(57)【要約】【課題】共焦点内視鏡の小型化に寄与しつつも、変倍が可能である、該共焦点内視鏡に好適な集光光学系を提供すること。【解決手段】集光光学系は、共焦点用ピンホールとして機能する点光源を移動させて該点光源からの光束を走査することにより被検面を観察する走査型共焦点光学システムに搭載される集光光学系であって、点光源側から順に、第１群、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群、第４群を有し、第２群と第３群を光軸方向に移動させることにより変倍し、以下の条件（１）、（２）、-0.8＜ｍｓ＜-0.5・・・（１）-1.8＜ｍｔ＜-1.2・・・（２）を同時に満たすことを特徴とする。但し、ｍｓは、点光源を物点とした場合の低倍端での第２群と第３群の合成倍率を、ｍｔは、点光源を物点とした場合の高倍端での第２群と第３群の合成倍率を、それぞれ表す。【選択図】図１
2007264032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共焦点用ピンホールとして機能する点光源を移動させて該点光源からの光束を走査することにより被検面を観察する走査型共焦点光学システムに搭載される集光光学系であって、
前記点光源側から順に、第１群、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群、第４群を有し、
前記第２群と第３群を光軸方向に移動させることにより変倍し、以下の条件（１）、（２）、
-0.8＜ｍｓ＜-0.5・・・（１）
-1.8＜ｍｔ＜-1.2・・・（２）
但し、ｍｓは、前記点光源を物点とした場合の低倍端での前記第２群と前記第３群の合成倍率を、
ｍｔは、前記点光源を物点とした場合の高倍端での前記第２群と前記第３群の合成倍率を、それぞれ表す。
を同時に満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の集光光学系において、
前記第２群および前記第３群は、それぞれ単レンズで構成されていることを特徴とする集光光学系。
【請求項３】
請求項２に記載の集光光学系において、
前記第２群および前記第３群は、互いに曲率半径の小さい側の凸面を対向させるように配設されていることを特徴とする集光光学系。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の集光光学系において、
以下の条件（３）、
0.98＜ｍｓ×ｍｔ＜1.02・・・（３）
を満たすことを特徴とする集光光学系。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の集光光学系において、
前記第２群と前記第３群の間隔は、変倍によって変化しないことを特徴とする集光光学系。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の集光光学系において、
前記第４群は、負のパワーを持つ第４ａ群と正のパワーを持つ第４ｂ群に分割され、前記第４ｂ群を光軸方向に沿って移動させることにより、光軸方向における前記光束の集光位置を調整することを特徴とする集光光学系。
【請求項７】
共焦点用ピンホールとして機能する点光源と、
点光源から照射された光束を集光する、請求項１から請求項６のいずれかに記載の集光光学系と、
前記集光光学系と前記光束の集光位置との間に配設されるカバーガラスと、
前記点光源を少なくとも前記集光光学系の光軸と実質的に直交する面上で移動させることにより、前記光束を走査させる走査手段と、
前記集光光学系の少なくとも一部を該集光光学系の光軸方向に沿って移動させることにより、該光軸方向に前記集光位置を移動させる集光位置移動手段と、を備えることを特徴とする共焦点光学システム。
【請求項８】
請求項７に記載の共焦点光学システムにおいて、
前記点光源は、発光部と前記集光光学系との間であって前記集光光学系の光軸に沿って配設された一本の光ファイバの射出端であり、
前記走査手段は、前記光ファイバにおける前記射出端より光源側を湾曲させることにより、前記点光源を前記面上で移動させることを特徴とする共焦点光学システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の共焦点光学システムを搭載したことを特徴とする走査型共焦点内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、体腔内の生体組織の断層像を高倍率で観察することができる走査型共焦点内視鏡における共焦点光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通常の内視鏡光学系によって得られる像よりも高倍率かつ高解像度な像を観察可能な共焦点顕微鏡の光学システムを内視鏡に組み込んだ共焦点内視鏡なるものが実用化されてつつある。共焦点内視鏡としては、例えば、下記の特許文献１に開示される。特許文献１は、点光源を振ることにより光の点像を被検面上で走査するような構成を共焦点観察用の光学システムに用いた共焦点内視鏡を提案している。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５１６１０５３号明細書
【０００４】
ここで、共焦点顕微鏡には変倍可能のものも提案されている。倍率が可変な共焦点顕微鏡は、例えば下記の特許文献２に開示される。特許文献２には、共焦点用ピンホールから射出された光を平行光にするコリメートレンズと該平行光を集光する対物レンズとの間にアフォーカルな状態で光学的に接続される変倍レンズ群が配置された構成が開示される。
【０００５】
【特許文献２】特開平９−２３０２４５号公報
【０００６】
内視鏡観察を行う術者からは、術中の利便性向上およびより精度の高い診断の実現のため、共焦点内視鏡であっても変倍可能であることが要望されている。しかし、上記特許文献２には、変倍可能な光学システムに関する好適な具体的配置や数値構成等については何ら開示されていない。また、共焦点内視鏡は、可撓管内に共焦点光学システムが配設される。そのため、該共焦点光学システムを構成する集光光学系は、サイズの制約がない共焦点顕微鏡の光学系とは異なり、変倍可能であると同時に可撓管の小型化、さらにはこれに伴う光学性能劣化の回避といった課題も克服しなければならない。つまり、たとえ共焦点顕微鏡に配設される変倍可能な共焦点光学システムとして好適な構成例が存在していたとしても、該構成例をそのまま共焦点内視鏡に適用することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、共焦点内視鏡の小型化に寄与しつつも、変倍が可能である、該共焦点内視鏡に好適な集光光学系、および該集光光学系を有する共焦点光学システム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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の集光光学系は、共焦点用ピンホールとして機能する点光源を移動させて該点光源からの光束を走査することにより被検面を観察する走査型共焦点光学システムに搭載される集光光学系であって、点光源側から順に、第１群、正のパワーを持つ第２群、正のパワーを持つ第３群、第４群を有し、第２群と第３群を光軸方向に移動させることにより変倍し、以下の条件（１）、（２）、
-0.8＜ｍｓ＜-0.5・・・（１）
-1.8＜ｍｔ＜-1.2・・・（２）
を同時に満たすことを特徴とする。但し、ｍｓは、点光源を物点とした場合の低倍端での第２群と第３群の合成倍率を、ｍｔは、点光源を物点とした場合の高倍端での第２群と第３群の合成倍率を、それぞれ表す。
【０００９】
以上のように各群のパワー配分を設定することにより、いずれの群も比較的緩いパワーで構成することができる。従って、変倍時における収差の変動を小さく抑えることができ、しかも高ＮＡに設計した場合であっても良好な性能を保つことができる。また、条件（１）および（２）は、第２群と第３群からなる変倍群の倍率に関する条件である。各条件（１）、（２）を満たすことにより、変倍群の移動量を小さく抑え得ることができる。つまり、共焦点内視鏡の小型化に寄与することができる。
【００１０】
請求項２に記載の集光光学系によれば、第２群および第３群は、単レンズで構成することができる。これにより、集光光学系さらには共焦点内視鏡の軽量化やより一層の小型化が達成される。
【００１１】
請求項３に記載の集光光学系によれば、第２群および第３群は、互いに曲率半径の小さい側の凸面を対向させるように配設されていることが望ましい。
【００１２】
また、請求項４に記載の集光光学系によれば、変倍群の倍率が以下の条件（３）、
0.98＜ｍｓ×ｍｔ＜1.02・・・（３）
を満たすことが望ましい。
【００１３】
また請求項５に記載の集光光学系によれば、第２群と第３群の間隔が、変倍によって変化しないように構成することができる。該構成により、中間倍率を省略したいわゆる二焦点光学系として機能させることが可能になる。
【００１４】
また請求項６に記載の集光光学系によれば、第４群は、負のパワーを持つ第４ａ群と正のパワーを持つ第４ｂ群に分割され、第４ｂ群を光軸方向に沿って移動させることにより、光軸方向における光束の集光位置を調整するように構成することが好ましい。
【００１５】
別の観点から、本発明に係る共焦点光学システムは、共焦点用ピンホールとして機能する点光源と、点光源から照射された光束を集光する、請求項１から請求項７のいずれかに記載の集光光学系と、集光光学系と前記光束の集光位置との間に配設されるカバーガラスと、点光源を少なくとも集光光学系の光軸と実質的に直交する面上で移動させることにより、光束を走査させる走査手段と、集光光学系の少なくとも一部を該集光光学系の光軸方向に沿って移動させることにより、該光軸方向に集光位置を移動させる集光位置移動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、請求項８に記載の共焦点光学システムによれば、点光源は、発光部と集光光学系との間であって集光光学系の光軸に沿って配設された一本の光ファイバの射出端であり、走査手段は、光ファイバの射出端より光源側を湾曲させることにより、点光源を上記面上で移動させるように構成される。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、共焦点内視鏡の小型化に寄与しつつも、変倍が可能な集光光学系を提供することができる。より詳しくは、第２群と第３群を正のレンズ群として構成することにより、他の固定群のパワーを小さく抑えることができる。これにより、本発明に係る集光光学系は、変倍時の収差変動を良好に抑え、高ＮＡであっても高い性能を保つことが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明に係る共焦点光学システムによれば、共焦点ピンホールとして機能する点光源を平面的に移動することにより、光束を二次元に走査する構成にすることにより、従前ある光学システムよりも、より一層の小型化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明に係る共焦点光学システムを備える共焦点内視鏡の実施形態を説明する。図１は、共焦点内視鏡３００の先端部を拡大して示す側断面図である。図１に示すように、共焦点内視鏡３００は、先端部に、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と生体組織４００を通常観察するための通常観察用光学システム２００を備える。なお、共焦点内視鏡３００は、生体組織４００を照明する発光部や各光学システムによって撮像された生体組織４００の画像に所定の画像処理を施す画像処理部等を含むプロセッサ（不図示）に電気的かつ光学的に接続されている。
【００２０】
なお、図１を含め以下の各図において、集光光学系１０の光軸方向をＺ方向、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方向とする。つまり、Ｘ方向とＹ方向はＺ方向と直交する面（Ｘ−Ｙ面）を規定する。
【００２１】
通常観察用光学システム２００は、図示しないものの、プロセッサからの光束を生体組織４００に照射させる照明光学系や照射された生体組織を撮像する撮像素子等を備える。
【００２２】
共焦点光学システム１００は、集光光学系１０、シングルモード光ファイバ（以下、単に光ファイバという）２０、圧電素子３０Ａ、３０Ｂ、カバーガラス８０を有する。集光光学系１０、光ファイバ２０、圧電素子３０は、円筒状の枠体５０に保持されている。
【００２３】
光ファイバ２０は、プロセッサの発光部と集光光学系１０との間に配設される導光手段である。圧電素子３０Ａ、３０Ｂは、光ファイバ２０の射出端２１近傍であって、Ｘ−Ｙ面内において変位する方向が互いに直交するように配設されている。以下の本文では、互いに直交する二方向をＸ方向およびＹ方向とする。従って、各圧電素子３０Ａ、３０Ｂは、電圧が印加されると、それぞれＸ方向やＹ方向に光ファイバ２０の射出端２１近傍を押圧し、該方向へ移動させる。各圧電素子３０Ａ、３０Ｂによって射出端２１近傍が集光光学系１０の光軸と直交する方向に移動すると、射出端２１から照射される光束は、該移動に伴って生体組織４００の表面を２次元に走査する。
【００２４】
図２は、共焦点光学システム１００における集光光学系１０近傍の拡大図である。光ファイバ２０は、プロセッサの発光部からの光束をシステム１００内に導き、射出端２１から照射する。つまり、光ファイバ２０の射出端２１は二次的な点光源として機能する。上述したように、圧電素子３０Ａ、３０Ｂにより、射出端２１は、Ｘ−Ｙ面上を移動する。ここで厳密には、図２に示すように、射出端２１の軌跡は、射出端２１から照射される光束の主光線の延長線（点線）と光軸（一点鎖線）の交点Ｐを曲率中心とする曲面（矢印線）となる。しかし、射出端２１の移動量は微量であるため、該曲面は実質的にＸ−Ｙ面と略一致すると考えられる。なお、図２に示すように、交点Ｐは、圧電素子３０Ａ、３０Ｂにより移動する光ファイバ２０の射出端の湾曲中心Ｃよりも集光光学系１０側に位置する。集光光学系１０は、交点Ｐに入射瞳が位置するように配設される。
【００２５】
射出端２１から照射された光束は集光光学系１０、カバーガラス８０を介して生体組織４００で集光する。生体組織４００で反射した光は、カバーガラス８０、集光光学系１０、射出端２１の順に戻る。換言すれば、システム１００内の各部材は、反射光がテレセン性を持つように配置構成される。
【００２６】
また、光ファイバ２０のコア径は極めて小さいため、射出端２１は点光源としてだけでなく絞り（共焦点ピンホール）としても機能する。従って、所定位置にある射出端２１には、該所定位置にある射出端２１から照射され、生体組織４００で射出端２１と共役な集光点から反射した光のみが入射する。
【００２７】
なお、射出端２１に入射した反射光は、プロセッサに導かれる。そしてプロセッサ内において映像信号に変換される。映像信号がモニタ等に出力されることにより、共焦点光学システムにより得られた高倍率な画像が得られる。
【００２８】
集光光学系１０は、変倍光学系として構成される。図３、図４は、集光光学系１０のレンズ配置を示す図の一例である。図３は、低倍端における集光光学系のレンズ配置を示す図である。図４は、高倍端における集光光学系のレンズ配置を示す図である。
【００２９】
集光光学系１０は、光ファイバ２０の射出端２１側、つまり図２、３中左側から順に、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４の４群構成になっている。
【００３０】
本実施形態の第１群Ｇ１における最も射出端２１側には、正の単レンズＬ１が配設される。該正レンズＬ１は、射出端２１から照射された発散光束を収束させるコンデンサレンズとして機能する。また、該正レンズＬ１の後段には貼り合わせレンズＬ２が配設される。貼り合わせレンズＬ２の最もカバーガラス８０側の凹面（図３ではｒ５）は、像面湾曲を補正する効果を持つ。
【００３１】
第２群Ｇ２および第３群Ｇ３は、いずれも正のパワーを持つレンズ群である。各群Ｇ２、Ｇ３は、光軸上に沿って移動可能な変倍群として構成される。本実施形態の第２群Ｇ２、第３群Ｇ３は、所定の変倍比を確保しつつも各群Ｇ２、Ｇ３の移動量を小さく抑えるために、以下の条件（１）、（２）を満たすように構成される。
-0.8＜ｍｓ＜-0.5・・・（１）
-1.8＜ｍｔ＜-1.2・・・（２）
但し、ｍｓは、点光源、つまり射出端２１を物点とした場合の低倍端での第２群と第３群の合成倍率を、ｍｔは、該点光源を物点とした場合の高倍端での第２群と第３群の合成倍率を、それぞれ表す。
【００３２】
各合成倍率が、条件（１）の上限以上あるいは条件（２）の下限以下になると、集光光学系１０の全長やレンズの外形が大きくなる。その結果、集光光学系１０を内視鏡に組み込むことが困難となる、あるいは内視鏡の小型化、細径化が達成されないといった不具合が生じるため好ましくない。また各合成倍率が、条件（１）の下限以下あるいは条件（２）の上限以上になると、十分な変倍比（ｍｔ／ｍｓ）を確保することができないため、好ましくない。
【００３３】
ここで、変倍比が２〜３倍程度となるように集光光学系１０を設計するのであれば、各群Ｇ２、Ｇ３は、単レンズで構成することが可能である。このように、レンズ枚数を減らすことにより、集光光学系１０の軽量化を図ったり、該系１０の全長を小さく抑えたりすることができる。
【００３４】
各群Ｇ２、Ｇ３を単レンズで構成した場合、各レンズは、互いの曲率半径が小さい側の凸面を対向させた状態で配設される。これにより、コマ収差を良好に補正することができる。また、各群Ｇ２、Ｇ３で同一設計の単レンズを使用することにより、部材の共通化やコストダウンが図れる。
【００３５】
さらに本実施形態では、各群Ｇ２、Ｇ３は、駆動系を簡素化させるため、低倍端および高倍端における両群の間隔を略一致させている。具体的には、該間隔を最小に抑え、系の全長を小さくするために、各群Ｇ２、Ｇ３は、以下の条件（３）を満たすように構成される。
0.98＜ｍｓ×ｍｔ＜1.02・・・（３）
【００３６】
各群Ｇ２、Ｇ３を単レンズで構成した場合において、条件（３）を満たすように各群Ｇ２、Ｇ３を構成すると、変倍に伴う球面収差の変動を小さく抑えるという効果も奏する。つまり、より一層の性能の向上が達成される。
【００３７】
共焦点内視鏡３００においては、観察面の深さ調整、つまり集光位置のＺ方向調整も自在であることが要求される。本実施形態では、変倍群である第２群Ｇ２、第３群Ｇ３とは別個独立した第４群Ｇ４に観察面の深さ調整に関する機能を付与している。詳しくは、本実施形態では、図３、図４に示すように、第４群Ｇ４を負のパワーを持つ第４ａ群と、正のパワーを持つ第４ｂ群とに分割し、第４ａ群と第４ｂ群間が略平行光束となるように設計する。この状態で第４ｂ群を光軸方向に沿って移動自在に構成することにより、光ファイバの射出端２１から照射され、集光光学系１０を介した光束の集光位置がＺ方向に若干ずれる。つまり、観察面の深さ調整を変倍動作とは独立して行うことが可能になる。さらに言えば、上記二つの圧電素子３０Ａ、３０Ｂ、および第４ｂ群の作用により、共焦点光学システム１００は、生体組織４００に関するＸ−Ｙ−Ｚからなる３次元の画像を得ることができる。ここで、第４ａ群と第４ｂ群間が略平行光束になっているため、第４ｂ群を移動させても収差の劣化等は生じず、良好な性能の維持しつつも観察面の深さ調整が達成される。
【００３８】
なお、観察面の深さ調整は、上記の構成以外にも、共焦点光学システム１００全体を光軸方向に移動させることによっても達成される。共焦点光学システム１００全体を光軸方向に移動させる構成としては、枠体５０を該枠体５０よりも若干大きめの径を持つ円筒状の外枠（例えば金属パイプ等）に、Ｚ方向へスライド自在に保持することが例示される。この時Ｚ方向への駆動機構としては、枠体５０と外枠間に配設された、Ｚ方向へ付勢する圧縮コイルバネと形状記憶合金の組み合わせが例示される。つまり、形状記憶合金の変形機能を用いて圧縮コイルバネの付勢力を調整することにより、外枠に対して枠体５０をスライドさせる。
【００３９】
さらに詳しくは、第４ｂ群は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズＣＬを有する。接合レンズＣＬは、全体として負のパワーを持つ。接合レンズＣＬは、射出端２１側に向けられた強い発散面（図３ではｒ１２）によって球面収差を補正する。また、接合面（図３ではｒ１３）は、軸上色収差の補正に寄与する。
【００４０】
接合レンズＣＬよりも後段、つまりカバーガラス８０側には、少なくとも一枚の正の単レンズが配設され正のパワーを持つように構成される。接合レンズＣＬと該レンズＣＬよりも後段のレンズ（群）は、ちょうどレトロフォーカスの構成になっている。これにより、十分なワーキングディスタンスＷＤの確保を実現している。なお、ここでワーキングディスタンスＷＤは、共焦点光学システム１００における最終面（カバーガラス第２面）から観察面までの距離を意味する。
【００４１】
以上説明した特徴を有する集光光学系１０の具体的な実施例を以下４例説明する。
【実施例１】
【００４２】
図３は実施例１の集光光学系１０の低倍端でのレンズ配置を、図４は実施例１の集光光学系１０の高倍端でのレンズ配置を、それぞれ表す図である。また、表１は実施例１の集光光学系１０の具体的数値構成を表す。
【００４３】
【表１】
2007264032.tif 000003
【００４４】
表１中、Ｎｏ．は面番号、ｒはレンズ各面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄはレンズ厚またはレンズ間の空気間隔（単位：ｍｍ）、ｎ（Ｆ）はＦ線（４８６．１ｎｍ）での屈折率、νはｄ線（５８８ｎｍ）でのアッベ数である。また表１中の備考は各面番号が示す光学部材を表す。以下の各表においても同様である。
【００４５】
表１において、レンズ厚等ｄの項目に記載されたＤｘは、第ｘ面と第（ｘ＋１）面の空気間隔である。例えば、Ｄ１２は第１２面と第１３面の空気間隔である。以下の各表においても同様である。実施例１の集光光学系１０において、各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６は、変倍時に変化する。各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６の低倍端、中間位置、高倍端での値を表２に示す。表２には、実施例１の集光光学系１０における、低倍端および高倍端での開口数ＮＡ、焦点距離ｆ（単位：ｍｍ）、倍率Ｍの各値も示している。また、表３は、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４単独での焦点距離を示す。
【００４６】
【表２】
2007264032.tif 000004
【表３】
2007264032.tif 000005
【００４７】
なお、実施例１の集光光学系１０において、入射瞳（交点Ｐ）は、第１面ｒ１から射出端２１側に６．４７５ｍｍ離れて位置する。また、バックフォーカス（カバーガラス８０第２面から後側焦点位置までの距離）は、０．４０ｍｍである。また、第４群において、第１８面までが第４ａ群であり、第１９面以降は第４ｂ群である。つまり、第１８面と第１９面間を通る光束は略平行光束である。
【実施例２】
【００４８】
図５は実施例２の集光光学系１０の低倍端でのレンズ配置を、図６は実施例２の集光光学系１０の高倍端でのレンズ配置を、それぞれ表す図である。また、表４は実施例２の集光光学系１０の具体的数値構成を表す。
【００４９】
【表４】
2007264032.tif 000006
【００５０】
実施例２の集光光学系１０も、実施例１と同様に、各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６が変倍時に変化する。各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６の低倍端、中間位置、高倍端での値を表５に示す。表５には、実施例２の集光光学系１０における、低倍端および高倍端での開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、倍率Ｍの各値も示している。また、表６は、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４単独での焦点距離を示す。
【００５１】
【表５】
2007264032.tif 000007
【表６】
2007264032.tif 000008
【００５２】
なお、実施例２の集光光学系１０において、入射瞳（交点Ｐ）は、第１面ｒ１から射出端２１側に６．４７５ｍｍ離れて位置する。また、バックフォーカスは、０．４０ｍｍである。また、第４群において、第１８面までが第４ａ群であり、第１９面以降は第４ｂ群である。つまり、第１８面と第１９面間を通る光束は略平行光束である。
【実施例３】
【００５３】
図７は実施例３の集光光学系１０の低倍端でのレンズ配置を、図８は実施例３の集光光学系１０の高倍端でのレンズ配置を、それぞれ表す図である。また、表７は実施例２の集光光学系１０の具体的数値構成を表す。図７、８、表７に示すように、実施例３の集光光学系１０は、共焦点光学システム１００の全長をより一層小さく抑え、かつ小型、軽量化を達成するために、上記各実施例１、２よりもレンズ枚数を減らした構成になっている。
【００５４】
【表７】
2007264032.tif 000009
【００５５】
実施例３の集光光学系１０は、各空気間隔Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２が変倍時に変化する。各空気間隔Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２の低倍端、中間位置、高倍端での値を表８に示す。表８には、実施例３の集光光学系１０における、低倍端および高倍端での開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、倍率Ｍの各値も示している。また、表９は、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４単独での焦点距離を示す。
【００５６】
【表８】
2007264032.tif 000010
【表９】
2007264032.tif 000011
【００５７】
なお、実施例３の集光光学系１０において、入射瞳（交点Ｐ）は、第１面ｒ１から射出端２１側に６．４８１ｍｍ離れて位置する。また、バックフォーカスは、０．４０ｍｍである。
【実施例４】
【００５８】
図９は実施例４の集光光学系１０の低倍端でのレンズ配置を、図１０は実施例４の集光光学系１０の高倍端でのレンズ配置を、それぞれ表す図である。また、表１０は実施例４の集光光学系１０の具体的数値構成を表す。
【００５９】
【表１０】
2007264032.tif 000012
【００６０】
実施例４の集光光学系１０も、実施例１や実施例２と同様に、各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６が変倍時に変化する。各空気間隔Ｄ１２、Ｄ１４、Ｄ１６の低倍端、中間位置、高倍端での値を表１１に示す。表１１には、実施例４の集光光学系１０における、低倍端および高倍端での開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、倍率Ｍの各値も示している。また、表１２は、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４単独での焦点距離を示す。
【００６１】
【表１１】
2007264032.tif 000013
【表１２】
2007264032.tif 000014
【００６２】
なお、実施例４の集光光学系１０において、入射瞳（交点Ｐ）は、第１面ｒ１から射出端２１側に６．４７５ｍｍ離れて位置する。また、バックフォーカスは、０．４０ｍｍである。また、第４群において、第１８面までが第４ａ群であり、第１９面以降は第４ｂ群である。つまり、第１８面と第１９面間を通る光束は略平行光束である。
【００６３】
各実施例１〜４の集光光学系１０における上記条件（１）〜（３）の数値を表したのが表１３である。いずれの実施例も条件（１）〜（３）を満たしていることが分かる。
【００６４】
【表１３】
2007264032.tif 000015
【００６５】
このようにいずれの実施例も条件（１）〜（３）を満たすことにより、第１群や第４群に比べ、第２群、第３群のパワーを小さく抑えることができる。その結果、第２群と第３群を単レンズで構成しても収差を小さく抑えた集光光学系が提供される。
【００６６】
図１１、図１２は、実施例１の集光光学系１０において発生する諸収差を低倍端、高倍端の順に示す収差図である。同様に、図１３、図１４は実施例２の、図１５、図１６は実施例３の、図１７、図１８は実施例４の、低倍端と高倍端での収差図である。各図中、左から順に、球面収差および軸上色収差を表す収差図、倍率色収差図、非点収差図、歪曲収差図である。なお、球面収差および軸上色収差を表す収差図において、ｅ線は５４６ｎｍである。また、非点収差図において、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。各図それぞれに示すように、どの実施例の集光光学系１０も諸収差が十分に抑えられている。また、各実施例１〜４の集光光学系１０は、いずれも低倍端においてＮＡ０．５０以上という高ＮＡ化を実現している。つまり、本実施形態の集光光学系１０は、変倍機能を有しつつも高い光学性能を有していることが分かる。
【００６７】
以上が本発明の実施形態である。本発明に係る集光光学系や共焦点光学システムは、上記実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、例えば以下のような変形を行っても、上記構成と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、集光光学系１０は、低倍端から高倍端にかけて連続的に倍率が変化する構成であると説明したが、低倍端と高倍端だけ利用可能ないわゆる２焦点式として構成することも可能である。この場合、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３は変倍時に両者の間隔が変化しないように駆動制御される。
【００６９】
また、上記実施形態では、共焦点光学システム１００は、光ファイバ２０の射出端２１を移動させることにより、観察面での走査を可能にしているが、内視鏡本体のサイズ等の制約が問題にならないのであれば、従来存するミラーを用いて走査を行う構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態の共焦点内視鏡の先端部を拡大して示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態の共焦点光学システムにおける集光光学系近傍の拡大図である。
【図３】実施例１の集光光学系の低倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図４】実施例１の集光光学系の高倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図５】実施例２の集光光学系の低倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図６】実施例２の集光光学系の高倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図７】実施例３の集光光学系の低倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図８】実施例３の集光光学系の高倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図９】実施例４の集光光学系の低倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図１０】実施例４の集光光学系の高倍端におけるレンズ配置を表す図である。
【図１１】実施例１の集光光学系の低倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１２】実施例１の集光光学系の高倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１３】実施例２の集光光学系の低倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１４】実施例２の集光光学系の高倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１５】実施例３の集光光学系の低倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１６】実施例３の集光光学系の高倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１７】実施例４の集光光学系の低倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【図１８】実施例４の集光光学系の高倍端において発生する諸収差を表す収差図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  集光光学系
２０  シングルモード光ファイバ
２１  射出端
Ｇ１  第１群
Ｇ２  第２群
Ｇ３  第３群
Ｇ４  第４群
３００  共焦点内視鏡
４００  生体組織
【図１】
2007264032.tif 000016
【図２】
2007264032.tif 000017
【図３】
2007264032.tif 000018
【図４】
2007264032.tif 000019
【図５】
2007264032.tif 000020
【図６】
2007264032.tif 000021
【図７】
2007264032.tif 000022
【図８】
2007264032.tif 000023
【図９】
2007264032.tif 000024
【図１０】
2007264032.tif 000025
【図１１】
2007264032.tif 000026
【図１２】
2007264032.tif 000027
【図１３】
2007264032.tif 000028
【図１４】
2007264032.tif 000029
【図１５】
2007264032.tif 000030
【図１６】
2007264032.tif 000031
【図１７】
2007264032.tif 000032
【図１８】
2007264032.tif 000033