(57)【要約】【課題】偏心による画質の低下を抑制し、かつ２つの位置の２つの画像が共に適切な明るさにすることができる、２つのピント位置を有する撮像光学系を提供する。【解決手段】撮像光学系は、第１のピント位置と前記第１のピント位置よりも近点である第２のピント位置で観察対象を撮像可能な撮像光学系において、前記第１のピント位置で前記観察対象を撮像するときの平行平板である透過性領域を有する透過性部材６１と、前記第２のピント位置で前記観察対象を撮像するときの絞り部材６３とを有し、前記撮像光学系の光路中に前記透過性領域又は前記絞りが配置可能な切替光学部材４８と、を有する。【選択図】図３
2019028366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のピント位置と前記第１のピント位置よりも近点である第２のピント位置で観察対象を撮像可能な撮像光学系において、
前記第１のピント位置で前記観察対象を撮像するときの平行平板である透過性領域と、前記第２のピント位置で前記観察対象を撮像するときの絞りとを有し、前記撮像光学系の光路中に前記透過性領域又は前記絞りが配置可能な光学部材と、
を有する撮像光学系。
【請求項２】
前記透過性領域と前記絞りを選択的に前記撮像光学系の前記光路上に配置するように、前記光学部材を動かす駆動機構を有する、請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
前記光学部材の像側に配置された、前記第１のピント位置と前記第２のピント位置を前記光路に沿って変更する変倍投影光学系を、さらに有する、請求項１又は２に記載の撮像光学系。
【請求項４】
前記変倍投影光学系は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである、請求項３に記載の撮像光学系。
【請求項５】
前記変倍投影光学系の物体側に配置され、負のパワーを有するレンズを、さらに有する請求項３又は４に記載の撮像光学系。
【請求項６】
前記負のパワーを有する前記レンズは、平凹レンズである、請求項５に記載の撮像光学系。
【請求項７】
前記光学部材の像側に配設された結像光学系を、さらに有する請求項１から６のいずれか１つに記載の撮像光学系。
【請求項８】
前記結像光学系の最も物体側のレンズは、正レンズである、請求項７に記載の撮像光学系。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の撮像光学系を有する内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系及び内視鏡に関し、特に、２つのピント位置を有する撮像光学系及び内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、異なる２つのピント位置の被写体像を撮像するための撮像光学系がある。互いに異なる２つのピント位置の被写体像を得るために２つの撮像光学系も設けてもよいが、撮像光学系全体が大きくなってしまうため、異なる２つのピント位置を有する１つの撮像光学系もある。
【０００３】
例えば、特開２０１５−１３４０３３号公報には、内視鏡においてピント位置を変化させるための所定の光学部材を光路上に配置させかつ光路から退避させることができる光学ユニットが提案されている。
【０００４】
その光学部材はレンズであり、駆動機構により光路上の所定の位置に配置あるいは光路から退避される。レンズが撮像光学系の光路上に配置されているときと、その光路から退避しているときにおいて、ピント位置が変わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３４０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特開２０１５−１３４０３３号公報に提案の光学系では、光学部材であるレンズが配置位置と退避位置の２位置間で機械的駆動機構により移動させられるため、製造上の精度あるいは経年変化により、移動して配置されたレンズの光軸と撮像光学系の光軸にずれが生じる虞がある。
【０００７】
配置されたレンズの光軸が本来の撮像光学系の光軸からずれて偏心が起こると、各種光学収差が発生し、画質の低下が生じる。  
【０００８】
また、ピント位置が近点と遠点の２つの位置間で変更されると、近点の被写体からの光量と遠点の被写体からの光量は異なるため、２つの位置の２つの画像の少なくとも一方において適切な明るさの画像が得られない。
【０００９】
そこで、本発明は、偏心による画質の低下を抑制し、かつ２つの位置の２つの画像が共に適切な明るさにすることができる、２つのピント位置を有する撮像光学系及び内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の撮像光学系は、第１のピント位置と前記第１のピント位置よりも近点である第２のピント位置で観察対象を撮像可能な撮像光学系において、前記第１のピント位置で前記観察対象を撮像するときの平行平板である透過性領域と、前記第２のピント位置で前記観察対象を撮像するときの絞りとを有し、前記撮像光学系の光路中に前記透過性領域又は前記絞りが配置可能な光学部材と、を有する。
【００１１】
本発明の一態様の内視鏡は、本発明の撮像光学系を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偏心による画質の低下を抑制し、かつ２つの位置の２つの画像が共に適切な明るさにすることができる、２つのピント位置を有する撮像光学系及び内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる挿入部５の先端部１１の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる切替光学部材４８の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例に係わる切替光学部材４８Ａの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる、光学アダプタ１０が装着されたときの内視鏡の撮像光学系の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わる、ピント切替ボタン６ｂ１が押下されて、遠点観察状態における切替光学部材４８の配置状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係わる、ピント切替ボタン６ｂ２が押下されて、近点観察状態における切替光学部材４８の配置状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係わる、ピント位置が遠点にあるときの撮像光学系における光路を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係わる、ピント位置が近点にあるときの撮像光学系における光路を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係わる、ピント位置の移動を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係わる、結像光学系の最も物体側のレンズをメニスカスレンズにした撮像光学系の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
【００１５】
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。  
【００１７】
図１に示すように、内視鏡装置１は、ビデオプロセッサ等の機能を備えた装置本体２と、装置本体２に接続される内視鏡３とを有して構成されている。装置本体２は、内視鏡画像、操作メニュー等が表示される、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示部４を有する。この表示部４には、タッチパネルが設けられていてもよい。
【００１８】
内視鏡３は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部としての挿入部５と、挿入部５の基端に連設された操作部６と、操作部６から延出したユニバーサルコード７とを有して構成されている。内視鏡３は、ユニバーサルコード７を介して装置本体２と着脱可能になっている。
【００１９】
挿入部５は、先端側から順に、先端部１１と、湾曲部１２と、長尺な可撓部１３とを有して構成されている。湾曲部１２は、先端部１１の基端に連設され、例えば上下左右方向に湾曲自在に構成されている。可撓部１３は、湾曲部１２に基端に連設され、可撓性を有する。  
【００２０】
挿入部５の先端部１１には、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子３５（図２参照）が内蔵されている。撮像素子３５は、挿入部５の先端部１１に設けられた観察窓２６（図２参照）に入射した入射光を受光する。また、撮像光学系は、２つのピント位置を切り替え可能な構成を有している。
【００２１】
先端部１１には、矢印で示すように、光学アダプタ１０が着脱自在に装着可能となっている。
【００２２】
操作部６には、湾曲部１２を上下左右方向に湾曲させる湾曲ジョイスティック６ａが設けられている。ユーザは、湾曲ジョイスティック６ａを傾倒操作することで、湾曲部１２を所望の方向に湾曲させることができる。また、操作部６には、湾曲ジョイスティック６ａの他に、内視鏡機能を指示するボタン類、例えば、フリーズボタン、湾曲ロックボタン、記録指示ボタン等の各種操作ボタンが設けられている。
【００２３】
操作部６には、さらに、後述する遠点と近点のいずれの画像を取得するかのピント切替ボタン６ｂ１、６ｂ２も設けられている。内視鏡のユーザは、ピント切替ボタン６ｂ１を押下すると、ピント位置は遠点となり、ピント切替ボタン６ｂ２を押下すると、ピント位置は近点となる。なお、表示部４にタッチパネルが設けられている構成の場合、ユーザは、タッチパネルを操作して、ピント切替操作も含めて内視鏡装置１の種々の操作を指示してもよい。
【００２４】
装置本体２の表示部４には、先端部１１内に設けられた撮像ユニットの撮像素子３５（図２参照）によって撮像された内視鏡画像が表示される。また、装置本体２の内部には、画像処理や各種制御を行う制御部（図示せず）、処理画像をメモリ（図示せず）に記録する記録装置、等々の各種回路が設けられている。
【００２５】
図２は、挿入部５の先端部１１の断面図である。図２は、挿入部５の長手軸方向に沿った断面を示す。  
【００２６】
先端部１１の基端側の挿入部５の外周面は、外皮部材２１により覆われている。  
【００２７】
先端部１１は、円筒形状を有する先端硬性部材２２を有し、先端硬性部材２２の外周面には、雄螺子部２２ａが形成されている。
【００２８】
円柱形状の光学アダプタ１０は、挿入部５の中心軸回りに回動可能な止めリング１０ａを有している。止めリング１０ａの内周面には、雌螺子部１０ｂが形成されている。止めリング１０ａの内側に先端硬性部材２２を内挿し、止めリング１０ａを所定の方向に回動することにより、光学アダプタ１０は先端部１１に装着することができる。止めリング１０ａを所定の方向に回動すると、止めリング１０ａの先端部に設けられた内向フランジ部１０ｃが光学アダプタ１０のアダプタ本体２３の段差部２３ａを押圧し、アダプタ本体２３の基端部がＯリング１０ｄを介して先端硬性部材２２の段差部２２ｂを押圧する。その結果、光学アダプタ１０は先端部１１にしっかりと固定される。
【００２９】
また、止めリング１０ａを所定の方向とは反対方向に回動することにより、光学アダプタ１０は先端部１１から取り外すことができる。  
【００３０】
先端硬性部材２２の先端には、カバーガラス３１が固定されている。さらに、先端硬性部材２２内には、３つの枠部材２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられ、３つの枠部材２４ａ、２４ｂ、２４ｃ内に３枚のレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及びカバーガラス３３が固定されている。
【００３１】
枠部材２４ｃの基端部には、カバーガラス３４が撮像面上に固定された撮像素子３５が設けられている。撮像素子３５には挿入部５内に挿通された信号線が接続されている。  
【００３２】
光学アダプタ１０のアダプタ本体２３の先端面を覆うように、カバー部材２５がアダプタ本体２３に固定されている。
【００３３】
カバー部材２５の先端面には、観察窓２６用の孔２５ａ及び照明窓２７用の孔２５ｂが形成されている。  
【００３４】
カバー部材２５の孔２５ａには、レンズ３６が固定されている。さらに、アダプタ本体２３内には、２つの枠部材２８ａ、２８ｂが設けられ、２つの枠部材２８ａ、２８ｂ内に２枚のレンズ３７ａ、３７ｂ、３８及びカバーガラス３９が固定されている。
【００３５】
レンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３６、３７ａ、３７ｂ、３８及びカバーガラス３１、３３、３９は、内視鏡３の撮像光学系を構成する。
【００３６】
光学アダプタ１０を先端部１１に装着したときに、撮像光学系の光軸Ｏが各レンズの光軸に一致するように、光学アダプタ１０内のレンズ３６、３７ａ、３７ｂ、３８は光学アダプタ１０に設けられている。光軸Ｏは、撮像素子３５の受光面３５ａの中心を通り、かつ平坦な受光面３５ａに直交する。  
【００３７】
光学アダプタ１０内には、ピント位置を切り替える切替光学部材４８を駆動する駆動機構４１が設けられている。駆動機構４１の構成については、後述する。
【００３８】
先端部１１内には、ライトガイド４２の先端部が固定されている。ライトガイド４２の先端面は、カバーガラス４３に密着して固定されている。  
【００３９】
光学アダプタ１０には、先端部１１からの照明光を受けて、照明窓２７から照明光を出射するための光学部材が内蔵されている。
【００４０】
光学アダプタ１０は、光学部材であるロッドレンズ４４を有している。光学アダプタ１０を先端部１１に装着したときに、ロッドレンズ４４の基端面がカバーガラス４３を介してライトガイド４２からの照明光を受ける位置に配設されるように、ロッドレンズ４４は光学アダプタ１０に設けられている。
【００４１】
ロッドレンズ４４の先端側には、光学部材４５が配設されている。光学部材４５の片面にマイクロレンズアレイが形成され、他方の面にはすりガラス状に加工がされている。ロッドレンズ４４の先端面から出射した照明光は、光学部材４５のマイクロレンズアレイが形成された面から入射して、すりガラス状の表面において拡散され、照明むらのない照明光がカバーガラス４６を介して照明窓２７から出射する。カバーガラス４６は、照明窓２７用の孔２５ｂに固定されている。
【００４２】
ピント位置を切り替える切替光学部材４８は、切替光学部材４８を駆動する駆動機構４１により駆動される。切替光学部材４８は、レンズ３７ｂと３８の間に配設されている。
【００４３】
図３は、切替光学部材４８の斜視図である。図３を用いて切替光学部材４８と駆動機構４１の構成については後述する。  
【００４４】
図３に示すように、切替光学部材４８は、透過性部材６１と、開口６２ａが形成された絞り取付部材６２とを有して構成されている。透過性部材６１は、ガラスあるいは樹脂からなり、表面と裏面が平行な平板部材で、扇形状を有する。絞り取付部材６２は、金属製あるいは樹脂製であり、開口６２ａを有する板状部材で、扇形状を有する。開口６２ａを覆うように円環状の絞り部材６３が絞り取付部材６２に接着剤などによって貼り付けられている。絞り部材６３は、開口６３ａを有している。絞り部材６３は、金属製あるいは樹脂製である。
【００４５】
扇形状の透過性部材６１の直線部６１ｃを、絞り取付部材６２の直線部６２ｃにおいて挟持して接着剤などによって固定するようにして、透過性部材６１は、絞り取付部材６２に固定されている。  
【００４６】
扇形状の絞り取付部材６２の中心に軸孔６４が形成されている。切替光学部材４８が、軸孔６４の軸回りに回動可能なように、軸部材６５（図２）が軸孔６４に遊嵌状態で挿通されている。
【００４７】
切替光学部材４８は、電磁アクチュエータである駆動機構４１により動かされる。  
【００４８】
具体的には、扇形状の透過性部材６１の直線部６１ｄと扇形状の絞り取付部材６２の直線部６２ｄには、それぞれ永久磁石６６ａと６６ｂが接着剤などにより固定されている。
【００４９】
光学アダプタ１０内には、２つのコイル部材７１ａ、７１ｂが配設されている。コイル部材７１ａは、磁石６６ａの近傍に配置され、コイル部材７１ｂは、磁石６６ｂの近傍に配置される。コイル部材７１ａ、７１ｂは、光学アダプタ１０が先端部１１に装着されたときに、図示しない接点部を介して挿入部５内に挿通された４本の信号線Ｌに接続され、４本の信号線Ｌに流れる電流の向きに応じた磁場を発生する。
【００５０】
遠点用のピント切替ボタン６ｂ１が押下されると、コイル部材７１ａが永久磁石６６ａを引き離すような磁場を発生し、かつコイル部材７１ｂが永久磁石６６ｂを引き寄せるような磁場を発生するように、装置本体２の制御部から駆動信号が４本の信号線Ｌを介して２つのコイル部材７１ａ、７１ｂに供給される。
【００５１】
また、近点用のピント切替ボタン６ｂ２が押下されると、コイル部材７１ａが永久磁石６６ａを引き寄せるような磁場を発生し、かつコイル部材７１ｂが永久磁石６６ｂを引き離すような磁場を発生するように、装置本体２の制御部から駆動信号が４本の信号線Ｌを介して２つのコイル部材７１ａ、７１ｂに供給される。  
【００５２】
以上のように、切替光学部材４８は、第１のピント位置である遠点の観察対象を撮像するときの平行平板である透過性領域と、第２のピント位置である近点の観察対象を撮像するときの絞りとを有し、撮像光学系の光路中に透過性領域又は絞りを配置可能な光学部材である。
【００５３】
なお、光学部材は、ガラスなどの透過性部材の一部に絞り開口を形成するように黒色塗料などを塗布するようにして形成してもよい。
【００５４】
図４は、変形例に係わる切替光学部材４８Ａの斜視図である。  
【００５５】
切替光学部材４８Ａは、扇形状のガラスあるいは樹脂からなる透過性部材６１Ａの一部に、絞り開口６２ａＡを形成するように黒い塗料６７が塗布されて構成されている。図４において斜線で示す部分が、黒い塗料６７が塗布された領域を示す。
【００５６】
図４に示すように、透過性部材６１Ａの２つの直線状部に永久磁石６６ａと６６ｂが接着剤などにより固定されている。  
【００５７】
図５は、光学アダプタ１０が装着されたときの内視鏡の撮像光学系の構成図である。図５では、絞り部材６３が撮像光学系の光路上に配設されている。
【００５８】
撮像光学系において、レンズ３６は平凹レンズであり、レンズ３７ａは、凸平レンズであり、レンズ３７ｂは、平凹レンズであり、レンズ３７ａと３７ｂとの接合により物体側に凸面を有するメニスカスレンズ３７が構成される。レンズ３８は、平凸レンズである。先端部１１内のレンズ３２ａは、平凸レンズであり、レンズ３２ｂは、両凸レンズであり、３２ｃは、凹平レンズである。レンズ３２ｂとレンズ３２ｃとの接合により凸平レンズが構成される。
【００５９】
レンズ３８、３２ａ、３２ｂ、３２ｃが結像光学系を構成する。結像光学系は、切替光学部材４８の像側に配設されている。結像光学系の最も物体側のレンズ３８は、正レンズである。
【００６０】
ここでは、透過性部材６１は、遠点用であり、遠点観察、例えば先端部１１の先端面から所定の距離ｄｆだけ離れた被写体を観察するときに使用される。絞り部材６３は、近点用であり、近点観察、例えば先端部１１の先端面から所定の距離ｄｎだけ離れた被写体を観察するときに使用される。距離ｄｆと距離ｄｎは、ｄｎ＜ｄｆの関係を有する。
【００６１】
よって、撮像光学系は、第１のピント位置（遠点）と第１のピント位置よりも近点である第２のピント位置（近点）で観察対象を撮像可能である。
【００６２】
近点観察時は、被写体からの照明光の反射光の光量が多いため、絞り部材６３を光路に配置させて、撮像素子３５へ入射する光量を減らして所定の明るさの内視鏡画像が得られるように、切替光学部材４８は駆動される。
【００６３】
遠点観察時は、被写体からの照明光の反射光の光量が少ないため、透過性部材６１を光路に配置させて、撮像素子３５へ入射する光量を減らさないようにして所定の明るさの内視鏡画像が得られるように、切替光学部材４８は駆動される。
【００６４】
すなわち、駆動機構４１は、切替光学部材４８の透過性部材６１の透過性領域と絞り部材６３を選択的に撮像光学系の光路上に配置するように、切替光学部材４８を動かす。
【００６５】
なお、遠点観察時に透過部材６１を配置したとき、図示はしないがレンズ３８の物体側付近のレンズ枠やレンズ３８の外径が実質的な明るさ絞りとして作用する。遠点観察時に光量が十分であれば、レンズ枠やレンズ外径より小径の円形の絞りを配置してもよい。また、光量が不足するときは、フレアとならず最大限許す限り光を通過させるよう扇形等の形状の絞りやレンズ枠にしてもよい。また、透過性部材６１に絞りを設けても良く、遠点観察時に、円形の絞りを設けても透過性部材６１を透過する光量が不足するときは、図３において二点鎖線で示すように、開口６１ｘａを有する金属製あるいは樹脂製の絞り部材６１ｘを、透過性部材６１に接着剤などにより固定してもよい。ここでは、開口６１ｘａは、扇形の透過性部材６１の形状に合わせて、略三角形に形成されており、開口６１ｘａの形状が円形の場合よりは光量を多く透過させることができるようになっている。光量が十分であれば開口６３ａより大きな径をもつ円形の絞りを固定してもよい。
【００６６】
また、レンズ３８は、結像光学系の最も物体側のレンズであるが、レンズ３８の像側面が凸面３８ａとなっている。凸面３８ａは絞り部材６３から離れているため、結像光学系における像高を小さく出来る構成となっている。よって、絞り部材６３すなわち切替光学部材４８も小さくでき、結果として駆動機構４１も小型化できるという効果もある。
（作用）
内視鏡装置１のユーザは、検査対象内に挿入部５を挿入し、装置本体２の表示部４に表示される内視鏡画像を見ながら、先端部１１を検査すべき部位の近傍に位置させ、内視鏡検査を行う。
【００６７】
検査中、ユーザは、ピント切替ボタン６ｂ１、６ｂ２を操作して、ピント位置を遠点と近点を選択的に切り替えることができる。  
【００６８】
図６と図７は、ピント位置が切り替えられたときの、先端部１１内における切替光学部材４８の配置状態を説明するための図である。図６は、ピント切替ボタン６ｂ１が押下されて、遠点観察状態における切替光学部材４８の配置状態を示す図である。図７は、ピント切替ボタン６ｂ２が押下されて、近点観察状態における切替光学部材４８の配置状態を示す図である。
【００６９】
上述したように、ユーザがピント切替ボタン６ｂ１を押下すると、コイル部材７１ａが永久磁石６６ａを引き離すような磁場を発生し、かつコイル部材７１ｂが永久磁石６６ｂを引き寄せるような磁場を発生する。その結果、透過性部材６１の透過性領域が撮像光学系の光軸Ｏ上に配設される。コイル部材７１ｂが永久磁石６６ｂを引き寄せたときに、透過性部材６１が先端部１１内の所定の位置で停止するように、先端部１１内には切替光学部材４８の一部が当接する当接部１１ａが形成されている。
【００７０】
また、ユーザがピント切替ボタン６ｂ２を押下すると、コイル部材７１ａが永久磁石６６ａを引き寄せるような磁場を発生し、かつコイル部材７１ｂが永久磁石６６ｂを引き離すような磁場を発生する。その結果、絞り取付部材６２の絞り部材６３が撮像光学系の光軸Ｏ上に配設される。コイル部材７１ａが永久磁石６６ａを引き寄せたときに、絞り取付部材６２が先端部１１内の所定の位置で停止して光軸Ｏが円環状の絞り部材６３の開口６３ａの中心を通るように、先端部１１内には切替光学部材４８の一部が当接する当接部１１ｂが形成されている。
【００７１】
図８は、ピント位置が遠点にあるときの撮像光学系における光路を示す図である。  
【００７２】
図８に示すように、透過性部材６１が撮像光学系の光路上に配設され、その結果、被写体からの多くの光を撮像素子３５は受けることができる。
【００７３】
図９は、ピント位置が近点にあるときの撮像光学系における光路を示す図である。  
【００７４】
図９に示すように、絞り部材６３が撮像光学系の光路上に配設され、その結果、被写体からの光は、絞り部材６３で制限されて撮像素子３５に照射される。
【００７５】
図１０は、ピント位置の移動を説明するための図である。  
【００７６】
図１０は、平行平板である透過性部材６１が撮像光学系の光路上に配設されたときと光路上から退避されたときのピント位置の変化を示す。点線が遠点観察時の光束を示し、一点鎖線が近点観察時の光束を示す。
【００７７】
Ｐ１とＰ２は、平凹レンズであるレンズ３６とメニスカスレンズ３７がないときの、それぞれ近点と遠点のピント位置を示す。Ｐ１は、切替光学部材４８Ａの絞り部材６３が光路中に配設されたときのピント位置である。Ｐ２は、切替光学部材４８Ａの透過性部材６１が光路中に配設されたときのピント位置である。
【００７８】
光軸Ｏ上におけるＰ１とＰ２の差ｄ１は、次の式（１）で示される。  
【００７９】
ｄ１＝（ｄｇ／ｎ１）−（ｄｇ／ｎ２）      ・・・（１）
ここで、ｄｇは、透過性部材６１の光軸Ｏ方向に沿った厚さであり、ｎ１は、空気の屈折率であり、ｎ２は、透過性部材６１の屈折率である。
【００８０】
ピント位置Ｐ１とＰ２は、撮像光学系全体のレンズ系と、透過性部材６１の厚さｄｇ、及び又は透過性部材６１の材質を調整することによって所望の位置にすることができる。    
【００８１】
すなわち、平行平板である透過性部材６１を光路中に配置することにより、ピント位置を、差ｄ１だけ変化させることができる。
【００８２】
Ｐ３とＰ４は、平凹レンズであるレンズ３６が撮像光学系全体の光路上になく、かつメニスカスレンズ３７が光路上にあるときの、それぞれ近点と遠点のピント位置を示す。Ｐ３は、切替光学部材４８Ａの絞り部材６３が光路中に配設されたときのピント位置である。Ｐ４は、切替光学部材４８Ａの透過性部材６１が光路中に配設されたときのピント位置である。
【００８３】
光軸Ｏ上におけるＰ３とＰ４の位置及び差ｄ２は、メニスカスレンズ３７の光学特性に応じて変わる。言い換えれば、メニスカスレンズ３７が、内視鏡３の仕様から撮像光学系において必要とされる遠点と近点のピント位置の差に応じた光学特性を有するようにすることによって、所望の遠点観察のピント位置と近点観察のピント位置を得ることができる。
【００８４】
すなわち、メニスカスレンズ３７は、物体側に凸面を有し、切替光学部材４８の像側に配置された、遠点の第１のピント位置と近点の第２のピント位置を光路に沿って変更する変倍投影光学系を構成する。メニスカスレンズ３７の光学特性を、メニスカスレンズ３７がないときの遠点と近点のピント位置の差ｄ１と、メニスカスレンズ３７による遠点と近点のピント位置の差ｄ２との比（ｄ２／ｄ１）に応じて設定することにより、所望の遠点のピント位置と所望の近点のピント位置を得ることができる。言い換えれば、メニスカスレンズ３７は、比（ｄ２／ｄ１）の倍率を有する変倍光学系である。
【００８５】
従って、平行平板である透過性部材６１の材質及び光軸方向の厚さ、併せてメニスカスレンズ３７の光学特性を調整することによって、内視鏡３の仕様から必要とされるピント位置Ｐ３，Ｐ４が得られる。
【００８６】
そして、レンズ３６は、変倍投影光学系であるメニスカスレンズ３７の物体側に配置され、負のパワーを有する。
【００８７】
例えば、内視鏡３の仕様上必要とされる差ｄ２が得られるように、レンズ３６及びメニスカスレンズ３７のパワーなどを設定すれば、所望の遠点位置と近点位置の被写体の観察が可能な内視鏡３を実現することができる。
【００８８】
内視鏡では、挿入部の細径化が望まれる。異なる２つのピント位置の被写体像を得るために２つの光学系を挿入部内に設けることは、挿入部の太径化になるために好ましくない。  
【００８９】
従来では、１つの光学系において、ピント位置を変更するためのレンズを光路上に出し入れするようにしているが、レンズを光路上に配置させたり、光路上から退避させたりすると、レンズの光軸が撮像光学系の光軸からずれると、レンズの偏心により画質が低下してしまう。
【００９０】
しかし、上述した実施の形態によれば、光路上に出し入れされる光学部材は、平行平板であるため、光軸のずれの発生は考慮しなくてもよい。  
【００９１】
さらに、メニスカスレンズ３７により、遠点と近点のピント位置を所望の位置に設定できる。
【００９２】
以上のように、上述した実施の形態によれば、偏心による画質の低下を抑制し、かつ２つの位置の２つの画像が共に適切な明るさにすることができる、２つのピント位置を有する撮像光学系及び内視鏡を提供することができる。  
【００９３】
なお、上述した結像光学系の最も物体側のレンズ３８は、物体側の面が凹面で像側の面が凸面のメニスカスレンズでもよい。
【００９４】
図１１は、結像光学系の最も物体側のレンズをメニスカスレンズにした撮像光学系の構成を示す図である。図１１では、結像光学系の最も物体側のレンズ３８Ａはメニスカスレンズとなっている。
【００９５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１  内視鏡装置、２  装置本体、３  内視鏡、４  表示部、５  挿入部、６  操作部、６ａ  湾曲ジョイスティック、６ｂ１、６ｂ２  ピント切替ボタン、７  ユニバーサルコード、１０  光学アダプタ、１０ａ  リング、１０ｂ  雌螺子部、１０ｃ  内向フランジ部、１０ｄ  リング、１１  先端部、１１ａ、１１ｂ  当接部、１２  湾曲部、１３  可撓部、２１  外皮部材、２２  先端硬性部材、２２ａ  雄螺子部、２２ｂ  段差部、２３  アダプタ本体、２３ａ  段差部、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  枠部材、２５  カバー部材、２５ａ、２５ｂ  孔、２６  観察窓、２７  照明窓、２８ａ  枠部材、３１  カバーガラス、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ         枠部材、３３、３４  カバーガラス、３５  撮像素子、３５ａ  受光面、３６  レンズ、３７  メニスカスレンズ、３７ａ、３７ｂ  レンズ、３８、３８Ａ  レンズ、３８ａ  凸面、３９  カバーガラス、４１  駆動機構、４２  ライトガイド、４３  カバーガラス、４４  ロッドレンズ、４５  光学部材、４６  カバーガラス、４８、４８Ａ  切替光学部材、６１、６１Ａ  透過性部材、６１ｃ、６１ｄ  直線部、６１ｘ  絞り部材、６１ｘａ  開口、６２  絞り取付部材、６２ａ、６２ａＡ  開口、６２ｃ、６２ｄ  直線部、６３  絞り部材、６３ａ  開口、６４  軸孔、６５  軸部材、６６ａ、６６ｂ  永久磁石、６７  塗料、７１ａ、７１ｂ  コイル部材。
【図１】
2019028366.tif 000003
【図２】
2019028366.tif 000004
【図３】
2019028366.tif 000005
【図４】
2019028366.tif 000006
【図５】
2019028366.tif 000007
【図６】
2019028366.tif 000008
【図７】
2019028366.tif 000009
【図８】
2019028366.tif 000010
【図９】
2019028366.tif 000011
【図１０】
2019028366.tif 000012
【図１１】
2019028366.tif 000013