(57)【要約】【課題】小型化及び広画角化の両立を試みると、像面湾曲を含む諸収差の発生を抑えることができない。【解決手段】集光光学系を、点光源側から順に、正のパワーを持つ第１群、正のパワーを持つ第２群を持つレンズ構成とする。第１群は、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けたメニスカスレンズ、被検面側に凸面を向けた正レンズ、点光源側に凸面を向けた正レンズ、被検面側に凹面を向けた負レンズ、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた、負レンズと正レンズからなる接合レンズ、被検面側に凸面を向けた正レンズを有する。第２群は、点光源側から順に、点光源側に凸面を向けた正レンズ、負レンズと正レンズからとなる接合レンズ、正レンズ、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズを有する。各群のメニスカスレンズの面形状は、所定の条件を満たすように構成される。【選択図】図３
2014115494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の面上を移動する点光源より射出される光を集光させる集光光学系であって、
前記点光源側から順に、
正のパワーを持つ第１群、
正のパワーを持つ第２群、
を有し、
前記第１群と前記第２群との間の軸上光は略平行光であり、
前記第１群は、
前記点光源側から順に、
前記点光源側に凹面を向けた第１１のメニスカスレンズ、
前記光が集光される被検面側に凸面を向けた第１１の正レンズ、
前記点光源側に凸面を向けた第２１の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１１の負レンズ、
前記点光源側に凹面を向け前記被検面側に凸面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１１の接合レンズ、
前記被検面側に凸面を向けた第３１の正レンズ、
を有し、
前記第２群は、
前記点光源側から順に、
前記点光源側に凸面を向けた第１２の正レンズ、
負レンズと正レンズからとなる第１２の接合レンズ、
第２２の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１２のメニスカスレンズ、
を有し、
前記第１１のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ１１と定義し、該第１１のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ２１と定義し、前記第１２のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ１２と定義し、該第１２のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ２２と定義した場合に、次の条件式
−０．２＜ＳＦ１＜０．０
０．０＜｜ＳＦ２｜＜０．３
但し、
ＳＦ１：（ｒ１１−ｒ２１）／（ｒ１１＋ｒ２１）
ＳＦ２：（ｒ１２−ｒ２２）／（ｒ１２＋ｒ２２）
を満たす
ことを特徴とする、集光光学系。
【請求項２】
所定の面上を移動する点光源より射出される光を集光させる集光光学系であって、
前記点光源側から順に、
正のパワーを持つ第１群、
正のパワーを持つ第２群、
を有し、
前記第１群と前記第２群との間の軸上光は略平行光であり、
前記第１群は、
前記点光源側から順に、
前記点光源側に凹面を向けた第１１のメニスカスレンズ、
前記光が集光される被検面側に凸面を向けた第１１の正レンズ、
前記点光源側に凸面を向けた第２１の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１１の負レンズ、
前記点光源側に凹面を向け前記被検面側に凸面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１１の接合レンズ、
前記被検面側に凸面を向けた第３１の正レンズ、
を有し、
前記第２群は、
前記点光源側から順に、
前記点光源側に凹面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１２の接合レンズ、
第２２の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１２のメニスカスレンズ、
を有し、
前記第１１のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ１１と定義し、該第１１のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ２１と定義し、前記第１２のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ１２と定義し、該第１２のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ２２と定義した場合に、次の条件式
−０．２＜１／ＳＦ１＜０．０
０．０＜｜１／ＳＦ２｜＜０．３
但し、
ＳＦ１：（ｒ１１＋ｒ２１）／（ｒ１１−ｒ２１）
ＳＦ２：（ｒ１２＋ｒ２２）／（ｒ１２−ｒ２２）
を満たす
ことを特徴とする、集光光学系。
【請求項３】
前記第２１の正レンズを、
前記被検面側に凸面を向けた正レンズと、前記点光源側に凸面を向けた正レンズとに分割し、
かつ
前記第１１の接合レンズに代えて、
前記点光源側に凹面を向け前記被検面側に凸面を向けた負レンズ、
を有する
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の集光光学系
【請求項４】
前記第２１の正レンズと前記第１１の負レンズとは互いに接合された接合レンズである
ことを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項５】
前記第１群を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｎと定義し、該第１群の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式
−０．９≦ｆ１ｎ／ｆ１≦−０．１
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項６】
前記第２群を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｎと定義し、該第２群の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式
−１．３≦ｆ２ｎ／ｆ２≦−０．６
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項７】
前記第１群を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｐと定義し、該第１群の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式
０．５≦ｆ１ｐ／ｆ１≦１．５
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項８】
前記第２群を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｐと定義し、該第２群の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式
０．８≦ｆ２ｐ／ｆ２≦２．０
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項９】
前記第３１の正レンズの焦点距離をｆ１ｃと定義し、該第１群の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式
１．０≦ｆ１ｃ／ｆ１≦２．０
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項８の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項１０】
前記第１２の正レンズの焦点距離をｆ２ｃと定義し、該第２群の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式
１．５≦ｆ２ｃ／ｆ２≦５．０
を満たす
ことを特徴とする、請求項１又は請求項１を引用する請求項３から請求項９の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項１１】
前記第１１のメニスカスレンズの焦点距離をｆ1ｍと定義し、前記第１群の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式
２．０≦｜ｆ１ｍ／ｆ１｜≦１５
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項１２】
前記第１２のメニスカスレンズの焦点距離をｆ２ｍと定義し、前記第２群の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式
２．０≦｜ｆ２ｍ／ｆ２｜≦５．０
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項１３】
互いの凹面が向き合う一対のレンズが前記第１群に含まれており、
前記一対のレンズの少なくとも一方が負レンズであり、
前記一対のレンズの凹面のうち、前記被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ３１と定義し、該曲率半径ｒ３１を持つ凹面と向き合う凹面の曲率半径をｒ３２と定義した場合に、次の条件式
０．０＜ＳＦ３＜０．２
但し、
ＳＦ３：（ｒ３１＋ｒ３２）／（ｒ３１−ｒ３２）
を満たす
ことを特徴とする、請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の集光光学系。
【請求項１４】
前記一対のレンズは、
夫々が符号の異なるパワーを持つレンズと接合されることにより、一対の正負の接合レンズを構成する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の集光光学系。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の集光光学系が先端部内に組み込まれたことを特徴とする観察器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の面上を移動する点光源より射出される光を集光させる集光光学系、及び該集光光学系を備える観察器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織等の被写体を観察するための観察器具として、所定の走査光により被写体（被検面）を走査してその像を得ることが可能なものが知られている。この種の観察器具の具体的構成が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の観察器具は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計された共焦点プローブであり、内視鏡の先端部内に組み込まれている。共焦点プローブは、プローブ内に配置された光ファイバを振ることにより光ファイバの射出端（点光源）を光軸と実質直交する所定の面上で周期的に移動させながら、点光源より射出された光（励起光）の点像を集光光学系を介して被検面上で走査する。以下、所定の面上を移動する点光源より射出される光を被検面上で走査する集光光学系を「走査用集光光学系」と記す。共焦点プローブは、励起光により励起された被検面から発せられる蛍光を取り込み、所定の画像生成装置に伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８０７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に例示される、この種の走査用集光光学系には、観察器具を体腔内へ挿入している間の患者の負担を軽減するため、より一層の小型化が求められている。また、体腔内の被写体を広い視野で観察するため、より一層の広画角化も求められている。しかし、走査用集光光学系において、より一層の小型化及び広画角化の両立を試みると、像面湾曲をはじめ、諸収差の発生を抑えるのが難しかった。そこで、本発明者は、鋭意検討を重ね、小型化及び広画角化を両立させつつも像面湾曲を含む諸収差の発生を抑えるのに好適な集光光学系を見出すことができ、本発明を完成させるに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る集光光学系は、所定の面上を移動する点光源より射出される光を集光させる走査用集光光学系であり、点光源側から順に、正のパワーを持つ第１群、正のパワーを持つ第２群を有する。第１群と第２群との間の軸上光は略平行光である。第１群は、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けた第１１のメニスカスレンズ、被検面側に凸面を向けた第１１の正レンズ、点光源側に凸面を向けた第２１の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１１の負レンズ、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１１の接合レンズ、被検面側に凸面を向けた第３１の正レンズを有する。第２群は、点光源側から順に、点光源側に凸面を向けた第１２の正レンズ、負レンズと正レンズからとなる第１２の接合レンズ、第２２の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１２のメニスカスレンズを有する。当該集光光学系は、第１１のメニスカスレンズの点光源側の面の曲率半径をｒ１１と定義し、第１１のメニスカスレンズの被検面側の面の曲率半径をｒ２１と定義し、第１２のメニスカスレンズの点光源側の面の曲率半径をｒ１２と定義し、第１２のメニスカスレンズの被検面側の面の曲率半径をｒ２２と定義した場合に、次の条件式
−０．２＜ＳＦ１＜０．０
０．０＜｜ＳＦ２｜＜０．３
但し、
ＳＦ１：（ｒ１１−ｒ２１）／（ｒ１１＋ｒ２１）
ＳＦ２：（ｒ１２−ｒ２２）／（ｒ１２＋ｒ２２）
を満たす。
【０００７】
また、本発明の別の形態に係る集光光学系は、所定の面上を移動する点光源より射出される光を集光させる走査用集光光学系であり、点光源側から順に、正のパワーを持つ第１群、正のパワーを持つ第２群を有する。第１群と第２群との間の軸上光は略平行光である。第１群は、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けた第１１のメニスカスレンズ、被検面側に凸面を向けた第１１の正レンズ、点光源側に凸面を向けた第２１の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１１の負レンズ、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１１の接合レンズ、被検面側に凸面を向けた第３１の正レンズを有する。第２群は、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けた負レンズと正レンズからなる第１２の接合レンズ、第２２の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１２のメニスカスレンズを有する。当該集光光学系は、次の条件式
−０．２＜ＳＦ１＜０．０
０．０＜｜ＳＦ２｜＜０．３
但し、
ＳＦ１：（ｒ１１−ｒ２１）／（ｒ１１＋ｒ２１）
ＳＦ２：（ｒ１２−ｒ２２）／（ｒ１２＋ｒ２２）
を満たす。
【０００８】
本発明の一形態及び別の形態によれば、集光光学系の小型化及び広画角化を両立させた場合も像面湾曲（及びコマ収差、非点収差、球面収差、色収差等の諸収差）の発生を抑えることができると共に、点光源より射出された射出光（励起光）を効率的に取り込むことができ、かつ励起光を被検面に効率的に照射し、励起光により励起された被検面から発せられる蛍光を効率的に取り込むことができる。
【０００９】
上記集光光学系は、第２１の正レンズを、被検面側に凸面を向けた正レンズと、点光源側に凸面を向けた正レンズとに分割し、かつ第１１の接合レンズに代えて、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた負レンズを有する構成としてもよい。
【００１０】
また、第２１の正レンズと第１１の負レンズとは互いに接合された接合レンズであってもよい。
【００１１】
また、上記集光光学系は、第１群を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｎと定義し、第１群の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式
−０．９≦ｆ１ｎ／ｆ１≦−０．１
を満たす構成としてもよい。
【００１２】
また、上記集光光学系は、第２群を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｎと定義し、第２群の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式
−１．３≦ｆ２ｎ／ｆ２≦−０．６
を満たす構成としてもよい。
【００１３】
また、上記集光光学系は、第１群を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｐと定義した場合に、次の条件式
０．５≦ｆ１ｐ／ｆ１≦１．５
を満たす構成としてもよい。
【００１４】
また、上記集光光学系は、第２群を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｐと定義した場合に、次の条件式
０．８≦ｆ２ｐ／ｆ２≦２．０
を満たす構成としてもよい。
【００１５】
また、上記集光光学系は、第３１の正レンズの焦点距離をｆ１ｃと定義した場合に、次の条件式
１．０≦ｆ１ｃ／ｆ１≦２．０
を満たす構成としてもよい。
【００１６】
また、上記集光光学系は、第１２の正レンズの焦点距離をｆ２ｃと定義した場合に、次の条件式
１．５≦ｆ２ｃ／ｆ２≦５．０
を満たす構成としてもよい。
【００１７】
また、上記集光光学系は、第１１のメニスカスレンズの焦点距離をｆ1ｍと定義した場合に、次の条件式
２．０≦｜ｆ１ｍ／ｆ１｜≦１５
を満たす構成としてもよい。
【００１８】
また、上記集光光学系は、第１２のメニスカスレンズの焦点距離をｆ２ｍと定義した場合に、次の条件式
２．０≦｜ｆ２ｍ／ｆ２｜≦５．０
を満たす構成としてもよい。
【００１９】
また、上記集光光学系は、互いの凹面が向き合う一対のレンズが第１群に含まれる構成としてもよい。この構成において、一対のレンズの少なくとも一方が負レンズであり、一対のレンズの凹面のうち、被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ３１と定義し、曲率半径ｒ３１を持つ凹面と向き合う凹面の曲率半径をｒ３２と定義した場合に、次の条件式
０．０＜ＳＦ３＜０．２
但し、
ＳＦ３：（ｒ３１＋ｒ３２）／（ｒ３１−ｒ３２）
が満たされるものであってもよい。
【００２０】
また、互いの凹面が向き合う一対のレンズは、夫々が符号の異なるパワーを持つレンズと接合されることにより、一対の正負の接合レンズを構成するものとしてもよい。
【００２１】
また、本発明の一形態に係る観察器具は、上記集光光学系が先端部内に組み込まれたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一形態及び別の形態によれば、小型化及び広画角化を両立させつつ像面湾曲を含む諸収差の発生を抑えるのに好適な集光光学系、及び該集光光学系を備えた観察器具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の一体型内視鏡の先端部の内部構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態の一体型内視鏡が備える共焦点光学システムにおける走査用集光光学系近傍の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態（実施例１）の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例１の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図５】本発明の実施例２の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例２の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図７】本発明の実施例３の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例３の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図９】本発明の実施例４の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例４の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図１１】本発明の実施例５の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例５の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図１３】本発明の実施例６の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例６の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図１５】本発明の実施例７の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例７の走査用集光光学系の各種収差図である。
【図１７】比較例１の走査用集光光学系及びその後段の光学部品の配置を示す断面図である。
【図１８】比較例１の走査用集光光学系の各種収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る走査用集光光学系を備える一体型内視鏡について説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態の一体型内視鏡３００の先端部の内部構成を示す側断面図である。図１に示されるように、一体型内視鏡３００の先端部内には、被写体（体腔内の生体組織４００）を高倍率で観察（共焦点観察）するための共焦点光学システム１００、及び生体組織４００を通常観察するための通常観察用光学システム２００が組み込まれている。なお、一体型内視鏡３００は、図示省略されたプロセッサに接続されている。プロセッサは、各光学システムに対応する光源ユニット、及び各光学システムにより撮像された生体組織４００の撮像信号を処理する画像処理ユニットを備えている。これらのユニットは周知であるため、その具体的構成の説明は省略する。また、各図においては、共焦点光学システム１００の走査用集光光学系１０の光軸方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向と直交し、かつ互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向と定義する。つまり、Ｘ方向とＹ方向はＺ方向と直交する面（ＸＹ平面）を規定する。
【００２６】
通常観察用光学システム２００は、光源ユニットが持つ光源（例えばキセノンランプ）からの光を生体組織４００へ照射する照明光学系や、照射された生体組織４００を撮像する固体撮像素子等を備えている。
【００２７】
共焦点光学システム１００は、走査用集光光学系１０、シングルモード光ファイバ（以下、単に「光ファイバ」と記す。）２０、圧電素子３０Ａ及び３０Ｂ（二軸アクチュエータ）、形状記憶合金４０、カバーガラス８０を備えている。走査用集光光学系１０及び光ファイバ２０は、円筒状の枠体５０内に保持されている。枠体５０は、該枠体５０の径よりも若干大きめの径を持つ円筒状の金属パイプ６０内にスライド可能に保持されている。
【００２８】
光ファイバ２０は、光源ユニットより入射したレーザ光（励起光）を伝送し、伝送された励起光を一体型内視鏡３００の先端部内（共焦点光学システム１００内）に配された射出端２１より射出する。光ファイバ２０の射出端２１は、共焦点光学システム１００の二次的な点光源として機能する。点光源である射出端２１の二次元方向（ＸＹの各方向）における位置は、圧電素子３０Ａ及び３０Ｂの動作に応じて周期的に変化する。具体的には、プロセッサがドライブ信号を生成し、射出端２１付近の光ファイバ２０の外周面に接着固定された圧電素子３０Ａ及び３０Ｂを駆動制御する。圧電素子３０Ａ及び３０Ｂは、ドライブ信号に応じた逆圧電効果によりＸＹの各方向に変形して、射出端２１付近を、ＸＹ平面に近似する面（以下、「ＸＹ近似面」と記し、詳しくは後述する。）上で変位させる。射出端２１は、ＸＹ近似面上において所定の走査軌跡を描くようにフレームレートに従って周期的に移動する。この種の二次元走査には、例えば、中心軸ＡＸを中心としたスパイラル走査、走査範囲の水平方向を往復走査するラスタスキャン方式、走査範囲を正弦波的に走査するリサージュスキャン方式など、種々の方式を適用することができる。
【００２９】
枠体５０の外壁面５１と金属パイプ６０の内壁面６１との間には、形状記憶合金４０及び圧縮コイルバネ７０が取り付けられている。外壁面５１、内壁面６１は共に、Ｚ方向に対して略直交する（つまり、ＸＹ平面上にある）。形状記憶合金４０は、常温下で外力が加えられると変形することができ、変形された状態で一定温度以上に加熱されると、記憶している状態に復元する。より具体的には、形状記憶合金４０は、加熱されることによりＺ方向に収縮する。一方、圧縮コイルバネ７０は、自然長から圧縮された状態で外壁面５１と内壁面６１との間に取り付けられている。つまり、圧縮コイルバネ７０は、金属パイプ６０内にて枠体５０をカバーガラス８０側へ付勢している。
【００３０】
形状記憶合金４０は、通電により加熱されると、圧縮コイルバネ７０の張力に抗して収縮する。枠体５０は、形状記憶合金４０の収縮に伴い、金属パイプ６０内にて内視鏡先端部後方に（カバーガラス８０から離れる方向に）スライドする。これにより、点光源である射出端２１より射出されて走査用集光光学系１０を介した光束の集光位置がＺ方向にシフトする。つまり、Ｚ方向に走査される。二軸アクチュエータ（圧電素子３０Ａ及び３０Ｂ）による点光源のＸＹ近似面上の周期的な運動と、形状記憶合金４０及び圧縮コイルバネ７０の作用による点光源のＺ方向の進退とを併せることにより、被写体に対する三次元走査が可能となる。
【００３１】
光ファイバ２０の射出端２１は、走査用集光光学系１０の物体側焦点位置（言い換えると、走査用集光光学系１０の像側焦点位置と光学的に共役な位置）に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。射出端２１には、励起光により励起された被写体の散乱成分（蛍光）のうち射出端２１と光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射される。蛍光は、光ファイバ２０により伝送されて、プロセッサに備えられた共焦点画像生成用の画像ユニット（不図示）に入光する。当該ユニットによる処理により、生体組織４００の３次元画像が得られる。
【００３２】
図２は、共焦点光学システム１００における走査用集光光学系１０近傍の拡大図である。図２に示されるように、点光源である射出端２１が移動するＸＹ近似面は、射出端２１より射出される光束の主光線の延長線（破線）と光軸（一点鎖線）ＡＸとの交点Ｐを曲率中心とする曲面（矢印点線）となる。ＸＹ近似面は、ＸＹ平面に対して光ファイバ２０の基端側に湾曲している。ＸＹ平面に対するＸＹ近似面の湾曲量は、光軸ＡＸから離れるほど増加する。なお、図２に示されるように、交点Ｐは、光ファイバ２０の湾曲中心Ｃよりも走査用集光光学系１０側に位置する。走査用集光光学系１０は、交点Ｐに入射瞳が位置するように配置される。
【００３３】
走査用集光光学系において広画角化を達成するためには、点光源である光ファイバの射出端の移動範囲を大きく設定すると共に、広範囲に移動する点光源からの射出光を取り込むために有効光束径を大きく設計する必要がある。しかし、点光源の移動範囲を広げるほどＸＹ平面に対するＸＹ近似面（物体面）の湾曲量が大きくなるため、集光光学系が潜在的に持つアンダー方向の像面湾曲に、アンダー方向の像面湾曲が更に付加されてしまう。また、走査用集光光学系は、被写体を高倍率で観察するため、例えば像側ＮＡと物体側ＮＡとが等しい等倍光学系（若しくはそれ以上の倍率の光学系）であることが好ましい。しかし、等倍光学系の場合、ＸＹ平面に対するＸＹ近似面の湾曲量がそのまま像側での湾曲量として現れる。このように、走査用集光光学系には、ＸＹ平面に対するＸＹ近似面の湾曲量に起因して像面湾曲が大きく発生する虞があり、周辺解像度の低下を避けることが難しかった。そこで、本発明者は、鋭意検討を重ね、小型化及び広画角化を両立させつつも、上記のように大きく発生し得る像面湾曲（及びその他の諸収差）を抑えるのに好適な走査用集光光学系１０を見出した。
【００３４】
図３は、本発明の実施例１（詳しくは後述）の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。ここでは、図３を利用して、本発明の実施形態の走査用集光光学系１０について詳説する。なお、図３をはじめとする走査用集光光学系１０の各構成図は、図中左側が物体側（点光源である射出端２１側）であり、図中右側が像側（被検面側）である。
【００３５】
図３に示されるように、走査用集光光学系１０は、点光源側から順に、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２を少なくとも有している。各群Ｇ１、Ｇ２を構成する各光学レンズは、走査用集光光学系１０の光軸ＡＸを中心とした回転対称形状を有している。第２群Ｇ２より被検面側には、カバーガラス８０が配置されている。カバーガラス８０は球面収差を補正するため、適切な厚みに設計されている。なお、上記において「少なくとも有している」としたのは、本発明の技術的思想の範囲において、別の光学素子を追加する構成例もあり得るからである。例えば、本発明に係る走査用集光光学系に対して光学性能に実質的に寄与しない平行平板を追加する構成例や、本発明に係る走査用集光光学系の構成及び効果を維持しつつ別の光学素子を付加する構成例が想定される。第１群Ｇ１、第２群Ｇ２の説明においても、同様の理由で「少なくとも有している」と表現している。
【００３６】
第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との間の軸上光は、光軸ＡＸに対して略平行な光（略平行光）となっている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との間を略平行光とすることにより、群毎の光学性能を、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とを組み立てる前段階で例えば干渉計による干渉縞観測を通じて独立に評価することができる。また、各群の評価結果に基づいて適切な群同士を組み合わせた上で、例えば本出願人による特許第４３２０１８４号公報に記載されているように、１つのレンズを調芯レンズとし、これを調芯治具で調芯することにより、両群を組み立てた状態での誤差を効率的に低減することができる。
【００３７】
また、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との間を略平行光とすることにより、群間隔の変化に伴う倍率の変化が実質的に無い（被検面側のＮＡが実質変化しない）。そのため、例えば第２群Ｇ２だけを光軸方向に移動させることにより、走査用集光光学系１０による観察深さ（生体組織４００の深さ方向の観察位置）を変えることができる。
【００３８】
図３に示されるように、第１群Ｇ１は、正のパワーを持つレンズ群であり、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１、被検面側に凸面を向けた正レンズＬ２、点光源側に凸面を向けた正レンズＬ３と被検面側に凹面を向けた負レンズＬ４からなる接合レンズＣＬ１、点光源側に凹面を向けた負レンズＬ５と被検面側に凸面を向けた正レンズＬ６からなる接合レンズＣＬ２、被検面側に凸面を向けた正レンズＬ７を少なくとも有している（後述の実施例１及び３参照）。
【００３９】
また、第１群Ｇ１は、接合レンズＣＬ１に代えて、正レンズＬ３と負レンズＬ４とが独立した（互いに接合されていない）レンズであってもよい（後述の実施例２及び５参照）。
【００４０】
また、第１群Ｇ１は、正レンズＬ２が単独で強いパワーを負担することを避けるため、正レンズＬ２を、被検面側に凸面を向けた正レンズＬ２’と、点光源側に凸面を向けた正レンズＬ２”とに分割し、かつ接合レンズＣＬ２に代えて、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた負レンズＬ１６が配置されたものとしてもよい（後述の実施例４参照）。
【００４１】
第１群Ｇ１において、正レンズは球面収差の補正に寄与し、接合レンズは色収差の補正に寄与する。
【００４２】
また、図３に示されるように、第１群Ｇ１内には、互いに向き合う凹面が配置されている。対向する凹面を第１群Ｇ１内に配置することにより、第１群Ｇ１内で像面湾曲を抑制することができ、これにより、第２群Ｇ２内での像面湾曲の補正負担を軽減させることができる。また、対向する凹面を光源により近い位置に配置することにより、光線高さを抑えやすくなるため、有効光束径の抑制（細径化）に有利になる。
【００４３】
図３に示されるように、第２群Ｇ２は、正のパワーを持つレンズ群であり、点光源側から順に、点光源側に凸面を向けた正レンズＬ８、負レンズＬ９と正レンズＬ１０からなる接合レンズＣＬ３、正レンズＬ１１、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２を少なくとも有している（後述の実施例１〜４参照）。
【００４４】
また、第２群Ｇ２は、正のパワーを持つレンズ群であり、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けた負レンズＬ２１と正レンズＬ２２からなる接合レンズＣＬ５、正レンズＬ１１、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２を少なくとも有する構成としてもよい（後述の実施例５参照）。
【００４５】
第２群Ｇ２においても、正レンズは球面収差の補正に寄与し、接合レンズは色収差の補正に寄与する。
【００４６】
走査用集光光学系１０は、最も点光源側に配置される面（メニスカスレンズＬ１の点光源側の面）、最も被検面側に配置される面（メニスカスレンズＬ１２の被検面側の面）を共に凹面とすることで、走査用集光光学系１０における入射出時のコマ収差及び非点収差の発生を抑えている。
【００４７】
また、走査用集光光学系１０は、対向する、第１群Ｇ１の最終面（正レンズＬ７の被検面側の面）と、第２群Ｇ２の第一面（正レンズＬ８の点光源側の面）を共に凸面とすることで、第１群Ｇ１からの軸外射出光及び第２群Ｇ２への軸外入射光の角度を抑えている。群間での軸外光の角度を抑えることにより、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との群間隔の変化に伴う軸外収差の変化が低減する（後述の実施例１〜４参照）。
【００４８】
ここで、メニスカスレンズＬ１の点光源側の面の曲率半径をｒ１１と定義し、メニスカスレンズＬ１の被検面側の面の曲率半径をｒ２１と定義し、メニスカスレンズＬ１２の点光源側の面の曲率半径をｒ１２と定義し、メニスカスレンズＬ１２の被検面側の面の曲率半径をｒ２２と定義した場合、走査用集光光学系１０は、次の条件式（１）及び（２）
−０．２＜ＳＦ１＜０．０・・・（１）
０．０＜｜ＳＦ２｜＜０．３・・・（２）
但し、
ＳＦ１：（ｒ１１−ｒ２１）／（ｒ１１＋ｒ２１）
ＳＦ２：（ｒ１２−ｒ２２）／（ｒ１２＋ｒ２２）
を満たす。
【００４９】
条件式（１）に規定されるＳＦ１の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ１のパワーが強くなりすぎることにより、コマ収差及び非点収差が大きく発生し、補正が困難となる。また、第１群Ｇ１の正のパワーが強くなりすぎることにより、像面湾曲の補正に必要な負のパワーを確保することが難しい（補正不足になりやすい）。一方、条件式（１）に規定されるＳＦ１の下限を下回る場合もメニスカスレンズＬ１のパワーが強くなりすぎることにより、コマ収差及び非点収差が大きく発生し、補正が困難となる。また、第１群Ｇ１の負のパワーが強くなりすぎることにより、軸外色収差が大きく発生し、補正が困難となる。更に、軸外光の入射高が大きくなり、走査用集光光学系１０の細径化設計に不利である。換言すると、径の細い一体型内視鏡３００の先端部内への走査用集光光学系１０の組み込みが難しくなる。
【００５０】
条件式（２）に規定される｜ＳＦ２｜の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ１２のパワーが弱くなりすぎることにより、被検面に対する励起光の入射角度、及びメニスカスレンズＬ１２への戻り光（被検面にて発生する自家蛍光）の入射角度が大きくなり、励起光による被検面への照射効率及び蛍光の取込効率が低下し得る。一方、条件式（２）に規定される｜ＳＦ２｜の下限を下回ると、第２群Ｇ２内の正レンズのパワーが強くなりすぎることにより、コマ収差及び非点収差が大きく発生し、補正が困難となる。また、軸外光の射出高が大きくなり、走査用集光光学系１０の細径化設計に不利である。換言すると、径の細い一体型内視鏡３００の先端部内への走査用集光光学系１０の組み込みが難しくなる。
【００５１】
条件式（１）、（２）が同時に満たされることにより、走査用集光光学系１０の小型化及び広画角化を両立させた場合も像面湾曲（及びコマ収差、非点収差、球面収差、色収差等の諸収差）の発生を抑えることができると共に、点光源より射出された射出光を効率的に取り込むことができ、かつ励起光を被検面に効率的に照射し、照射された被検面からの蛍光を効率的に取り込むことができる。附言するに、条件式（１）、（２）が同時に満たされることにより、共焦点光学システム１００のように、物体面（ＸＹ近似面）が湾曲する場合であっても像面湾曲を抑えることができる。また、走査用集光光学系１０を、径の細い一体型内視鏡３００の先端部内への組み込みに適した寸法に抑えて設計することができる。
【００５２】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｎと定義し、第１群Ｇ１の焦点距離をｆ１と定義した場合に、次の条件式（３）
−０．９≦ｆ１ｎ／ｆ１≦−０．１・・・（３）
を更に満たす。
【００５３】
条件式（３）に規定されるｆ１ｎ／ｆ１の上限を上回ると、像面湾曲の補正に必要な負のパワーを確保することが難しい（補正不足になりやすい）。一方、条件式（３）に規定されるｆ１ｎ／ｆ１の下限を下回ると、負のパワーの増加に伴い、レンズ面の曲率を大きくすることとなり、加工が難しくなる。また、負のパワーが強すぎることにより、感度（組立誤差等に応じた収差の変化）が高くなるため、例えば歩留まりが低下する等の問題が生じる。
【００５４】
条件式（３）が満たされることにより、共焦点光学システム１００のように、物体面（ＸＹ近似面）が湾曲する場合であっても像面湾曲が抑えられる。また、レンズ面の曲率を過度に大きく設定する必要がないため、加工に配慮してレンズ面を設計することができる。また、感度を抑え、組立誤差等に対する許容度を高くすることができるため、例えば歩留まりの低下が抑えられる。
【００５５】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｎと定義し、第２群Ｇ２の焦点距離をｆ２と定義した場合に、次の条件式（４）
−１．３≦ｆ２ｎ／ｆ２≦−０．６・・・（４）
を更に満たす。
【００５６】
条件式（４）に規定されるｆ２ｎ／ｆ２の上限を上回ると、像面湾曲の補正に必要な負のパワーを確保することが難しい（補正不足になりやすい）。一方、条件式（４）に規定されるｆ２ｎ／ｆ２の下限を下回ると、負のパワーの増加に伴い、レンズ面の曲率を大きくすることとなり、加工が難しくなる。また、負のパワーが強すぎることにより、感度が高くなるため、例えば歩留まりが低下する等の問題が生じる。
【００５７】
条件式（４）が満たされることにより、共焦点光学システム１００のように、物体面（ＸＹ近似面）が湾曲する場合であっても像面湾曲が抑えられる。また、レンズ面の曲率を過度に大きく設定する必要がないため、加工に配慮してレンズ面を設計することができる。また、感度を抑え、組立誤差等に対する許容度を高くすることができるため、例えば歩留まりの低下が抑えられる。
【００５８】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ１ｐと定義した場合に、次の条件式（５）
０．５≦ｆ１ｐ／ｆ１≦１．５・・・（５）
を更に満たす。
【００５９】
条件式（５）に規定されるｆ１ｐ／ｆ１の上限を上回ると、正のパワーが弱くなることにより第１群Ｇ１の各面における収差の変化が緩やかになる（すなわち感度が低くなる）が、その代償として、走査用集光光学系１０の全長が長くなると共に像面湾曲も補正不足となる。一方、条件式（５）に規定されるｆ１ｐ／ｆ１の下限を下回ると、走査用集光光学系１０の全長を短くすることができるが、その代償として、球面収差及びコマ収差が大きくなり、補正が困難となる。また、第１群Ｇ１の各面における収差の変化が大きくなる（すなわち感度が高くなる）ため、組立誤差等により収差が発生しやすくなる。
【００６０】
条件式（５）が満たされることにより、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲を補正しつつ、第１群Ｇ１内の球面収差及びコマ収差が抑えられる。また、走査用集光光学系１０の全長を抑えることができると共に感度も抑えられる。
【００６１】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズの焦点距離をｆ２ｐと定義した場合に、次の条件式（６）
０．８≦ｆ２ｐ／ｆ２≦２．０・・・（６）
を更に満たす。
【００６２】
条件式（６）に規定されるｆ２ｐ／ｆ２の上限を上回ると、正のパワーが弱くなることにより第２群Ｇ２の各面における収差の変化が緩やかになる（すなわち感度が低くなる）が、その代償として、走査用集光光学系１０の全長が長くなると共に像面湾曲も補正不足となる。一方、条件式（６）に規定されるｆ２ｐ／ｆ２の下限を下回ると、走査用集光光学系１０の全長を短くすることができるが、その代償として、球面収差及びコマ収差が大きくなり、補正が困難となる。また、第２群Ｇ２の各面における収差の変化が大きくなる（すなわち感度が高くなる）ため、組立誤差等により収差が発生しやすくなる。
【００６３】
条件式（６）が満たされることにより、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲を補正しつつ、第２群Ｇ２内の球面収差及びコマ収差が抑えられる。また、走査用集光光学系１０の全長を抑えることができると共に感度も抑えられる。
【００６４】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、正レンズＬ７（第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も被検面側にある正レンズ）の焦点距離をｆ１ｃと定義した場合に、次の条件式（７）
１．０≦ｆ１ｃ／ｆ１≦２．０・・・（７）
を更に満たす。
【００６５】
条件式（７）に規定されるｆ１ｃ／ｆ１の上限を上回ると、正のパワーが弱くなりすぎて、第１群Ｇ１からの軸外射出光の角度を抑えることが困難となる。一方、条件式（７）に規定されるｆ１ｃ／ｆ１の下限を下回ると、正のパワーが強くなりすぎて、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲の補正が不足する。
【００６６】
条件式（７）が満たされることにより、第１群Ｇ１からの軸外射出光の角度が抑えられると共に、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲が補正される。また、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との群間隔の変化による軸外収差の変化量が抑えられる。
【００６７】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、正レンズＬ８（第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も点光源側にある正レンズ）の焦点距離をｆ２ｃと定義した場合に、次の条件式（８）
１．５≦ｆ２ｃ／ｆ２≦５．０・・・（８）
を更に満たす。
【００６８】
条件式（８）に規定されるｆ２ｃ／ｆ２の上限を上回ると、正のパワーが弱くなりすぎて、第２群Ｇ２への軸外入射光の角度を抑えることが困難となる。一方、条件式（８）に規定されるｆ２ｃ／ｆ２の下限を下回ると、正のパワーが強くなりすぎて、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲の補正が不足する。
【００６９】
条件式（８）が満たされることにより、第２群Ｇ２への軸外入射光の角度が抑えられると共に、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲が補正される。また、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との群間隔の変化による軸外収差の変化量が抑えられる。
【００７０】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、メニスカスレンズＬ１の焦点距離をｆ1ｍと定義した場合に、次の条件式（９）
２．０≦｜ｆ１ｍ／ｆ１｜≦１５・・・（９）
を更に満たす。
【００７１】
条件式（９）に規定される｜ｆ１ｍ／ｆ１｜の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ１のパワーが弱くなることにより第１群Ｇ１の各面における収差の変化が緩やかになる（すなわち感度が低くなる）が、その代償として、走査用集光光学系１０の全長が長くなる。一方、条件式（９）に規定される｜ｆ１ｍ／ｆ１｜の下限を下回ると、メニスカスレンズＬ１のパワーが強くなることにより走査用集光光学系１０の全長を短くすることができるが、その代償として、球面収差及び非点収差が大きくなり、補正が困難となる。また、第１群Ｇ１の各面における収差の変化が大きくなる（すなわち感度が高くなる）ため、組立誤差等により収差が発生しやすくなる。
【００７２】
条件式（９）が満たされることにより、走査用集光光学系１０全系における像面湾曲を補正しつつ、第１群Ｇ１内の球面収差及び非点収差が抑えられる。また、走査用集光光学系１０の全長を抑えることができると共に感度も抑えられる。
【００７３】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、メニスカスレンズＬ１２の焦点距離をｆ２ｍと定義した場合に、次の条件式（１０）
２．０≦｜ｆ２ｍ／ｆ２｜≦５．０・・・（１０）
を更に満たす。
【００７４】
条件式（１０）に規定される｜ｆ２ｍ／ｆ２｜の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ１２のパワーが弱くなることにより、被検面に対する励起光の入射角度が緩やかとなって、カバーガラス８０と被検面との距離（図２に示される作動距離ＷＤ）を確保することができるが、その代償として、走査用集光光学系１０の全長が長くなる。一方、条件式（１０）に規定される｜ｆ２ｍ／ｆ２｜の下限を下回ると、メニスカスレンズＬ１２のパワーが強くなりすぎて、作動距離を確保することが困難となったり、径方向に大きくなる。
【００７５】
条件式（１０）が満たされることにより、作動距離を確保しつつ走査用集光光学系１０の全長が抑えられる。
【００７６】
また、走査用集光光学系１０は、強い負のパワーを全系内に分割して配置せず、負のパワーを局所的に強めて光束を一旦絞る配置とすることで、湾曲する物体面（ＸＹ近似面）上で点光源を移動させることによって発生する像面湾曲の補正に有利になる。一例として、強い負のパワーを持つレンズを第１群Ｇ１内に並べて配置することにより、第１群Ｇ１内で負のパワーが局所的に強まって光束が一旦絞られて、上記像面湾曲が補正される。ここでいう強い負のパワーを持つレンズは、例えば、ｅ線に対する屈折率をｎｎｅと定義した場合に、次の条件式（１１）
ｎｎｅ≧１．８５・・・（１１）
を満たすレンズである。高屈折率材を用いると、負レンズの曲率を抑えつつ強い負のパワーを得ることができるため、曲率に依存して発生する諸収差が抑えられる。
【００７７】
また、走査用集光光学系１０は、例えば、第１群Ｇ１を構成するレンズの中に互いの凹面が向き合う一対のレンズ（少なくとも一方が負レンズ）が含まれており、一対のレンズのレンズ面のうち、被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ３１と定義し、曲率半径ｒ３１を持つ凹面と向き合う（点光源側に向く）凹面の曲率半径をｒ３２と定義した場合に、次の条件式（１２）
０．０＜ＳＦ３＜０．２・・・（１２）
但し、
ＳＦ３：（ｒ３１＋ｒ３２）／（ｒ３１−ｒ３２）
を更に満たす。図３において、上記一対のレンズは、負レンズＬ４とＬ５である。このようなレンズ配置において条件式（１２）が満たされることにより、凹面を向かい合わせて配置したことによるコマ収差の補正作用に加えて、ペッツバール和を小さく又は負に維持することができ、物体面（ＸＹ近似面）が湾曲する場合であっても像面湾曲を抑えることができる。
【００７８】
条件式（１２）に規定されるＳＦ３の上限を上回ると、点光源側に向く凹面の曲率半径ｒ３２が小さくなることにより、コマ収差の補正が困難になると共に被検面側に凹面を向けたレンズの負のパワーが大きくなりすぎて、像面湾曲の補正が困難になる。一方、条件式（１２）に規定されるＳＦ３の下限を下回ると、被検面側に向く凹面の曲率半径ｒ３１が小さくなることにより、像面湾曲の補正には有利となるが、その代償として、コマ収差の補正が困難になる。
【００７９】
また、例えば、凹面が向き合う一対のレンズの夫々を符号の異なるパワーを持つレンズとの接合レンズとすることにより、色収差の補正に有利となる。図３に示されるように、本実施形態では、色収差を補正するため、凹面が向き合う一対の負レンズＬ４、Ｌ５を夫々、正レンズＬ３、Ｌ６と接合し、接合レンズＣＬ１、ＣＬ２としている。
【００８０】
次に、これまで説明した走査用集光光学系１０の具体的数値実施例を７例説明し、各数値実施例１〜７と比較する比較例を１例説明する。各数値実施例１〜７の走査用集光光学系１０及び比較例１の走査用集光光学系は、図１に示されるように、一体型内視鏡３００の先端部内に配置されている。
【実施例１】
【００８１】
上述したように、本発明の実施例１の走査用集光光学系１０の構成は、図３に示される通りである。
【００８２】
本実施例１の走査用集光光学系１０（及びその後段に配置されたカバーガラス８０）の具体的数値構成（設計値）は、表１に示される。表１に示される面番号ＮＯは、絞りに対応する面番号１を除き、図３中の面符号ｒｎ（ｎは自然数）に対応する。表１において、Ｒ（単位：ｍｍ）は光学部材の各面の曲率半径を、Ｄ（単位：ｍｍ）は光軸ＡＸ上の光学部材厚又は光学部材間隔を、Ｎ（Ｅ）はｅ線（波長５４６ｎｍ）の屈折率を、ＮＤはｄ線（波長５８８ｎｍ）の屈折率を、νｄはｄ線のアッベ数を、それぞれ示す。また、本実施例１の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．２０ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．３６ｍｍである。なお、各実施例では等倍光学系を想定するため、被検面側開口数は、物体面側開口数と等しい。
【００８３】
【表１】
2014115494.tif 000003
【００８４】
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施例１の走査用集光光学系１０の各種収差図である。具体的には、図４（ａ）は、ｅ線（５４６ｎｍ）、ｄ線（５８８ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）での球面収差及び軸上色収差を示す。図４（ｂ）は、ｅ線、ｄ線、Ｆ線での倍率色収差を示す。図４（ａ）、（ｂ）中、実線はｅ線での収差を、点線はｄ線での収差を、一点鎖線はＦ線での収差を、それぞれ示す。図４（ｃ）は、非点収差を示す。図４（ｃ）中、実線はサジタル成分を、点線はメリディオナル成分を、それぞれ示す。図４（ｄ）は、歪曲収差を示す。図４（ａ）〜（ｃ）の各図の縦軸は像高を、横軸は収差量を、それぞれ示す。図４（ｄ）の縦軸は像高を、横軸は歪曲率を、それぞれ示す。なお、本実施例１の各表又は各図面についての説明は、以降の各数値実施例又は比較例で提示される各表又は各図面においても適用する。
【実施例２】
【００８５】
図５は、本発明の実施例２の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。上述したように、本実施例２の走査用集光光学系１０は、接合レンズＣＬ１に代えて、正レンズＬ３と負レンズＬ４とが独立した（互いに接合されていない）レンズとして構成されている。図６（ａ）〜（ｄ）は、本実施例２の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表２は、本実施例２の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例２の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．１４ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．０５ｍｍである。
【００８６】
【表２】
2014115494.tif 000004
【実施例３】
【００８７】
図７は、本発明の実施例３の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。図７に示されるように、本実施例３の走査用集光光学系１０は、本実施例１と同様のレンズ配置となっている。図８（ａ）〜（ｄ）は、本実施例３の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表３は、本実施例３の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例３の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．１２ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１３ｍｍである。
【００８８】
【表３】
2014115494.tif 000005
【実施例４】
【００８９】
図９は、本発明の実施例４の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。上述したように、本実施例４の走査用集光光学系１０は、正レンズＬ２を、被検面側に凸面を向けた正レンズＬ２’と、点光源側に凸面を向けた正レンズＬ２”とに分割し、かつ接合レンズＣＬ２に代えて、点光源側に凹面を向け被検面側に凸面を向けた負レンズＬ１６が配置された構成となっている。図１０（ａ）〜（ｄ）は、本実施例４の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表４は、本実施例４の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例４の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．１４ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１４ｍｍである。
【００９０】
【表４】
2014115494.tif 000006
【実施例５】
【００９１】
図１１は、本発明の実施例５の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。上述したように、本実施例５の走査用集光光学系１０は、接合レンズＣＬ１に代えて、正レンズＬ３と負レンズＬ４とが独立した（互いに接合されていない）レンズとして構成されている。また、本実施例５の第２群Ｇ２は、点光源側から順に、点光源側に凹面を向けた負レンズＬ２１と正レンズ２２からなる接合レンズＣＬ５、正レンズＬ１１、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１２を少なくとも有する構成となっている。図１２（ａ）〜（ｄ）は、本実施例５の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表５は、本実施例５の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例５の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．１２ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．２６ｍｍである。
【００９２】
【表５】
2014115494.tif 000007
【実施例６】
【００９３】
図１３は、本発明の実施例６の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。図１３に示されるように、本実施例６の走査用集光光学系１０は、本実施例１と同様のレンズ配置となっている。図１４（ａ）〜（ｄ）は、本実施例６の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表６は、本実施例６の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例６の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．４０、像高が０．１４ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．０８ｍｍである。
【００９４】
【表６】
2014115494.tif 000008
【実施例７】
【００９５】
図１５は、本発明の実施例７の走査用集光光学系１０及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。図１５に示されるように、本実施例７の走査用集光光学系１０は、本実施例１と同様のレンズ配置となっている。図１６（ａ）〜（ｄ）は、本実施例７の走査用集光光学系１０の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表７は、本実施例７の走査用集光光学系１０を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、本実施例７の走査用集光光学系１０は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．２０、像高が０．１８ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．３６ｍｍである。
【００９６】
【表７】
2014115494.tif 000009
【００９７】
（比較例１）
図１７は、比較例１の走査用集光光学系及びその後段の光学部品（カバーガラス８０）の配置を示す断面図である。図１７に示されるように、比較例１の走査用集光光学系は、本実施例１と同様のレンズ配置となっている。図１８（ａ）〜（ｄ）は、比較例１の走査用集光光学系の各種収差（球面収差、軸上色収差、倍率色収差、非点収差、歪曲収差）図である。表８は、比較例１の走査用集光光学系を含む各光学部品の具体的数値構成を示す。また、比較例１の走査用集光光学系は、ＮＡ（被検面側開口数）が０．３０、像高が０．１３ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．０９ｍｍである。
【００９８】
【表８】
2014115494.tif 000010
（比較検証）
表９は、本実施例１〜７及び比較例１の各例において、条件式（１）〜（１２）のそれぞれを適用したときに算出される値の一覧表である。なお、表９中、各条件式の各値の右隣に記載された符号は、当該条件式を主として規定するレンズを示す。条件式（１）及び（９）を主として規定するレンズは、全系のうち最も点光源側に配置されるレンズ（例えばメニスカスレンズＬ１）である。条件式（２）及び（１０）を主として規定するレンズは、全系のうち最も被検面側に配置されるレンズ（例えばメニスカスレンズＬ１２）である。条件式（３）を主として規定するレンズは、第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズ（例えば負レンズＬ４）である。条件式（４）を主として規定するレンズは、第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も負のパワーの強いレンズ（例えば負レンズＬ９）である。条件式（５）を主として規定するレンズは、第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズ（例えば正レンズＬ３）である。条件式（６）を主として規定するレンズは、第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も正のパワーの強いレンズ（例えば正レンズＬ１０）である。条件式（７）を主として規定するレンズは、第１群Ｇ１を構成するレンズのうち最も被検面側にある正レンズ（例えば正レンズＬ７）である。条件式（８）を主として規定するレンズは、第２群Ｇ２を構成するレンズのうち最も点光源側にある正レンズ（例えば正レンズＬ８）である。なお、条件式（１１）については、当該条件式を満たす負レンズの符号が記載されている。
【００９９】
【表９】
2014115494.tif 000011
【０１００】
表９に示されるように、比較例１の走査用集光光学系は、条件式（１）を満たさない。そのため、比較例１の走査用集光光学系は、図１８に示されるように、倍率色収差及び非点収差が抑えられていない。すなわち、小型化及び広画角化の両立及び像面湾曲の補正を試みた結果、少なくとも一部の光学性能（ここでは倍率色収差及び非点収差）を犠牲にせざるを得ない。
【０１０１】
これに対して、本実施例１〜７の走査用集光光学系１０は、表９に示されるように、条件式（１）、（２）を同時に満たすことにより、小型化及び広画角化を両立させた場合も像面湾曲及び諸収差の発生が抑えられている。また、点光源からの射出光を効率的に取り込むことができ、かつ励起光を被検面に効率的に照射し、照射された被検面からの自家蛍光を効率的に取り込むことができる。
【０１０２】
また、本実施例１〜７の走査用集光光学系１０は、条件式（１）及び（２）以外の他の条件式も更に満たす。従って、本実施例１〜７の走査用集光光学系１０では、条件式（１）及び（２）を満たすことによる効果のみならず、他の条件式を満たすことによる効果も奏される。
【０１０３】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施例等又は自明な実施例等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  走査用集光光学系
１００  共焦点光学システム
３００  一体型内視鏡
【図１】
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【図２】
2014115494.tif 000013
【図３】
2014115494.tif 000014
【図４】
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【図５】
2014115494.tif 000016
【図６】
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【図７】
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【図８】
2014115494.tif 000019
【図９】
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【図１０】
2014115494.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
2014115494.tif 000023
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014115494.tif 000027
【図１７】
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【図１８】
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