(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方の物体と略側方の物体とを観察するための光学系において、
前方の物体側から順に、反射屈折光学素子を有し負の屈折力を持つ前群、開口絞り、光軸に沿う方向に移動する移動レンズ群を有し正の屈折力を持つ後群が配置されており、
前記反射屈折光学素子は、光軸を中心に形成された第一透過面と該第一透過面の周囲に環状に形成され像側を向いた第一反射面とを有し前方の物体側に形成された第一面と、光軸を中心に形成された第二透過面と該第二透過面の周囲に環状に形成され前方の物体側を向いた第二反射面とを有し像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間に透過面として形成された第三面と、を有しており、
前記移動レンズ群を移動させることにより、前記前群及び前記後群の屈折力を相対的に変化させて、観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を、拡大又は縮小し、
次の条件式を満足することを特徴とする光学系。
１．０５  ＜  ｆrc／ｆrw  ＜  １．４５
ただし、ｆrwは前方の物体及び略側方の物体を同時観察する際の前記後群の焦点距離、ｆrcは観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を拡大して観察する際の前記後群の焦点距離である。
【請求項２】
前記移動レンズ群が、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記後群のうち、最も前記開口絞りに近いレンズ群が前記移動レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記前群は、負の屈折力を持つ第一レンズ群と、第二レンズ群とを備え、
前記後群は、正の屈折力を持つ第三レンズ群を備え、
前記第一レンズ群と、前記第二レンズ群と、前記開口絞りと、前記第三レンズ群とにより、前方の物体を観察するための第一光学系が構成され、
前記第二レンズ群と、前記開口絞りと、前記第三レンズ群とにより、略側方の物体を観察するための第二光学系が構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前方の物体側からの光は、前記第一透過面に入射した後に、前記第二透過面から像側へ出射され、
略側方の物体側からの光は、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系を備える内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方の物体及び略側方の物体の同時観察と前方の物体に対する近接拡大観察とを行うための光学系及びそれを備えた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、前方の物体の観察と略側方の物体の観察とを同時に行うことのできる光学系が知られている。そのような光学系の中には、略側方の物体側からの光を、内部で２回反射した後に、像側へ出射する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。なお、略側方とは、光学系自体の側方だけではなく、光学系の斜め前方や斜め後方も含むものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０９８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の光学系は、観察領域で前方の物体の像又は略側方の物体の像が形成される領域の拡大をすることができないため、対象物の細部を詳細に観察することができないという問題があった。そのため、例えば、特許文献１に記載されている光学系を、内視鏡装置に採用した場合には、病変部を発見することはできても、その病変部の悪性度や浸潤度等の評価をすることはできなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前方の物体と略側方の物体の同時観察と、前方の物体の近接拡大観察とを行うことのできる光学系及びそれを備えた内視鏡装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の光学系は、前方の物体と略側方の物体とを観察するための光学系において、前方の物体側から順に、反射屈折光学素子を有し負の屈折力を持つ前群、開口絞り、光軸に沿う方向に移動する移動レンズ群を有し正の屈折力を持つ後群が配置されており、前記反射屈折光学素子は、光軸を中心に形成された第一透過面と該第一透過面の周囲に環状に形成され像側を向いた第一反射面とを有し前方の物体側に形成された第一面と、光軸を中心に形成された第二透過面と該第二透過面の周囲に環状に形成され前方の物体側を向いた第二反射面とを有し像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間に透過面として形成された第三面と、を有しており、前記移動レンズ群を移動させることにより、前記前群及び前記後群の屈折力を相対的に変化させて、観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を、拡大又は縮小し、次の条件式を満足することを特徴とする。
１．０５  ＜  ｆrc／ｆrw  ＜  １．４５
ただし、ｆrwは前方の物体及び略側方の物体を同時観察する際の前記後群の焦点距離、ｆrcは観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を拡大して観察する際の前記後群の焦点距離である。
【０００７】
また、本発明の光学系は、前記移動レンズ群が、正の屈折力を持つことが好ましい。
【０００８】
また、本発明の光学系は、前記後群のうち、最も前記開口絞りに近いレンズ群が前記移動レンズであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の光学系は、前記前群は、負の屈折力を持つ第一レンズ群と、第二レンズ群とを備え、前記後群は、正の屈折力を持つ第三レンズ群を備え、前記第一レンズ群と、前記第二レンズ群と、前記開口絞りと、前記第三レンズ群とにより、前方の物体を観察するための第一光学系が構成され、前記第二レンズ群と、前記開口絞りと、前記第三レンズ群とにより、略側方の物体を観察するための第二光学系が構成されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の光学系は、前方の物体側からの光は、前記第一透過面に入射した後に、前記第二透過面から像側へ出射され、略側方の物体側からの光は、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の内視鏡装置は、上記本発明のいずれかの光学系を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前方の物体と略側方の物体の同時観察と、前方の物体の近接拡大観察
とを行うことのできる光学系及びそれを備えた内視鏡装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の反射屈折光学素子に対し、略側方の物体側から入射する光に関する画角を示す模式図である。
【図２】実施例１に係る光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は前方の物体及び略側方の物体の同時観察を行う場合、（ｂ）は前方の物体の近接拡大観察を行う場合を、それぞれ示している。
【図３】実施例１に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は前方の物体及び略側方の物体の同時観察を行う場合、（ｂ）は前方の物体の近接拡大観察を行う場合を、それぞれ示している。
【図４】実施例１に係る光学系の有する反射屈折光学素子の拡大図である。
【図５】実施例１に係る光学系により、観察領域内における前方の物体の関する観察領域と略側方の物体に関する観察領域を示す模式図であり、（ａ）は前方の物体及び略側方の物体の同時観察を行う場合、（ｂ）は前方の物体の近接拡大観察を行う場合を、それぞれ示している。
【図６】実施例１に係る光学系の、前方の物体及び略側方の物体の同時観察時における、前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６０°，４５°，３０°，１５°，０°の場合の収差を示している。
【図７】実施例１に係る光学系の、前方の物体及び略側方の物体の同時観察時における、略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１１５°，１０５°，９５°，８５°，７５°の場合の収差を示している。
【図８】実施例１に係る光学系の、前方の物体の近接拡大観察時における、前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６０°，４５°，３０°，１５°，０°の場合の収差を示している。
【図９】実施例２に係る光学系の構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は前方の物体及び略側方の物体の同時観察を行う場合、（ｂ）は前方の物体の近接拡大観察を行う場合を、それぞれ示している。
【図１０】実施例２に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は前方の物体及び略側方の物体の同時観察を行う場合、（ｂ）は前方の物体の近接拡大観察を行う場合を、それぞれ示している。
【図１１】実施例２に係る光学系の、前方の物体及び略側方の物体の同時観察時における、前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６０°，４５°，３０°，１５°，０°の場合の収差を示している。
【図１２】実施例２に係る光学系の、前方の物体及び略側方の物体の同時観察時における、略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１１５°，１０５°，９５°，８５°，７５°の場合の収差を示している。
【図１３】実施例２に係る光学系の、前方の物体の近接拡大観察時における、前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６０°，４５°，３０°，１５°，０°の場合の収差を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の光学系の実施例の説明に先立ち、本実施例の構成による作用効果を説明する。
【００１５】
本発明の光学系は、光軸を中心に形成された第一透過面と該第一透過面の周囲に環状に形成され像側を向いた第一反射面とを有し前方の物体側に形成された第一面と、光軸を中心に形成された第二透過面と該第二透過面の周囲に環状に形成され前方の物体側を向いた第二反射面とを有し像側に形成された第二面と、第一面と第二面との間に透過面として形成された第三面と、を有した反射屈折光学素子を備えている。
【００１６】
このように、本発明の光学系は、反射屈折光学素子を備えているため、前方の物体と略側方の物体の同時観察をすることができる。なお、反射屈折光学素子とは、光の反射作用と屈折作用とを利用する部材を意味する。
【００１７】
また、本発明の光学系は、前方の物体と略側方の物体とを観察するための光学系において、前方の物体側から順に、反射屈折光学素子を有し負の屈折力を持つ前群、開口絞り、光軸に沿う方向に移動する移動レンズ群を有し正の屈折力を持つ後群が配置されており、移動レンズ群を移動させることにより、前群及び後群の屈折力を相対的に変化させて、観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を、拡大又は縮小することを特徴としている。
【００１８】
本発明の光学系は、このように、前方の物体側から入射する光に対してレトロフォーカスタイプの光学系となるように構成されている。
【００１９】
一般に、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学系では、前群の負の屈折力と後群の正の屈折力が変化すれば、焦点距離が変化し、同時に、結像面における像が拡大又は縮小する。
【００２０】
そのため、前方の物体側から入射する光に対してレトロフォーカスタイプの光学系として構成されている本発明の光学系も、後群中に設けた移動レンズ群を光軸に沿って移動させると、前群及び後群の屈折力が相対的に変化するため、焦点距離が変化し、同時に、観察領域内で前方の物体の像が形成される領域が拡大又は縮小する。
【００２１】
したがって、本発明の光学系は、移動レンズ群を光軸に沿って移動させるだけで、前方の物体と略側方の物体の同時観察に適した光学系から前方の物体に対する近接拡大観察に適した光学系へと変化することができるようになっている。
【００２２】
また、本発明の光学系は、移動レンズ群が、正の屈折力を持つことが好ましい。
【００２３】
このように、後群に含まれる移動レンズが正の屈折力を持つように構成すれば、その移動レンズ群が物体側に移動することにより、前群の負の屈折力と後群の正の屈折力を相対的に弱めることができる。また、後群は全体として正の屈折力を持つものであるため、後群に含まれる移動レンズ群を正の屈折力を持つレンズ群とすれば、レンズ枚数を削減することができる。
【００２４】
また、本発明の光学系は、後群のうち、最も開口絞りに近いレンズ群が移動レンズであることが好ましい。
【００２５】
このように、後群のうち最も開口絞りに近いレンズ群が移動レンズ群であるということは、移動レンズ群が、前群にも近いということである。そして、移動レンズ群がそのような位置に配置されていると、前群は、移動レンズ群の移動の影響を受けやすくなるので、前群の負の屈折力が変化しやすくなる。つまり、移動レンズ群を大きく移動させなくても、前群の負の屈折力を十分に変化させることができる。
【００２６】
また、本発明の光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
１．０５  ＜  ｆr c／ｆr w  ＜  １．４５
ただし、ｆr wは前方の物体及び略側方の物体を同時観察する際の前記後群の焦点距離、ｆr cは観察領域内で前方の物体の像が形成される領域を拡大して観察する際の前記後群の焦点距離である。
【００２７】
この条件式「１．０５  ＜  ｆr c／ｆr w  ＜  １．４５」の下限を下回ると、前方の物体と略側方の物体の同時観察時における後群の焦点距離と前方の物体の近接拡大観察時における後群の焦点距離との差が小さくなり過ぎてしまい、それらの観察状態を適切に変化させにくくなってしまう。一方、上限を上回ると、焦点距離の差が大きくなり過ぎてしまい、諸収差のバランスをとることが難しくなってしまう。
【００２８】
以下に、実施例１及び実施例２に係る光学系ついて図面を参照して説明する。
【００２９】
なお、光学系断面図のｒ1，ｒ2，・・・及びｄ1，ｄ2，・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。
【００３０】
また、数値データにおいては、ｓは面番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。
【００３１】
また、数値データの非球面係数においては、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−１０」は、１０のマイナス１乗を表している。また、各非球面形状は、数値データに記載した各非球面係数を用いて以下の式で表される。ただし、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10＋・・・
【００３２】
また、収差図において、メリジオナル面とは、光学系の光軸と主光線とを含む面（紙面に平行な面）、サジタル面とは、光軸を含みメリジオナル面に垂直な面（紙面に垂直な面）を意味する。本発明の光学系は、メリジオナル面に対して対称であるため、サジタル面についての収差量は、横軸について、負の値を省略している。コマ収差を示す図における、縦軸は収差量（単位ｍｍ）、横軸は開口比（−１〜１）をそれぞれ表している。各線に対応する波長は、図中の右端に記載されている。例えば、実線に対応する波長は、６５６．２７ｎｍである。非点収差を示す図における、縦軸は角度（単位ｄｅｇ）、横軸は焦点位置（単位ｍｍ）をそれぞれ表している。また、実線（図中のｙ）はサジタル面に関して、破線（図中のｘ）はメリジオナル面に関して、５４６．０７ｎｍの波長での収差量を表している。
【００３３】
ここで、図１を用いて、本発明の光学系の反射屈折光学素子に対し、略側方の物体側から入射する光の画角の定義について説明をしておく。図１は、本発明の反射屈折光学素子に対し、略側方の物体側から入射する光に関する画角を示す模式図である。
【００３４】
反射屈折光学素子ＲＬの第三面ＲＬｃに、略側方の物体側から入射する光の主光線が入射するが、その主光線と光軸ＬＣとが、前方の物体側でなす角度が、反射屈折光学素子ＲＬの略側方の物体側に対する半画角となる。
【００３５】
また、このような反射屈折光学素子ＲＬの場合、第三面ＲＬｃを介して、前方の物体、すなわち、光軸ＬＣ上に存在する物体を観察することはできない。そのため、画角には、最小画角θMinと最大画角θMaxが存在することになる。このとき、最小画角θMinとは、第三面ＲＬｃを介して観察できる範囲のうち、最も前方の物体側の光の主光線と光軸とがなす角度θMinのことである。一方、最大画角θMaxとは、第三面ＲＬｃを介して観察できる範囲のうち、最も像側の光の主光線と光軸とがなす角度θMaxのことである。
【実施例１】
【００３６】
以下に、図２〜図８を用いて実施例１に係る光学系について詳細に説明する。
【００３７】
まず、図２及び図３を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。
【００３８】
本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群Ｇfと、開口絞りＳと、全体として正の屈折力を持つ後群Ｇrと、が配置されている。
【００３９】
前群Ｇfは、前方の物体側から順に、第一レンズ群Ｇ1と第二レンズ群Ｇ2とからなる。
【００４０】
後群Ｇrは、第三レンズ群Ｇ3からなる。
【００４１】
第一レンズ群Ｇ1は、像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ1により構成されている。
【００４２】
第二レンズ群Ｇ2は、前方の物体側から順に、前方の物体側の面が非球面の反射屈折光学素子であるレンズＬ21と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズＬ22と、平板レンズであるレンズＬ23とにより構成されている。
【００４３】
開口絞りＳは、レンズＬ23の像側の面に、レンズＬ23と一体的に配置されている。
【００４４】
第三レンズ群Ｇ3は、前方の物体側から順に、光軸上を移動する両凸レンズであるレンズＬ31と、両凸レンズであるレンズＬ32と、両凹レンズであるレンズＬ33と、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ34と、平板レンズであるレンズＬ35とにより構成されている。なお、レンズＬ32の像側の面とレンズＬ33の物体側の面とは接合されている。
【００４５】
なお、これらのレンズの形状は、前方の物体側からの光の光軸近傍における形状である。
【００４６】
ここで、図４を用いて前方の物体と略側方の物体の観察を同時に行うための反射屈折光学素子であるレンズＬ21について詳細に説明する。
【００４７】
反射屈折光学素子であるレンズＬ21は、前方の物体側に形成された第一面Ｌ21ａと、像側に形成された第二面Ｌ21ｂと、第一面Ｌ21ａと第二面Ｌ21ｂとの間で全周面に形成された第三面Ｌ21ｃとを有する。
【００４８】
第一面Ｌ21ａは、光軸を中心に形成されている第一透過面Ｌ21ａ1と、像側を向いていて第一透過面Ｌ21ａ1の周囲に環状に形成されている第一反射面Ｌ21ａ2とを有している。第二面Ｌ21ｂは、光軸を中心に形成されている第二透過面Ｌ21ｂ1と、前方の物体側を向いていて第二透過面Ｌ21ｂ1の周囲に環状に形成されている第二反射面Ｌ21ｂ2とを有している。第三面Ｌ21ｃは全面が透過面として形成されている。
【００４９】
なお、第一反射面Ｌ21ａ2や第二反射面Ｌ21ｂ2は、蒸着法により形成されている。具体的には、例えば、第一透過面Ｌ21ａ1に、第一透過面Ｌ21ａ1と同形状のマスクをした上で、第一面Ｌ21ａ全体に対してミラーコーティングを施し、その後該マスクを剥がす。このような方法を用いれば、マスクされた部分はミラーコーティングされないため、第一反射面Ｌ21ｂ2を形成した後でも、第一透過面Ｌ21ａ1を透過面として用いることができる。
【００５０】
次に、図３及び図４を用いて、本実施例の光学系に入射した光の辿る経路を説明する。
【００５１】
本実施例の光学系に前方の物体側から入射する光ＬFは、まず、レンズＬ1を通過する。そして、レンズＬ1を通過した光ＬFは、レンズＬ21の第一透過面Ｌ21ａ1に入射する。その後、第一透過面Ｌ21ａ1に入射した光ＬFは、レンズＬ21の第二透過面Ｌ21ｂ1から出射する。第二透過面Ｌ21ｂ1から出射した光ＬFは、レンズＬ22、レンズＬ23、開口絞りＳ、レンズＬ31〜レンズＬ35を順に通過し、結像面において、観察領域の中央部に前方の物体の像を形成する。
【００５２】
他方、本実施例の光学系に略側方の物体側から入射する光Ｌsは、まず、レンズＬ21の第三面Ｌ21ｃに入射する。そして、第三面Ｌ21ｃに入射した光Ｌsは、レンズＬ21の第二反射面Ｌ21ｂ2で反射される。次に、第二反射面Ｌ21ｂ2で反射された光Ｌsは、レンズＬ21の第一反射面Ｌ21ａ2で反射される。その後、第一反射面Ｌ21ａ2で反射された光Ｌsは、レンズＬ21の第二透過面Ｌ21ｂ1から出射される。第二透過面Ｌ21ｂ1から出射した光Ｌsは、レンズＬ22、レンズＬ23、開口絞りＳ、レンズＬ31〜レンズＬ35を順に通過し、結像面において、観察領域の中央部に形成された前方の物体の像の周囲に、環状に、略側方の物体の像を形成する。
【００５３】
次に、図３及び図５を用いて、本実施例の光学系が、前方の物体及び略側方の物体を同時観察に適した状態から前方の物体の近接拡大観察に適した状態への変化と、その際に観察領域に形成される像について説明する。
【００５４】
本実施例の光学系は、前方の物体及び略側方の物体を同時観察する場合（図３（ａ）参照）、観察領域（図５（ａ）参照）には、その中央領域に前方の物体の像が形成され、その周囲の環状の領域（図５（ａ）の斜線で示した領域）に略側方の物体の像が形成されることになる。
【００５５】
ところで、本実施例の光学系は、前方の物体側から入射する光に対して、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学系となっている。そのため、前群Ｇfの負の屈折力と後群Ｇrの正の屈折力が、前方の物体及び略側方の物体を同時観察している状態よりも相対的に弱くなれば、観察領域内において前方の物体の像が形成される領域が拡大され、前方の物体の近接拡大観察に適した状態（図５（ｂ）参照）となる。
【００５６】
具体的には、本発明の光学系は、後群Ｇr、すなわち、第三レンズ群Ｇ3に含まれる正の屈折力を持つレンズＬ31を有しているため、そのレンズＬ31を像側に移動する（図３（ｂ）参照）。レンズＬ31をそのように移動させるだけで、前群Ｇfの負の屈折力と後群Ｇrの正の屈折力が、前方の物体及び略側方の物体を同時観察している状態よりも相対的に弱くなり、前方の物体を近接して観察するのに適した状態となる。
【００５７】
次に、本実施例に係る光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。
【００５８】
数値データ１
単位    ｍｍ
面データ
面番号                曲率半径        面間隔        屈折率       アッベ数
ｓ                     ｒ             ｄ           ｎｄ          νｄ
0   （物体面）                      Ｄ０
1                     ∞            0.7          1.8830         40.8 
2                    1.98645        0.7 
3   （非球面）     -17.75837        0.85         1.5163         64.1 
4                    2.26757        1.787 
5                    2.7            2.7 
6                   -1.56527        0.6          1.8830         40.8
7                   -1.9108         0.1 
8                     ∞            0.4          1.5163         64.1 
9                     ∞            0
10  （開口絞り）       ∞            Ｄ１０
11                    3.49907        1.4          1.7725         49.6
12                   -5.5374         Ｄ１２
13                   24.49464        1.5          1.7292         54.7
14                   -2.00692        0.4          1.8467         23.8
15                    5.58093        0.1 
16                    3.18186        1            1.5163         64.1
17   （非球面）      -5.08989        0.75 
18                     ∞            2            1.5163         64.1 
19                     ∞            0
20   （結像面）
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折光学素子であるレンズＬ21の第三面Ｌ21ｃ、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。
【００５９】
非球面データ
面番号    曲率半径    円錐係数                   非球面係数  
ｓ        ｒ          ｋ         Ａ4          Ａ6          Ａ8          Ａ10
3     -17.75837       0      3.21E-02   -4.74E-03   -5.46E-05    8.59E-05
17      -5.06969       0      2.15E-02    3.34E-02    6.86E-03   -1.45E-03
【００６０】
各種データ
Ｆナンバー：６．９
レンズ全長：１４．２ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ
像高：１．３ｍｍ
【００６１】
面間隔
同時観察      近接拡大観察
Ｄ０           9.440           1.505
Ｄ１０          1.814           0.1 
Ｄ１２          0.1             1.814 
移動レンズ群Ｌ31の移動距離：１．７４１ｍｍ
【００６２】
半画角
前方の物体側に対する半画角
同時観察時、近接拡大観察時共通：６９°
略側方の物体側に対する半画角（最小画角〜最大画角）
同時観察時    ：７４°〜１１６°
近接拡大観察時：測定不能
【００６３】
焦点距離
前方の物体側に対する全系焦点距離
同時観察時    ：０．６９５ｍｍ
近接拡大観察時：１．１５７４６ｍｍ
第一レンズ群Ｇ1の焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−２．２３７ｍｍ
第二レンズ群Ｇ2の前方の物体側に対する焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−３．９８８ｍｍ
第一レンズ群Ｇ1と第二レンズ群Ｇ2の合成焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−１．２８１ｍｍ
第三レンズ群Ｇ3の焦点距離
同時観察時（ｆr w）    ：２．８７４ｍｍ
近接拡大観察時（ｆr c）：３．３５１ｍｍ
移動レンズ群Ｌ31の焦点距離（ｆm）
同時観察時、近接拡大観察時共通：２．９６３ｍｍ
【００６４】
条件式に係るデータ
ｆr c／ｆr w＝１．１６６
【実施例２】
【００６５】
次に、図９〜図１３を用いて実施例２に係る光学系について詳細に説明する。なお、本実施例の光学系における反射屈折光学素子の形状、光学系に入射した光の辿る光路、観察状態の変化方法は、実施例１の光学系とほぼ同じであるため、ほぼ同じ構成を有する部材には、同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
【００６６】
まず、図９及び図１０を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。
【００６７】
本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、全体として負の屈折力を持つ前群Ｇfと、開口絞りＳと、全体として正の屈折力を持つ後群Ｇrと、が配置されている。
【００６８】
前群Ｇfは、前方の物体側から順に、第一レンズ群Ｇ1と第二レンズ群Ｇ2とからなる。
【００６９】
後群Ｇrは、第三レンズ群Ｇ3からなる。
【００７０】
本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、第一レンズ群Ｇ1と第二レンズ群Ｇ2とからなり全体として負の屈折力を持つ前群Ｇfと、開口絞りＳと、第三レンズ群Ｇ3からなり全体として正の屈折力を持つ後群Ｇrと、が配置されている。
【００７１】
第一レンズ群Ｇ1は、像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ1により構成されている。
【００７２】
第二レンズ群Ｇ2は、前方の物体側から順に、前方の物体側の面が非球面の反射屈折光学素子であるレンズＬ21と、平板レンズであるレンズＬ22とにより構成されている。
【００７３】
開口絞りＳは、レンズＬ22の像側の面に配置されている。
【００７４】
第三レンズ群Ｇ3は、前方の物体側から順に、光軸上を移動する両凸レンズであるレンズＬ31と、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズＬ32と、両凹レンズであるレンズＬ33と、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ34と、平板レンズであるレンズＬ35とにより構成されている。なお、レンズＬ32の像側の面とレンズＬ33の物体側の面とは接合されている。
【００７５】
なお、これらのレンズの形状は、前方の物体側からの光の光軸近傍における形状である。
【００７６】
次に、本実施例に係る光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。
【００７７】
数値データ２
単位    ｍｍ
面データ
面番号                曲率半径        面間隔        屈折率       アッベ数
ｓ                    ｒ             ｄ            ｎｄ          νｄ
0   （物体面）                      Ｄ０
1                    ∞             0.7          1.5163         64.1 
2                    1.58699        0.9 
3   （非球面）     114.08067        0.85         1.5163         64.1 
4                    2.2            2.6138
5                    3              3 
6                    ∞             0.6          1.8830         40.8 
7                    ∞             0.287
8  （開口絞り）      ∞             Ｄ８
9                    5.00915        1.4          1.7725         49.6
10                   -3.89454        Ｄ１０
11                  -23.93361        1.7          1.7292         54.7
12                   -2.15           0.4          1.8467         23.8
13                10781.23595        0.1 
14                    7.53056        1.25         1.5163         64.1
15   （非球面）      -3.46941        0.85 
16                    ∞             2            1.5163         64.1 
17                    ∞             0
18   （結像面）
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折光学素子であるレンズＬ21の第三面Ｌ21ｃ、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。
【００７８】
非球面データ
面番号    曲率半径    円錐係数                   非球面係数  
ｓ        ｒ          ｋ         Ａ4          Ａ6          Ａ8          Ａ10
3     114.08067       0      2.08E-02    -4.13E-03   -5.76E-04   -3.53E-05
15      -3.46941       0      2.45E-02    -5.44E-03    9.28E-03   -1.55E-03
【００７９】
各種データ
Ｆナンバー：５．３
レンズ全長：１５．５ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ
像高：１．３ｍｍ
【００８０】
面間隔
同時観察      近接拡大観察
Ｄ０           10.828          1.206
Ｄ８            1.749          0.339
Ｄ１０           0.1            1.510 
移動レンズ群Ｌ31の移動距離：１．４１０ｍｍ
【００８１】
半画角
前方の物体側に対する半画角
同時観察時、近接拡大観察時共通：６０°
略側方の物体側に対する半画角（最小画角〜最大画角）
同時観察時    ：７２°〜１１８°
近接拡大観察時：測定不能
【００８２】
焦点距離
前方の物体側に対する全系焦点距離
同時観察時    ：０．７５４ｍｍ
近接拡大観察時：１．１５４ｍｍ
第一レンズ群Ｇ1の焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−３．０６２ｍｍ
第二レンズ群Ｇ2の前方の物体側に対する焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−４．３４０ｍｍ
第一レンズ群Ｇ1と第二レンズ群Ｇ2の合成焦点距離
同時観察時、近接拡大観察時共通：−１．４９７ｍｍ
第三レンズ群Ｇ3の焦点距離
同時観察時（ｆr w）    ：２．９７８ｍｍ
近接拡大観察時（ｆr c）：３．７４０ｍｍ
移動レンズ群Ｌ31の焦点距離（ｆm）
同時観察時、近接拡大観察時共通：３．０３１ｍｍ
【００８３】
条件式に係るデータ
ｆr c／ｆr w＝１．２５６
【００８４】
なお、上記各実施例においては、前方の物体を近接拡大観察することについてのみ記載しているが、略側方の物体を近接拡大観察できるようにしても良い。
【００８５】
また、上記各実施例における移動レンズ群以外の移動レンズを備え、それを移動させることにより、観察領域に形成される前方の物体の像を変倍するようにしても良い。
【００８６】
また、上記各実施例においては、近接拡大観察時においても略側方の物体の像が殆ど形成されない位置まで移動レンズ群を移動させているが、近接拡大観察時にも略側方の物体の像がある程度観察領域に形成されるような位置に、移動レンズ群を移動させても良い。すなわち、上記各実施例においては、前方の物体及び略側方の物体の同時観察と前方の物体の近接拡大観察のいずれか一方の状態のみを示しているが、当然のことながら、その中間の状態となるように移動レンズ群を移動させて使用してもかまわない。
【００８７】
また、上記各実施例においては、前方の物体及び略側方の物体の同時観察時と前方の物体の近接拡大観察時における焦点合わせについては言及していない。ここで、例えば、前群や後群の屈折力が大きく変化しない程度に、移動レンズ群を移動させて焦点合わせを行うようにしても良い。
【００８８】
また、本発明の光学系のレンズ群を構成するレンズは、上記各実施例により示された形状や枚数に限定されるものではなく、反射屈折光学素子を含む種々の光学系も含まれる。
【００８９】
また、上記各実施例においては配置されていないが、光学系の像側に撮像素子を配置したり、光学系とその撮像素子との間にＩＲカットコートを施したローパスフィルターやＣＣＤカバーガラス等を配置したりしても良い。
【００９０】
また、上記各実施例においては、光学系は、３つのレンズ群により構成されているが、本発明の光学系は、これらの例に限定されるものではなく、２つのレンズ群又は４つ以上のレンズ群により構成しても良い。
【００９１】
また、上記各実施例においては、反射屈折光学素子の第三面は、前方の物体側の径と像側の径とが、略一致するような形状となっているが、前方の物体側の径よりも像側の径が大きい形状のものや、前方の物体側の径よりも像側の径が小さい形状のものを用いても良い。なお、前方の物体側の径とは、第三面における最も前方の物体側の位置での、光軸に垂直な面内における径をいい、像側の径とは、第三面における最も像側の位置での、光軸に垂直な面内における径をいう。さらに、上記各実施例において、反射屈折光学素子の第三面は、第一面と第二面との間において全周面にわたって形成されているが、必ずしも、全周面にわたって形成されている必要はなく、周面の一部のみを透過面として形成しても良い。
【００９２】
また、上記各実施例においては、反射屈折光学素子を１つのレンズで構成しているが、本発明の光学系の反射屈折光学素子は、接合レンズで構成しても良い。
【００９３】
さらに、上記各実施例においては、第一反射面や第二反射面を、蒸着法により形成しているが、その形成方法は、上記の方法に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９４】
Ｇf              前群
Ｇr              後群
Ｇ1              第一レンズ群
Ｇ2              第二レンズ群
Ｇ3              第三レンズ群
ＬＣ             光軸
ＬF              反射屈折光学素子に前方の物体側から入射する光
Ｌs              反射屈折光学素子に略側方の物体側から入射する光
Ｌ1，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ33，Ｌ34，Ｌ35      レンズ
Ｌ21ａ           第一面
Ｌ21ａ1          第一透過面
Ｌ21ａ2          第一反射面
Ｌ21ｂ           第二面
Ｌ21ｂ1          第二透過面
Ｌ21ｂ2          第二反射面
Ｌ21ｃ，ＲＬｃ   第三面
ＲＬ             反射屈折光学素子
Ｓ               開口絞り
【図１】
0005479818.tif 000002
【図２】
0005479818.tif 000003
【図３】
0005479818.tif 000004
【図４】
0005479818.tif 000005
【図５】
0005479818.tif 000006
【図６】
0005479818.tif 000007
【図７】
0005479818.tif 000008
【図８】
0005479818.tif 000009
【図９】
0005479818.tif 000010
【図１０】
0005479818.tif 000011
【図１１】
0005479818.tif 000012
【図１２】
0005479818.tif 000013
【図１３】
0005479818.tif 000014