１．４８７４９７０．２３
１７ −２．１５４７０．４５９８１．９２２８６１８．９０
１８ −３．７２１７０．７２３１１．
１９（ＦＳ） ∞ ０．０４６０１．
２０ ∞ ０．０５０６１．５３０００５６．００
２１ ∞ ５．５２９８１．７２９１６５４．６８
２２ ∞ ０．０１５３１．５１０００６４．００
２３ ∞ ０．７６６３１．６１０６２５０．４９
２４ ∞ ０．３０６５１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．２００００５．３００００
ｒ１０ −８．１１５１９ ∞
ｒ１１ −９．６７２７４ ∞
ＧＬＡ１０１．５１６３３，６４．１４空気（Ａｉｒ）

（実施例８）
本発明の実施例８に係る内視鏡用対物光学系８の構成を図２９及び図３０に示す。なお、図３０において、（Ａ）は通常観察状態を、（Ｂ）は近距離観察状態を示し、光線は軸上マージナル光線、最大画角の主光線を示す。また、本実施例に係る内視鏡用対物光学系の通常観察状態の収差曲線図を図３１に、近距離観察状態の収差曲線図を図３２に示す。

図２９に示すように、実施例８に係る内視鏡用対物光学系８において、負の前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側が平面の平凹レンズの第１レンズＬ１、両凹レンズの第２レンズＬ２、物体側が平面の平凸レンズの第３レンズＬ３を備えている。
フォーカシングレンズＦは、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第４レンズＬ４であり、負の屈折力を有している。

正の後群２は、物体側が平面の平凸レンズの第５レンズＬ５、像側が平面の平凹レンズの第６レンズＬ６、明るさ絞りＡＳ、物体側が平面の平凸レンズの第７レンズＬ７、両凸レンズの第８レンズＬ８、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズＬ９を備えている。このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されて接合レンズＣＬ１１となっており、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９は接合されて接合レンズＣＬ１２となっている。

フォーカシングレンズＦと後群Ｇ２との間には、赤外カットフィルターＣＦが配置されている。
近距離観察時は、フォーカシングレンズである第４レンズが光軸から退避し、作動距離が短い側にピント合わせを行う。
本発明の実施例８に係る内視鏡用対物光学系８のレンズデータを以下に示す。

レンズデータ
面番号ｒｄＮｄＶｄ
物体面 ∞ （ｄ０）１．
１ ∞ ０．６１１０１．８８３００４０．７６
２１．７７３５０．７０２７１．
３（ＦＳ） ∞ ０．８５５４１．
４ −４．９３５５０．５６５２１．８８３００４０．７６
５６．８９９９０．１３７５１．
６（ＦＳ） ∞ ０．２１３９１．
７ ∞ ０．６５６８１．９２２８６１８．９０
８ −４．３３５２０．２２９１１．
９（ｒ９）１．２２２０（ＧＬＡ９）
１０（ｒ１０）０．１３７５１．

１１ ∞ ０．９１６５１．５１８００７５．００
１２ ∞ ０．０４５８１．
１３（ＦＳ） ∞ ０．９０１３１．
１４（ＦＳ） ∞ ０．０４５８１．
１５ ∞ １．１９１５１．６９８９５３０．１３
１６ −１．６９２５０．３８１９１．８８３００４０．７６
１７ ∞ ０．０４５８１．
１８（ＡＳ） ∞ ０．１．
１９ ∞ ０．９３１８１．４８７４９７０．２３
２０ −２．５７５４０．０１５３１．
２１（ＦＳ） ∞ ０．０６１１１．
２２５．２６８５１．０５４０１．４８７４９７０．２３
２３ −１．８９８７０．４５８３１．９２２８６１８．９０
２４ −２．９９５５０．８８２１１．
２５（ＦＳ） ∞ ０．０４５８１．
２６ ∞ ０．０５０４１．５３０００５６．００
２７ ∞ １．５４８９１．７２９１６５４．６８
２８ ∞ ０．０２１５１．５１０００６４．００
２９ ∞ ３．８６４７１．７２９１６５４．６８
３０ ∞ １．２４７４１．
像面 ∞ ０．

各種データ通常観察近距離観察
ｄ０１９．７００００４．８００００
ｒ９ −７．２８０２７ ∞
ｒ１０ −９．２６９１３ ∞
ＧＬＡ９１．８８３００，４０．７６空気（Ａｉｒ）

なお、上記した実施例１〜実施例８の構成における上記条件式（１）〜（４）の数値を表１〜表３に示す。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した各実施例に係る内視鏡用対物光学系は撮像装置に適用することができ、以下、上記した何れかの内視鏡用対物光学系（以下、単に「対物光学系」という）を適用した撮像装置の例について説明する。

図３３は、本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置１０の概略構成を示し、（Ａ）は全体構成を模式的に示す図、（Ｂ）は撮像素子の第１及び第２の領域に夫々結像する画像における被写体の向きを示す図である。
図３４は、図３３の撮像装置１０における対物光学系と分割素子と第２反射部材の斜視図である。図３５は図３３の撮像装置１０における画像選択部の構成例を示す説明図で、（Ａ）はその一例を示し、（Ｂ）は他の例を示している。

撮像装置１０は、上記した対物光学系１１と、偏光解消板１２と、撮像素子１３と、偏光ビームスプリッタ１４と、波長板１５と、第１反射部材１６と、第２反射部材１７と、画像処理部１８を有している。図３３中、１９は画像表示装置である。

対物光学系１１は、物体からの光束を結像させる機能を有し、像側がテレセントリックに構成されている。偏光解消板１２は、対物光学系１１と偏光ビームスプリッタ１４との間に配置されている。撮像素子１３は、ローリングシャッタ方式のＣＭＯＳセンサで構成され、対物光学系１１の結像位置近傍に配置されている。

偏光ビームスプリッタ１４は、対物光学系１１と撮像素子１３との間の光路上であって撮像素子１３における第１領域１３ａの上方に配置され、偏光ビームスプリッタ面１４ａで対物光学系１１からの光束を反射光束と透過光束の２つの光束に分割する。なお、ここでは、偏光ビームスプリッタ１４は、Ｓ偏光成分の直線偏光を反射し、Ｐ偏光成分の直線偏光を透過するものとする。

波長板１５は、λ／４板からなり、光軸を中心に回転可能に構成されている。第１反射部材１６は、ミラーで構成されており、偏光ビームスプリッタ面１４ａで反射し、波長板１５を透過した光束を折り返して反射させる。

第２反射部材１７は、プリズムで構成されており、全反射面１７ａで偏光ビームスプリッタ１４を透過した光を反射させる。なお、プリズム１７は、全反射面１７ａにミラーコートを施して反射面を構成してもよい。

そして、本実施形態に係る撮像装置１０は、波長板１５及び偏光ビームスプリッタ１４を介して第１反射部材１６で反射した光束を撮像素子１３における第１領域１３ａに結像させ、他方、第２反射部材１７で反射した光束を撮像素子１３における第１領域１３ａとは異なる第２領域１３ｂに結像させる。

画像処理部１８は、撮像素子１３に接続し、図示省略した中央処理演算装置に設けられ、第１画像処理部１８ａと、第２画像処理部１８ｂと、第３画像処理部１８ｃと、第４画像処理部１８ｄと、第５画像処理部１８ｅを有している。
第１画像処理部１８ａは、第１領域１３ａの画像と第２領域１３ｂの画像の向き（回転）を補正するように構成されている。

第１領域１３ａ、第２領域１３ｂに結像する画像の向きは、例えば、図３４に示すような”Ｆ”の文字を観察する場合、夫々図３３（Ｂ）に示すような向きになる。即ち、第１領域１３ａに結像する画像は、第１領域１３ａの中心点を中心として時計回りに９０度回転するとともに、第１領域１３ａの中心点を通る図３３（Ｂ）における縦方向の軸を中心として１８０度回転した向きとなっている。また、第２領域１３ｂに結像する画像は、第２領域１３ｂの中心点を中心として時計回りに９０度回転した向きとなっている。

そこで、第１領域１３ａ、第２領域１３ｂの夫々に結像する画像を画像表示装置１９に表示させる場合には、第１画像処理部１８ａを介して、第１領域１３ａ、第２領域１３ｂの夫々に結像する画像を夫々の領域の中心点を中心として反時計回りに９０度回転させ、更に第１領域１３ａの画像に対しては第１領域１３ａの中心点を通る図３３（Ｂ）における縦方向の軸を中心として１８０度回転させて鏡像を補正する。

第３画像処理部１８ｃは、第１領域１３ａの画像と第２領域１３ｂの画像の夫々のホワイトバランスを調整可能に構成されている。
第４画像処理部１８ｄは、第１領域１３ａの画像と第２領域１３ｂの画像の夫々の中心位置の移動（選択）可能に構成されている。
第５画像処理部１８ｅは、第１領域１３ａの画像と第２領域１３ｂの画像の夫々の表示範囲（倍率）を調整可能に構成されている。

第２画像処理部１８ｂは、本発明の画像選択部に相当し、第１領域１３ａの画像と第２領域１３ｂの画像とを比較し、焦点が合った領域の画像を表示用画像として選択するように構成されている。

詳しくは、第２画像処理部１８ｂは、例えば、図３５（Ａ）に示すように、夫々の領域１３ａ，１３ｂに接続する高域通過フィルタ１８ｂ１ａ，１８ｂ１ｂと、高域通過フィルタ１８ｂ１ａ，１８ｂ１ｂに接続する比較器１８ｂ２と、比較器１８ｂ２及び夫々の領域１３ａ，１３ｂに接続する切替器１８ｂ３を有し、第１領域１３ａ，第２領域１３ｂの画像を、高域通過フィルタ１８ｂ１ａ，１８ｂ１ｂで高域成分を抽出し、抽出した高域成分を比較器１８ｂ２で比較し、高域成分の多い領域の画像を切替器１８ｂ３で選択するように構成される。

また、例えば、図３５（Ｂ）に示すように、一方の領域１３ａのみに接続するデフォーカスフィルタ１８ｂ４と、デフォーカスフィルタ１８ｂ４に接続するとともに他方の領域１３ｂに接続する比較器１８ｂ２と、一方の領域１３ａ及び比較器１８ｂ２に接続する切替器１８ｂ３を有し、デフォーカスフィルタ１８ｂ４によりデフォーカスされた一方の領域１３ａの画像信号とでフォーカスされていない他方の領域１３ｂの画像信号を比較器１８ｂ２で比較し、一致した部分は他の領域１３ｂの画像、一致しない部分は領域１３ａの画像、を切替器１８ｂ３で選択するように構成してもよい。
画像表示装置１９は、第２画像処理部１８ｂが選択した画像を表示する表示領域を有している。なお、画像表示装置１９は、第１及び第２の領域１３ａ，１３ｂの夫々に結像する画像を表示する表示領域を有していてもよい。

このように構成された撮像装置１０によれば、対物光学系１１からの光束は、偏光解消板１２を通り、偏光方向の偏りが解消された状態で、偏光ビームスプリッタ１４に入射する。偏光ビームスプリッタ１４に入射した光は、偏光ビームスプリッタ面１４ａで直線偏光のＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離される。

偏光ビームスプリッタ面１４ａで反射したＳ偏光成分の直線偏光の光束は、λ／４板１５を通り偏光状態が円偏光に変換され、ミラー１６で反射する。ミラー１６で反射した光束は、再びλ／４板１５を通り、偏光状態が円偏光からＰ偏光成分の直線偏光に変換され、再び偏光ビームスプリッタ１４に入射し、偏光ビームスプリッタ面１４ａを透過して、撮像素子１３の第１領域１３ａに結像する。

また、対物光学系１１、偏光解消板１２を経て、偏光ビームスプリッタ１４に入射したときに偏光ビームスプリッタ面１４ａを透過したＳ偏光成分の直線偏光の光束は、プリズム１７の全反射面１７ａで反射され、撮像素子１３の第２領域１３ｂに結像する。

撮像素子１３は、上述したようにローリングシャッタ方式で構成されており、図３３（Ｂ）に矢印で示す方向に１ラインずつ画像を読み出す。第２画像処理部１８ｂは、１ラインずつ読み出された、第１領域１３ａ、第２領域１３ｂの夫々に結像する画像を比較し、焦点が合った画像を表示用画像として選択する。
なお、第２画像処理部１８ｂが選択した１ラインずつの画像は、合成されて画像表示装置１９に表示される。

１〜８内視鏡用対物光学系
１０撮像装置
１１対物光学系
１２偏光解消板
１３撮像素子
１４偏光ビームスプリッタ
１５波長板
１６第１反射部材
１７第２反射部材
１８画像処理部
１９画像表示装置
Ｇ１前群
Ｇ２後群
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
Ｌ４第４レンズ
Ｌ５第５レンズ
Ｌ６第６レンズ
Ｌ７第７レンズ
Ｌ８第８レンズ
Ｌ９第９レンズ
Ｌ１０第１０レンズ
ＣＬ１〜ＣＬ１２接合レンズ
ＡＳ明るさ絞り
ＦＳフレア絞り
Ｐ光学プリズム
ＣＧカバーガラス

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。
本発明の一態様は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、フォーカシングレンズ、正の屈折力を有する後群からなり、前記前群及び前記後群が、光軸上に常に固定されており、以下の条件式（１）乃至（４）を満たす内視鏡用対物光学系を提供する。
４＜ＦＢ／ＦＬ …（１）
ＦＬ／｜ｆｃ｜＜０．１ …（２）
−３＜Ｆ＿Ｆ／ＦＬ＜−０．９ …（３）
２．５＜Ｆ＿Ｒ／ＦＬ＜５ …（４）
ただし、ＦＢは、内視鏡用対物光学系全系のバックフォーカスであり、後群の最も像側のレンズ面から全系の後ろ側焦点位置までの距離である。また、ＦＬは、内視鏡用対物光学系全系の焦点距離であり、ｆｃはフォーカシングレンズの焦点距離であり、｜ｆｃ｜はその絶対値であり、Ｆ＿Ｆは前群の焦点距離であり、Ｆ＿Ｒは後群の焦点距離である。

また、前群の屈折力を十分に保ちながら、広画角化に有利とし、軸外の高次収差を抑えつつ、偏心誤差の光学性能劣化への影響を小さくすることができる。
さらに、後群の屈折力を保ち、バックフォーカスを確保しつつ、レンズサイズを所望の範囲に抑えることができる。

上記した態様において、前記フォーカシングレンズが、正の屈折力を有し、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを像側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。

上記した態様において、前記フォーカシングレンズが、負の屈折力を有し、作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせることが好ましい。

Claims

物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、フォーカシングレンズ、正の屈折力を有する後群を備え、
前記前群及び前記後群が、光軸上に常に固定されており、以下の条件式（１）及び（２）を満たす内視鏡用対物光学系。
４＜ＦＢ／ＦＬ …（１）
ＦＬ／｜ｆｃ｜＜０．１ …（２）
ただし、ＦＢは、内視鏡用対物光学系全系のバックフォーカスであり、後群の最も像側のレンズ面から全系の後ろ側焦点位置までの距離である。また、ＦＬは、内視鏡用対物光学系全系の焦点距離であり、ｆｃはフォーカシングレンズの焦点距離であり、｜ｆｃ｜はその絶対値である。
以下の条件式（３）及び（４）を満たす請求項１に記載の内視鏡用対物光学系。
−３＜Ｆ＿Ｆ／ＦＬ＜−０．９ …（３）
２．５＜Ｆ＿Ｒ／ＦＬ＜５ …（４）
ただし、Ｆ＿Ｆは前群の焦点距離であり、Ｆ＿Ｒは後群の焦点距離である。
前記フォーカシングレンズが、正の屈折率を有し、
作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを像側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせる請求項１又は請求項２に記載の内視鏡用対物光学系。
前記フォーカシングレンズが、負の屈折率を有し、
作動距離が長い側から短い側に向かって変化するとき、前記フォーカシングレンズを物体側に移動することで作動距離が短い側にピント合わせる請求項１又は請求項２に記載の内視鏡用対物光学系。
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内視鏡用対物光学系と、
該内視鏡用対物光学系の結像位置近傍に配置された１つの撮像素子と、
前記対物レンズと前記撮像素子との間に配置され、前記対物レンズからの光束を反射光束と透過光束の２つの光束に分割するための分割素子と、
前記反射光束を折り返して反射させるための第１反射部材と、
前記透過光束を反射させるための第２反射部材と、を有し、
前記分割素子を介して前記第１反射部材で反射した光束を前記撮像素子における第１領域に結像させ、
前記第２反射部材で反射した光束を前記撮像素子における前記第１領域とは異なる第２領域に結像させる撮像装置。