(57)【要約】      （修正有）【課題】スクリーニング用の単焦点内視鏡並の全長短縮と広視野角を図りつつ、拡大倍率が大きい拡大内視鏡用の光学系を提供する。【解決手段】物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、以下の条件（１）、（２）を満足する。２ｐ／（１．２２λ）＜ＦT＜４ｐ／（１．２２λ）・・・（１）ＦW＜ＦT・・・（２）ただし、ＦTは近接観察時の有効Ｆナンバー、ＦWは遠方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、λはｄ線の波長（５８７nm）である。【選択図】図５
2009163256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、以下の条件（７）、（８）を満足することを特徴とする光学系。
２ｐ／（１．２２λ）  ＜  ＦT  ＜  ４ｐ／（１．２２λ）  ・・・（７）
ＦW  ＜  ＦT  ・・・（８）
ただし、ＦTは近接観察時の有効Ｆナンバー、ＦWは遠方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、λはｄ線の波長（５８７ｎｍ）である。
【請求項２】
物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、バリエータよりも像側に干渉フィルタを配置したことを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を用いた撮像光学系において、とくに物体距離を変動しながら拡大をおこなう光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型のＣＣＤ（固体撮像素子）を用いた電子式内視鏡が流行っている。これによれば、体腔内の病変をＴＶモニター上で多人数で観察することができるので、複数の医者で観察および診断が可能であり、また、患者も自分の病変を見ながら診断してもらえるという大なる効果がある。
【０００３】
このような内視鏡の中でも、病変部を近接観察してその微細構造を観察することで、微小病変の浸潤の度合いや切除範囲の診断を目的とした、いわゆる拡大内視鏡が注目されている。拡大内視鏡用の光学系には、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたものなどがある。これらの光学系は、それぞれ３群式、４群式の拡大光学系であり、大きな観察倍率を得ることができるが、光学系の全長が大きく患者の負担が大きいという問題点がある。
【０００４】
これに対し、特許文献３や特許文献４に開示されたものでは、２群式の光学系によって光学系全長を短くしている。しかしながら、拡大時の作動距離（以下ＷＤという）が長く拡大率が小さいという欠点がある。また、遠方観察時の視野角２ｗが１００度以下と狭く、病変を発見するのに時間がかかるという欠点もある。現在、近接観察機能をもたないスクリーニング用の単焦点内視鏡は視野角２ｗが１３０度程度であるので、これと同程度の広い画角が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−４４２８３号公報
【特許文献２】特開平４−２１８０１２号公報
【特許文献３】特公昭５５−１５００４号公報
【特許文献４】特開平１−２７９２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２群式の光学系は全長を短縮することが容易であるが、収斂レンズ群を光軸方向に移動した場合に、遠方観察時と近接観察時における光線高が大きく変動するために、非点収差の変動を抑えることが困難となる。このため、収斂レンズの移動にともない、メリジオナル方向の像面が大きく変動することになる。
【０００７】
図１（Ａ）に概念図を示す。図中、光線１は遠方観察時の光線であり、光線２は近接観察時の光線である。これから分かるように、光線１は第１発散レンズ群Ｌ1と第２収斂レンズ群Ｌ2の高い位置を通過する。光線１の状態で第１発散レンズ群Ｌ1と第２収斂レンズ群Ｌ2のパワーをバランスさせ、非点収差の発生を０とすると、光線２で光線高が低くなったときに第１発散レンズ群Ｌ1の作用が弱まり、非点収差が補正不足になってしまう。つまり従来の２群式の光学系では収差補正上、収斂レンズ群の移動ストロークを大きくできない。このため、近接観察時のＷＤを短くして光学系倍率を大きくすることが困難となる。
【０００８】
さらに収斂レンズ群の移動ストロークが小さいことは、遠方観察時の画角を大きくできないことにもつながる。なぜなら、遠方観察時と近接観察時の画角の大きさは相関関係があり、遠方観察時の画角を大きくすると近接観察時の倍率が小さくなってしまうが、ストローク量が小さいと、この拡大倍率の低下を解消することができないからである。
【０００９】
本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクリーニング用の単焦点内視鏡並の全長短縮と広視野角を図りつつ、拡大倍率が大きい拡大内視鏡用の光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の光学系は、物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、以下の条件（７）、（８）を満足することを特徴とする。
２ｐ／（１．２２λ）  ＜  ＦT  ＜  ４ｐ／（１．２２λ）  ・・・（７）
ＦW  ＜  ＦT  ・・・（８）
ただし、ＦTは近接観察時の有効Ｆナンバー、ＦWは遠方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、λはｄ線の波長（５８７ｎｍ）である。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明の光学系は、物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、バリエータよりも像側に干渉フィルタを配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スクリーニング用の単焦点内視鏡並の全長短縮と広視野角を図りつつ、拡大倍率が大きい拡大内視鏡用の光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明と従来例の概念図である。
【図２】物体距離を説明する図である。
【図３】（ｄ）式の関係を表すグラフである。
【図４】明るさ絞り以降にバリエータが存在する場合の構成図である。
【図５】本発明の実施例１のレンズ断面図である。
【図６】本発明の実施例２のレンズ断面図である。
【図７】本発明の実施例３のレンズ断面図である。
【図８】本発明の実施例４のレンズ断面図である。
【図９】本発明の実施例５のレンズ断面図である。
【図１０】本発明の実施例６のレンズ断面図である。
【図１１】本発明の実施例７のレンズ断面図である。
【図１２】本発明の実施例８のレンズ断面図である。
【図１３】本発明の実施例９のレンズ断面図である。
【図１４】本発明の実施例１０のレンズ断面図である。
【図１５】間隔管の内面反射対策を説明する図である。
【図１６】被写界深度を説明する図である。
【図１７】１／ｘのグラフである。
【図１８】本発明の実施例１の収差曲線図である。
【図１９】本発明の実施例２の収差曲線図である。
【図２０】本発明の実施例３の収差曲線図である。
【図２１】本発明の実施例４の収差曲線図である。
【図２２】本発明の実施例５の収差曲線図である。
【図２３】本発明の実施例６の収差曲線図である。
【図２４】本発明の実施例７の収差曲線図である。
【図２５】本発明の実施例８の収差曲線図である。
【図２６】本発明の実施例９の収差曲線図である。
【図２７】本発明の実施例１０の収差曲線図である。
【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、本発明の光学系の構成による作用効果を説明する。
【００１５】
図１（Ｂ）に本発明の概念図を示す。図中、光線３は遠方観察時の光線であり、光線４は近接観察時の光線である。本発明では、２群式を改良し、第２収斂レンズ群Ｌ2のさらに像側に第３発散レンズ群Ｌ3を配置している。
【００１６】
遠方観察時の光線３は、第１発散レンズ群Ｌ1と、第２収斂レンズ群Ｌ2および第３発散レンズ群Ｌ3のパワーがバランスしているため、非点収差の発生は０である。近接観察時の光線４は第１発散レンズ群Ｌ1における光線高が低くなり凹作用が弱まるが、第２収斂レンズ群Ｌ2の移動にともない第３発散レンズ群Ｌ3における凹作用が強まるため、近接観察時でも非点収差は０に近い。ゆえに第２収斂レンズ群Ｌ2の移動にともなう収差変動を気にすることがなくなり、大きなストローク量をもつことができるのである。この結果、従来の２群式光学系に比べ、近接観察時の作動距離を短くすること、すなわち光学系倍率を大きくすることができる。また、拡大するのに十分なストローク量があるため遠方観察時の画角を大きくすることができる。
【００１７】
物体側から順に負、正、負の３群よりなる光学系において、第１発散レンズ群および第３発散レンズ群を固定し、第２収斂レンズ群を移動させて倍率β2を変化させたときの物点位置と焦点位置との関係を以下に説明する。
【００１８】
なお、第２収斂レンズ群の移動により像面が変動しないとすると、第３発散レンズ群にとっての物点の変動も生じないことになる。すなわち、この光学系の物体距離を説明するにあたり、第３発散レンズ群は無視して説明する。
【００１９】
図２において、全系の焦点距離をｆ、第１発散レンズ群Ｌ1、第２収斂レンズ群Ｌ2の焦点距離を各々ｆ1、ｆ2、無限遠観察時の第２収斂レンズ群Ｌ2の倍率をβ2’、第１発散レンズ群Ｌ1から第２収斂レンズ群Ｌ2の後ろ側焦点位置までの距離をＬとすると、ｆおよびＬは、次の式で表される。
ｆ  ＝  ｆ1β2’                         ・・・（ａ）
Ｌ  ＝  ｆ1＋ｆ2（２−β2’−１／β2’） ・・・（ｂ）
【００２０】
周知のように第２収斂レンズ群を移動させてβ2’を変化させると、（ａ）式にしたがって焦点距離ｆが変化し、また（ｂ）式にしたがって焦点位置が変動しβ2’＝−１のときＬは最小になる。
【００２１】
上の説明は物体側を基準にして考察した場合であるが、実際の観察においては像位置は固定である。そのため像位置を基準にして考えると、特定の像位置に対する第２収斂レンズ群Ｌ2の倍率β2’が−１のときに、この像位置と結像関係にある物体距離が最小になる。
【００２２】
任意のβ2’に対する第１発散レンズ群Ｌ1の前側焦点位置から物体までの距離をｘ、β2’＝−１のときの距離をｘ0とすると、ｘは次の式にて表せる。
ｘ  ＝  ｛１／ｘ0−ｆ2・（２＋β2’＋１／β2’）／ｆ12｝-1   ・・・（ｃ）
ただし、ｘは第２図に示す配置において左方向を負とする。なお物点距離に関しては、以後上記の符号にしたがうものとする。
【００２３】
またｘ、β2’を特定の状態に設定して像位置を固定すると、その状態で第２収斂レンズ群を動かしてβ2’を変化させたときのｘを求めることができる。β2’＝β2W’のときのｘをｘWとすると、（ｃ）式は次の（ｄ）式のように変形できる。
ｘ  ＝  ｛ｆ2・（β2W’＋１／β2W’−β2’−１／β2’）／ｆ12＋１／ｘW｝-1  ・・・（ｄ）
【００２４】
このときのｘ0をｘ0Wとすると、ｘ0Wは次の（ｅ）式にて求めることができる。
ｘ0W  ＝  ｛１／ｘW＋ｆ2・（２＋β2W’＋１／β2W’）／ｆ12｝-1  ・・・（ｅ）
【００２５】
図３は（ｄ）式の関係を表すグラフである。なお、このグラフで縦軸は−ｘ、横軸は−β2’をとっている。このグラフから、ｘ＝ｘWのときβ2’＝β2W’となる状態を設定した場合、ｘ≦ｘ0Wの任意の物点に対してフォーカシングが可能になる。またｘ≦ｘ0Wの任意の物点に対しβ2’はβ2’＝−１をはさんで両側に各々一つの解が存在する。
【００２６】
次に焦点距離の比について述べる。β2とβ2’とは通常異なり、両者の関係を示すと次の（ｆ）式のとおりである。
β2’  ＝  β2／｛１−ｆ1／ｆ2β｝  ・・・（ｆ）
ただし、βは像位置に対応した物点における第１発散レンズ群と第２収斂レンズ群の倍率である。
【００２７】
全系の倍率が十分小さければ、（ｆ）式はβ2’≒β2と近似でき、（ａ）式はｆ≒ｆ1β2’となる。したがって、β2’≒β2W’における焦点距離ｆWに対する、任意のβ2’における焦点距離の比γは、全系の倍率があまり大きくならない範囲ではおよそ次の（ｇ）式で表されると考えてよい。
γ  ＝  ｆ／ｆW  ≒  β2’／β2W’  ・・・（ｇ）
【００２８】
ｆ1、ｆ2を固定させ、第２収斂レンズ群を動かしてβ2’を二つの状態に変化させて焦点距離を変える場合、短焦点の状態における物点距離と第２収斂レンズ群の倍率とを各々W、β2W’、長焦点の状態における物点距離と第２収斂レンズ群の倍率を各々ｘT、β2T’とすると、本発明は
−１．３  ＜  β2T  ＜  β2W  ・・・（１）
の条件を満足するため、物体までの距離ｘの変動が少ない。このときβ2W＜β2Tとすると、長焦点時の物体までの距離が、短焦点時のそれよりも大きくなってしまう。通常、短焦点時は、観察対象の物体を検査するので物体は遠くにあり、長焦点時は近くに寄って近接観察するため、β2T＜β2Wの条件を満足する必要がある。
【００２９】
また、短焦点から長焦点へ拡大をおこなっていったときに、β2T＝−１の状態で、最も物体までの距離が短くなるが、さらに第２収斂レンズ群を移動させると、逆に作動距離が遠ざかっていくことになってしまう。遠ざかる量がある程度小さければ気にならないが、β2T＜−１．３程度の範囲では使い勝手が悪くなってくる。そこで本発明では、−１．３＜β2Tなる条件を付加している。
【００３０】
ただし、このままでは、γ＝β2T’／β2W’の比を大きくとることができず倍率が小さいので、第３発散レンズ群によって拡大し、全系倍率を大きくする必要がある。このため、本発明では、
１  ＜  │β3T│    ・・・（２）
なる条件を付加した。第３発散レンズ群は拡大系であることが発明の主旨であるので、等倍より大きい必要がある。
【００３１】
さらに条件（２）に代えて以下の条件（２’）を満足することが好ましい。
１．５  ＜  │β3T│  ・・・（２’）
【００３２】
本発明はさらに、第３収斂レンズ群が、少なくとも物体側に向けた凹面を有することで、より効果的に目的を達成することが可能である。内視鏡には先端に付着した粘液等を水流で洗い流す機能が必要であるが、第１発散レンズ群の外表面が凹面であると水がたまって観察不能状態となる。ゆえに外表面は平面か凸面であることが望ましい。一方、第１発散レンズ群は、広角化をおこなうために、凹のパワーが必要であるので、結局第１発散レンズ群は、像側に向いた凹面を有することになる。この第１発散レンズ群と、絞りに対して対称形になるように第３発散レンズ群の形状を工夫すると、非点収差およびコマ収差の発生を抑えるのに都合がよい。この結果、少ない枚数で光学系を実現することができ、コストと短い光路長の面で望ましい。
【００３３】
このときの、第１発散レンズ群の凹面と第３発散レンズ群の凹面との望ましい関係について以下に述べる。
１  ＜  ｜Ｒ1／Ｒ3｜  ＜  ３  ・・・（３）
ただし、Ｒ1は第１発散レンズ群における像側に向いた凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径、Ｒ3は第３発散レンズ群における物体側に向いた凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径である。
【００３４】
Ｒ1とＲ3とは、非点収差を補正し合うために適切な関係でなければならないが、このバランスが条件（３）の下限を下回ると、Ｒ1の曲率半径が不必要に小さくなりバックフォーカスが長くなるので、全長の増加をまねく。逆に条件（３）の上限を上回ると、Ｒ1の曲率が大きくなりすぎ、当初の狙いである非点収差を補正することが困難になる。
【００３５】
さらに、第３発散レンズ群の焦点距離ｆ3に関する望ましい条件を説明する。
−５  ＜  ｆ3／ｆW＜  −１    ・・・（４）
ただし、ｆ3は第３発散レンズ群の焦点距離、ｆWは第１発散レンズ群から第３発散レンズ群までの遠方観察時における焦点距離である。
【００３６】
第３発散レンズ群は収差を補正するために、物体側に向いた凹面をもつ。この曲率半径をなるべく小さくする方が非点収差の補正上有利であるが、条件（４）の上限を上回ってパワーを強くすると、全長が延びてしまい、本来の目的である全長の短縮が図れなくなってくる。また逆に条件（４）の下限を下回ってパワーが弱くなると、第２収斂レンズ群の移動時に収差が補正されている範囲が小さくなり、第２収斂レンズ群のストローク量を大きくとれなくなってくる。条件（４）は、以上の性質を加味して、実用上許せる範囲で規定した条件である。
【００３７】
本発明はさらに、第３発散レンズ群中に、少なくとも凸の作用をもつ面を含むことで、より効果的に目的を達成することが可能である。第３発散レンズ群は、物体側に向けた強い凹面を少なくとももち、第１発散レンズ群および第２収斂レンズ群による像を拡大する作用をもつが、凹のパワーが小さい方が、バックフォーカスが延びないため、全長のコンパクト化という意味で望ましい。すなわち、第３発散レンズ群中に凸のパワーを配して凹のパワーを打ち消すようにする必要がある。また、凸の面が存在すると、非点収差の補正をおこなうにあたり微調整をおこないやすく好ましい。特に凸の面が像側を向いていると収差補正上好ましい。
【００３８】
さらに、第３発散レンズ群の凹作用をもつ面の形状と、凸作用をもつ面の形状との望ましい関係について以下に述べる。
−０．１  ＜  ０．５・ｈ3・（１／（｜ｒ31｜＋ｄ3）−１／｜ｒ32｜）  ＜  ０．３  ・・・（５）
ただし、ｈ3は第３発散レンズ群を通る最も高い光線高、ｒ31は第３発散レンズ群中の物体側を向いたの凹の面の曲率半径、ｒ32は第３発散レンズ群中の像面を向いた凸の面の曲率半径、ｄ3は第３発散レンズ群の中肉厚である。
【００３９】
前述のごとく、第３発散レンズ群中の凸作用と凹作用をバランスさせていくと、曲率差の小さいレンズ形状となっていく。条件（５）は、そのレンズ形状をレンズ加工の面から条件化したものである。条件（５）の下限を下回ると、実際のレンズ加工をおこなう場合に、レンズの芯取りが困難になり歩留まりが劣化し、コストが高くなる。逆に、条件（５）の上限を上回ると、加工性は楽になるが、第３発散レンズ群中の凸作用と凹作用とのバランスが悪くなり、非点収差の補正が困難になってくる。
【００４０】
本発明はまた、第２収斂レンズ群が、明るさ絞りを収斂レンズにより挟む構成とすることで、より効果的に目的を達成することが可能である。第２収斂レンズ群は、結像作用をもつために強い凸のパワーが必要である。そこで、第２収斂レンズ群の構成を、凸、明るさ絞り、凸とすることで、全体として強い凸パワーをもたせつつ、絞りに対して対称形の配置にし、非点収差およびコマ収差の発生を抑えることができる。この結果、やはり少ない枚数で光学系を実現することができ、コストと短い光路長の面で望ましい。
【００４１】
このときの、第２収斂レンズ群の望ましい関係について以下に述べる。
０．９  ＜  ｆ2／ｆW  ＜  ２  ・・・（６）
ただし、ｆ2は第２発散レンズ群の焦点距離、ｆWは第１発散レンズ群から第３発散レンズ群までの遠方観察時における焦点距離である。
【００４２】
第２収斂レンズ群は、本光学系中で唯一の結像系である。このため、全焦点距離に対する第２収斂レンズ群のパワーも、光学系全長すなわち光学系第１面から結像面までの長さへの寄与が大きい。全長の観点ではｆ2は短いほど良いが、条件（６）の下限を下回る程度に短いと球面収差の発生を抑えることが困難となる。逆に、条件（６）の上限を上回ると全長の増加をまねいてしまう。本条件は、以上の性質を加味して、実用上許せる範囲で規定した条件である。
【００４３】
また最近では、ＣＣＤの多画素化、小型化が進み、内視鏡への適用が考え始められている。このような画素数の多いＣＣＤを前述の拡大式の内視鏡へ適用すると、より細かな生体観察が可能であるため診断能的に有利である。しかし拡大内視鏡光学系をそのまま適用すると、近接観察時のＦナンバーが大きいため、回折現象による画像の劣化が生ずるという問題がある。この問題を回避するために、近接観察時のＦナンバーが小さくなるように設計的に絞り径を大きくすると、遠方観察（ワイド）時のＦナンバーも小さくなってしまう。
【００４４】
内視鏡としての使い勝手として、遠方観察時は微細病変を探しているときなので、近い物体から遠くの物体までにピントがあっていること、すなわちＦナンバーが大きく、広い被写界深度を有していることが望ましい。本発明は上記の相反する二つの課題を解決する拡大内視鏡光学系も提供するものである。
【００４５】
上記課題は、物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、以下の条件（７）、（８）を同時に満足することで解決できる。
２ｐ／（１．２２λ）  ＜  ＦT＜４ｐ／（１．２２λ）  ・・・（７）
ＦW  ＜  ＦT   ・・・（８）
ただし、ＦTは近接観察時の有効Ｆナンバー、ＦWは遠方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、λはｄ線の波長（５８７ｎｍ）である。
【００４６】
図４は、明るさ絞りＳ以降にバリエータが存在する場合に、像側より逆追跡した構成を単純化して示した図である。図４（Ａ）は遠方物体を観察する場合であり、図４（Ｂ）は拡大観察時に明るさ絞りも同時に移動した場合を示す。この図から瞳の結像倍率をｍとすると、ｍは以下の式で表される。
ｍ  ＝  Ｏ’Ｈ’／ＯＨ  ＝  φE／φ0  ＝  ｆ／｜ｘ｜  ・・・（ｈ）
ただし、ＯＨは明るさ絞り径φ0の半径、Ｏ’Ｈ’は入射瞳径φEの半径、ｆは図における光学系の焦点距離、ｘは明るさ絞り位置から前側焦点位置ｆFまでの距離である。
【００４７】
次に、遠方観察時の有効ＦナンバーをＦW、拡大観察時の有効Ｆナンバーを、明るさ絞りが固定の場合をＦT(F)、バリエータと同時に動く場合をＦT(M)とすると、以下の式が成り立つ。
ＦW  ＝  ｆW／φE，
ＦT(F)  ＝  ｆT／φE，
ＦT(M)  ＝  ｆT／φE’，
・・・（ｉ）
【００４８】
明るさ絞りＳが、図４（Ｂ）のように移動した場合の瞳の結像倍率ｍ’は次のとおりである。
ｍ’  ＝  Ｏ”Ｈ”／ＯＨ  ＝  φE’／φ0  ＝  ｆ／｜ｘ1｜  ・・・（ｊ）
したがって、｜ｘ1｜＜｜ｘ｜より、ｍ＜ｍ’、φE＜φE’ゆえにＦT(M)＜ＦT(F)。
【００４９】
またＦT(M)は、｜β3T／β3W｜＝ｎとおくと、次のように表される。
ＦT(M)  ＝  ｍ・ｎ・ＦW／ｍ’  ・・・（ｋ）
【００５０】
今、入射瞳係数の変動比を上回る十分な変倍比ｎがあることから、上式から以下の関係が成り立つ。
ＦW  ＜  ＦT(M)  ＜  ＦT(F)    ・・・（ｍ）
【００５１】
このことから、明るさ絞りが固定されているよりも、バリエータと同時に動いた方が、拡大観察時のＦナンバーを小さくしつつ且つ遠方観察時のＦナンバーを大きくすることが可能である。
【００５２】
一方、光学系の解像限界周波数ｆrは例えば、レーリーによる回折限界として以下の式にて与えられる。
ｆr  ＝  １／（１．２２・λ・Ｆｎｏ）  ［本／ｍｍ］  ・・・（ｎ）
ただし、λは波長で、通常５８７ｎｍ、Ｆｎｏは光学系の有効Ｆナンバーである。
【００５３】
一方、ＣＣＤが物体情報として再現できる限界周波数ｆnは、サンプリング理論のナイキストレートとして表され、以下の式のようになる。
ｆn  ＝  １／（２・ｋ・ｐ）  ・・・（ｏ）
ただし、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、ｋは電気系の係数である。ｋは理想的にはｋ＝１であるが、電気処理の都合上ＣＣＤの能力を生かせない場合に、
１  ＜  ｋ  ＜  ２  ・・・（ｐ）
の値となりうる。ナイキスト定理から、ｋ＜１とはなり得ないし、２＜ｋだと電気系の性能が悪すぎ、画素数を多くする意味がない。式（ｏ）、（ｐ）から、
１／（４・ｐ）  ＜  ｆn  ＜  １／（２・ｐ）  ・・・（ｑ）
【００５４】
ところで、なるべく高画質を生かしながら、回折限界による画像のボケが画素数の多いＣＣＤでも検知できずボケとして認識されないためには、以下の式を満足する必要がある。
ｆn  ＝ｆr  ・・・（ｒ）
変形して、
ｆn  ＝  １／（１．２２・λ・Ｆｎｏ）  ・・・（ｓ）
【００５５】
式（ｑ）、（ｓ）から、
２ｐ／（１．２２λ）  ＜  Ｆｎｏ  ＜４ｐ／（１．２２λ）  ・・・（１０）
したがって、高画質用ＣＣＤに対応した内視鏡用の光学系として、条件（８）を満足するような拡大観察時のＦナンバーを満足すればよい。
【００５６】
以上まとめると、高画質用ＣＣＤに対応した拡大内視鏡用の光学系が、条件（７）（式（ｍ））、（８）を満足すればよい。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の光学系の実施形態について説明する。本発明の実施例１〜９のレンズ断面図を図５〜図１３に、収差図を図１８〜図２７に示す。レンズ断面図においては曲率半径をｒ1、ｒ2、・・・、面間隔をｄ1、ｄ2、・・・で表している。またレンズデータは以下のとおりである。物体距離によって変化する面間隔は「（遠方観察時の面間隔）〜（近接観察時の面間隔）」と記載している。
【００５８】
（実施例１）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3021         1.88300      40.78 
2         0.9265        0.3879
3         ∞            0.1492         1.52287      59.89 
4         ∞        0.5856〜0.2611
5         2.4685        0.3357         1.80100      34.97 
6        -2.4685        0.2914
7         ∞            0.2984         1.51400      75.00 
8     ∞（絞り）        0.3170
9         ∞            0.3916         1.74400      44.78 
10        -0.8146    0.2163〜0.5409
11        -0.5602        0.2238         1.75520      27.51 
12         ∞            0.5595         1.75500      52.32 
13        -1.1197        1.2876
14     ∞（像面）
【００５９】
（実施例２）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3214         1.88300      40.78 
2         0.8888        0.5016
3         ∞            0.1592         1.52287      59.89 
4         ∞        0.3878〜0.1892
5         ∞            0.4776         1.88300      40.76 
6        -1.6329        0.6010
7         ∞            0.2468         1.51400      75.00 
8     ∞（絞り）        0.2399
9         6.9360        0.5174         1.75500      52.32
10        -0.8236    0.2388〜0.4321
11        -0.5590        0.1990         1.78470      26.29
12         ∞            0.5970         1.76200      40.10
13        -1.2736    1.3435
14     ∞（像面）
【００６０】
（実施例３）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3232         1.88300      40.78 
2         1.0879    1.7560〜1.1615
3         1.8643        0.3887         1.76200      40.10 
4        -3.6291        0.4390
5     ∞（絞り）        0.3810
6         2.4647        0.2014         1.84666      23.78 
7         0.9172        0.6585         1.51633      64.14 
8        -0.8866    0.1945〜0.8315
9        -0.8937        0.2593         1.51633      64.14 
10      -498.8448        0.4802
11         3.2015        1.1000         1.75700      47.82 
12     ∞（像面）
【００６１】
（実施例４）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3197         1.88300      40.78 
2         1.1746    1.5903〜0.9025
3         1.9624        0.4370         1.84666      23.78 
4        -4.3711        0.4342
5     ∞（絞り）        0.4958
6         5.0497        0.2163         1.88300      40.76 
7         0.8713        0.7502         1.76200      40.10 
8        -1.2267    0.1978〜0.9297
9        -1.0509        0.3185         1.88300      40.76 
10        -2.0576        0.9115
11     ∞（像面）
【００６２】
（実施例５）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3293         1.88300      40.78 
2         1.1762    1.3374〜0.7305
3         1.9023        0.3961         1.76200      40.10 
4        -3.6520        0.4473
5     ∞（絞り）        0.3359
6         6.2917        0.7524         1.75500      52.32 
7        -1.1695    0.1917〜0.7986
8        -0.7799        0.2447         1.75500      52.32 
9        -6.3073        0.4078         1.88300      40.76 
10        -1.8595        0.4078
11         4.0782        1.0800         1.75700      47.82 
12     ∞（像面）
【００６３】
（実施例６）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3290         1.88300      40.78 
2         1.1507    1.4330〜0.8490
3         1.2008        0.3669         1.76200      40.10 
4       -11.1408        0.4469
5     ∞（絞り）        0.2247
6        -3.2111        0.4263         1.75500      52.32 
7        -0.8600    0.2291〜0.8131
8        -0.8890        0.2445         1.84666      23.78 
9         ∞            0.5297         1.88300      40.76 
10        -2.1909        0.4074
11         4.0745        0.9700         1.75700      47.82 
12     ∞（像面）
【００６４】
（実施例７）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3237         1.88300      40.78 
2         1.1931    1.3577〜0.7942
3         1.5498        0.3610         1.76200      40.10 
4        -5.0764        0.4397
5     ∞（絞り）        0.4295
6         7.2409        0.4194         1.75500      52.32 
7        -1.1665    0.1945〜0.7580
8        -0.7403        0.2405         1.84666      23.78 
9         ∞            0.5212         1.88300      40.76 
10        -1.4576        0.4009
11         4.0091        1.0700         1.75500      52.32 
12     ∞（像面）
【００６５】
（実施例８）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3348         1.88300      40.78 
2         1.0268        0.4299
3         ∞            0.1653         1.52287      59.89 
4         ∞        0.6490〜0.2893
5         2.7355        0.3720         1.80100      34.97 
6        -2.7355        0.3229
7         ∞            0.3307         1.51400      75.00 
8     ∞（絞り）        0.3513
9         ∞            0.4340         1.74400      44.78 
10        -0.9027    0.2397〜0.5994
11        -0.6649        0.6649         1.75520      27.51 
12        -1.2312        1.2596
13     ∞（像面）
【００６６】
（実施例９）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3043         1.88300      40.78 
2         0.9931        0.4974
3         ∞            0.3628         1.51400      75.00 
4         ∞            0.6987
5        -3.9890        0.2926         1.84666      23.78 
6         3.9890        0.5969         1.51633      64.14 
7        -1.4818        0.2048
8         3.7958        0.4974         1.69680      55.53 
9        -3.7958    0.1463〜2.3000
10     ∞（絞り）        0.1364
11        -2.8799        0.1756         1.69680      55.53 
12         1.3343        0.4214         1.80518      25.42 
13         2.6441    2.5200〜0.3664
14         ∞            0.8018         1.72916      54.68 
15        -3.1328        0.1170
16         3.1328        0.8018         1.72916      54.68 
17         ∞            0.1908
18        -8.6872        0.2926         1.84666      23.78 
19         2.0893        1.2290         1.62280      57.05 
20       -13.0794        0.1112
21         ∞            0.2341         1.51633      64.14
22         ∞            2.8900
23     ∞（像面）
【００６７】
各条件式の値などを表１に示す。
【表１】
2009163256.tif 000003
【００６８】
実施例１は図５に示すように、最も簡素な構成とし、第１発散レンズ群Ｌ1を凹レンズ１枚、第２収斂レンズ群Ｌ2を２枚の凸レンズで明るさ絞りＳを挟み込むように設定している。また、画素数の多いＣＣＤ用の光学系として、第３発散レンズ群Ｌ3を接合玉とし、色収差を除去している。
【００６９】
ここで第２収斂レンズ群Ｌ2中の平行平板Ｆ1は色補正フィルタである。一般的にＣＣＤは赤外の光の感度が高いので、通常観察光中の赤外波長の光に過剰に反応し、色再現性が崩れるという不具合がある。これを補正する目的で色補正フィルタを使用する。第１発散レンズ群Ｌ1中の平行平板Ｆ2はＹＡＧレーザカットフィルタと呼ばれる干渉型のフィルタである。内視鏡では治療用のＹＡＧレーザを使用するが、ＹＡＧレーザ波長（１０６４ｎｍ）は強度の強い赤外光であり、この光がＣＣＤに入射すると、この光に反応して画面全体が白飛びしてしまうという不具合が生じる。この現象を防止する目的で、ＹＡＧレーザカットフィルタを配置することが望ましい。絞りＳは色補正フィルタの像側面に配置されている。
【００７０】
本実施例の収差曲線図を図１８に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。また、各群の非点収差とペッツバールエラーに関する３次の収差係数を以下に示す。
●遠方観察時
非点収差    ペッツバールエラー
第１発散レンズ群     0.00252          0.01406 
第２収斂レンズ群    -0.00898         -0.02456 
第３発散レンズ群     0.00479          0.01066 
合計    -0.00167          0.00016 
●近接観察時
非点収差    ペッツバールエラー
第１発散レンズ群    -0.00360         0.01208
第２収斂レンズ群    -0.00436        -0.02110
第３発散レンズ群     0.00711         0.00916
合計    -0.00085         0.00014
これによれば、第３発散レンズ群Ｌ3の働きにより、非点収差とペッツバールエラーがうまく補正されていることが分かる。
【００７１】
実施例２は図６に示すように、レンズ第１面（ｒ1）での光線高を小さくすることで、レンズ外径を小さくしたものである。レンズ外径を小さくするために、第１発散レンズ群Ｌ1と第２収斂レンズ群Ｌ2との間の光線を平行に近くなるように設定している。これは、第２収斂レンズ群の物体側の凸レンズの後側焦点位置ｆB が明るさ絞りＳに近くなるように設定することで実現できる。例えばＹＡＧレーザカットフィルタなどの干渉型光学フィルタは光線角度が大きくなると、分光特性が変化し色再現性が崩れるといった問題があるが、第１発散レンズ群Ｌ1と第２収斂レンズ群Ｌ2との間の光線角度が緩ければ、そこに本実施例のように干渉フィルタＦを配置することができ、設計的な自由度も上がるので好ましい。
【００７２】
本実施例の収差曲線図を図１９に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００７３】
実施例３は図７に示すように、第２収斂レンズ群Ｌ2に接合レンズを用いて、色収差の発生を抑えたものである。この実施例では、ＣＣＤへの入射角が大きくなり画面周辺での色付きが生じる現象、いわゆるシェーディング現象の対策をするために、瞳位置を大きく変えるためのフィールドレンズＣを配置している。この場合でも、収差除去はフィールドレンズＣに入射する前の第１発散レンズ群Ｌ1、第２収斂レンズ群Ｌ2、第３発散レンズ群Ｌ3でほぼ決まっている。
【００７４】
本実施例の収差曲線図を図２０に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００７５】
実施例４は図８に示すように、シェーディング現象を対策しなくてよいＣＣＤに対し、実施例３と同じタイプの光学系を適用したものである。
【００７６】
本実施例の収差曲線図を図２１に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００７７】
実施例５は図９に示すように、実施例１の光学系の第２収斂レンズ群Ｌ2の各面に曲率を付加することで、球面収差の発生を少なくしたものである。
【００７８】
本実施例の収差曲線図を図２２に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００７９】
実施例６は図１０に示すように、第２収斂レンズ群Ｌ2の長さをなるべくコンパクトにするために、第２収斂レンズ群Ｌ2の像側のレンズをメニスカス形状にしたものである。両凸レンズまたは平凸レンズの主点位置はレンズのほぼ真ん中に形成されるが、物体側に凹面が向くようなメニスカスレンズでは、両凸レンズまたは平凸レンズに比べ主点位置が像側に若干ずれる。したがって、第２収斂レンズ群Ｌ2の像側のレンズをメニスカス形状とすると、第２収斂レンズ群Ｌ2としての主点間隔を変えずにレンズ位置だけ物体側に移動することができ、すなわち第２収斂レンズ群の長さを短くすることができるのである。
【００８０】
本実施例の収差曲線図を図２３に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００８１】
実施例７は図１１に示すように、実施例１と同じタイプの光学系に、瞳位置を大きく変えるためのフィールドレンズＣを配置したものである。
【００８２】
本実施例の収差曲線図を図２４に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００８３】
実施例８は図１２に示すように、実施例１の光学系の第３発散レンズ群Ｌ3内の接合玉を１枚にし低コストとしつつ、遠方観察時の画角をより広げて、オリエンテーション性を重視したものである。
【００８４】
本実施例の収差曲線図を図２５に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００８５】
実施例９は図１３に示すとおりの構成である。
【００８６】
本実施例の収差曲線図を図２６に示す。（ａ）は遠方観察時、（ｂ）は近接観察時の各収差曲線である。
【００８７】
ところで、今まで述べてきたような拡大内視鏡は、被写体へ近接するため、従来考えられなかったようなフレアが問題になってくる。
【００８８】
図１４に３群式の拡大内視鏡のレンズ断面図を、以下にそのレンズデータを示す。物体距離によって変化する面間隔は「（遠方観察時の面間隔）〜（近接観察時の面間隔）」と記載している。
【００８９】
（実施例１０）
面番     曲率半径         面間隔         屈折率     アッベ数
1         ∞            0.3027         1.88300      40.78 
2         0.9703        0.5098
3         ∞            0.3609         1.51400      75.00 
4         ∞            0.0175
5         ∞            0.2328         1.51633      64.15 
6         ∞            0.5254
7        -3.7253        0.5239         1.84666      23.78 
8         3.7253        0.4482         1.51742      52.43 
9        -1.5512        0.0882
10         2.5908        0.5239         1.51633      64.14 
11        -2.5908        0.0255
12     ∞（絞り）    0.1983〜2.4116
13        -2.8644        0.1746         1.69680      55.53 
14         1.3271        0.4191         1.80518      25.42 
15         2.6298    2.5899〜0.3767
16         ∞            0.7975         1.72916      54.68 
17        -3.1159        1.3849
18         3.1159        0.7975         1.72916      54.68 
19         ∞            0.1946
20        -8.6404        0.2910         1.84666      23.78 
21         2.0780        1.2224         1.62280      57.05 
22       -13.0090        0.1106
23         ∞            0.2328         1.51633      64.1
24         ∞            2.5704
25     ∞（像面）
【００９０】
各条件式の値などを表２に示す。
【表２】
2009163256.tif 000004
【００９１】
従来、内視鏡にはＹＡＧレーザカットフィルタと呼ばれる干渉型のフィルタを図１４の（ア）の位置に配置していた。これは、干渉型光学フィルタは光線角度が大きくなると分光特性が変化し、色再現性が崩れるといった問題があるため、なるべく光線の角度が緩い位置に配置する必要があったためである。一方、干渉型のフィルタは高い反射率をもっているため、ゴーストなどの問題を生じやすい。また内視鏡の第１レンズの表面は胃酸などの影響によりマルチコートなどの表面処理がはがれる恐れがあるのでコーティングしないことになっている。つまり第１レンズ表面もやはり高い反射率をもつ。
【００９２】
拡大内視鏡では物体に近接するが、図１４の（ア）の位置に干渉フィルタが存在すると、干渉フィルタで反射した光ｉが第１レンズ表面（ｒ1）でさらに反射し、ＣＣＤに結像してしまう。このゴースト光は物体とほぼ共役な位置であり、ゴーストとしてよく目立つのである。
【００９３】
これを解決するために、物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、バリエータよりも像側に干渉フィルタを配置する。例えば、図１４の（イ）の位置に干渉フィルタをおけばよい。バリエータより物体側の位置では、光線高の変動が大きく、干渉フィルタに入射する角度が安定的でない。バリエータよりも像側の位置にＹＡＧカットフィルタを置くと、入射角の制限を設計的におこない易く、拡大内視鏡に特有なゴーストの対策ができる。
【００９４】
また、３群式の拡大内視鏡では、光学系が長くなるため、間隔管の内面反射が原因となるフレアが発生しやすい。図１５（Ａ）に示すごとく、間隔管Ｔの内面に光が当たると、そこを２次光源としてフレアが発生する。これを解決するには、拡大内視鏡光学系の間隔管に遮光線加工をおこなうことが望ましい。遮光線加工とは図１５（Ｂ）に示すごとく、複数の溝を間隔管内面に施すことである。これにより遮光管内面の反射率を下げ、フレアの対策をすることが可能となる。
【００９５】
もちろんこの発明は、前記の実施例１〜９に対しても有効であることはいうまでもない。また、今まで述べてきたような拡大内視鏡では、製品組立時のピント調整に工夫が必要となる。通常の拡大機能をもたない内視鏡は、広い被写界深度をもつパンフォーカスな光学系であることが知られている。
【００９６】
被写界深度を以下に簡単に説明する。図１６は、内視鏡光学系の図である。図において、ある物体Ｏに対する像Ｉが形成されたとして、像位置にＣＣＤを配置することで、ピントが合った像を得ることができる。物体Ｏを近接しＯ’の位置とすると、像位置はＩの位置よりずれることになり、Ｉ’の位置に形成される。逆に物体Ｏを遠方にしＯ”の位置とすると、像位置はＩの位置よりずれることになり、Ｉ”の位置に形成される。
【００９７】
ここで、ＣＣＤの位置は固定されているとすると、ＣＣＤ位置における像Ｉ’およびＩ”は錯乱円径δとなり、ピントボケした画像になる。しかしながら、ＣＣＤによる分解能が錯乱円径δより大きい場合、画像はＣＣＤの分解能で決定し、物体Ｏ’からＯ”の範囲はピントが合っているように感じられる。この範囲を被写界深度とよぶ。
【００９８】
このときの光学系の実効口径比をＦｎｏ、光学系の焦点距離をｆLとすると
｜１／Ｘn−１／Ｘf｜  ＝  ２δＦｎｏ／ｆL2  ・・・（ｔ）
が成り立つ。ここで、被写界深度Ｄは、
Ｄ  ＝  Ｘf−Ｘn  ・・・（ｕ）
である。
【００９９】
内視鏡は前述のごとくパンフォーカスな光学系であり、望ましい被写界深度とする必要があるが、レンズ加工などで発生したバラツキを吸収するために、最終組立時にＣＣＤ位置を調整することで望ましい被写界深度になるように調整することが必要とされる。特に拡大内視鏡では、遠方観察時と近接観察時の二つの状態でピントが合っているように調整をおこなう必要があるので、従来の方法に対し工夫が必要になる。
【０１００】
その工夫とは、遠方観察時の調整をおこなう段階の後に近接観察時の調整をおこなうことである。図１７に１／ｘの図を示す。式（ｔ）における｜１／Ｘn−１／Ｘf｜とは、図１７におけるＹ方向の大きさを示す。この大きさ２δＦｎｏ／ｆL2が固定であると仮定すると、Ｘnが小さいとき、すなわち近接よりのときの被写界深度Ｄ1は小さくなる。逆にＸnが大きいとき、すなわち遠点よりのときの被写界深度Ｄ2は大きくなる。
【０１０１】
ここで、ピント調整時には、多少の誤差が残るものであるので、近接観察時の調整をおこなった後で遠方観察時の調整をおこなう方法をとると、近接観察時に多少の誤差が残った場合、遠方観察時にこの誤差が拡大されて設計状態から大きくずれてしまうことになる。
【０１０２】
そこで、最初に遠方観察状態でピント調整をおこなうと、ピント調整時に多少誤差が乗ったとしても、近接観察状態になるとその誤差が縮小する方向なので、精度良くピント調整をおこなうことができる。なおこのときの遠方観察状態でのピント調整は、ＣＣＤの位置決めによりおこない、近接観察時のピント調整は移動するレンズのストップ位置を決めることに相当する。
【０１０３】
なお、以上に述べた各実施例において、画素情報の一部領域をＴＶモニター上に拡大表示するいわゆる電子ズーム方式と併用すると、観察したい部位を選択的に大きく表示し見やすくなるので、さらに使い勝手が向上した拡大内視鏡が得られることは言うまでもない。以上に説明した光学系は、たとえば次のように構成することができる。
【０１０４】
（１）  物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群の３つのレンズ群よりなり前記第２レンズ群が可動な光学系において、前記第２レンズ群の移動によって、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群による非点収差が補正されている状態と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群による非点収差が補正されている状態とを含むことを特徴とする光学系。
【０１０５】
（２）  物体側から順に負の作用を有する第１発散レンズ群と、正の作用を有する第２収斂レンズ群と、負の作用を有する第３発散レンズ群とよりなる結像系を少なくとも含み、前記第２収斂レンズ群を光軸に沿って移動させることを特徴とする撮像光学系。
【０１０６】
（３）  以下の条件（１）、（２）を満足することを特徴とする前記（２）項に記載の撮像光学系。
−１．３  ＜  β2T  ＜  β2W  ・・・（１）
１  ＜  │β3T│  ・・・（２）
ただし、β2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、β2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、β3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率である。
【０１０７】
（４）  以下の条件（１）、（２’）を満足することを特徴とする前記（２）項に記載の撮像光学系。
−１．３  ＜  β2T  ＜  β2W  ・・・（１）
１．５  ＜  │β3T│  ・・・（２’）
ただし、β2Tは近接観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、β2Wは遠方観察時の前記第２収斂レンズ群の倍率、β3Tは近接観察時の前記第３発散レンズ群の倍率である。
【０１０８】
（５）  前記第３収斂レンズ群が少なくとも物体側に向けた凹面を有することを特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。
【０１０９】
（６）  以下の条件（３）を満足することを特徴とする前記（５）項に記載の撮像光学系。
１  ＜  ｜Ｒ1／Ｒ3｜  ＜  ３   ・・・（３）
ただし、Ｒ1は前記第１発散レンズ群における像側に向いた凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径、Ｒ3は前記第３発散レンズ群における物体側に向いた凹面のうち曲率半径がもっとも小さい凹面の曲率半径である。
【０１１０】
（７）  以下の条件（４）を満足することを特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。
−５  ＜  ｆ3／ｆW  ＜  −１   ・・・（４）
ただし、ｆ3は前記第３発散レンズ群の焦点距離、ｆWは前記第１発散レンズ群から前記第３発散レンズ群までの遠方観察時における焦点距離である。
【０１１１】
８）  前記第３発散レンズ群中に少なくとも凸の作用をもつ面を有することを特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。
【０１１２】
（９）  以下の条件（５）を満足することを特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。
−０．１  ＜  ０．５・ｈ3・（１／（｜ｒ31｜＋ｄ3）−１／｜ｒ32｜）  ＜０．３     ・・・（５）
ただし、ｈ3は前記第３発散レンズ群を通る最も高い光線高、ｒ31は前記第３発散レンズ群中の物体側を向いたの凹の面の曲率半径、ｒ32は前記第３発散レンズ群中の像面を向いた凸の面の曲率半径、ｄ3は前記第３発散レンズ群の中肉厚である。
【０１１３】
（１０）  前記第２収斂レンズ群が明るさ絞りを収斂レンズにより挟む構成であることを特徴とする前記（２）〜（４）項に記載の撮像光学系。
【０１１４】
（１１）  以下の条件（６）を満足することを特徴とする前記（１０）項に記載の撮像光学系。
０．９  ＜  ｆ2／ｆW  ＜  ２   ・・・（６）
ただし、ｆ2は前記第２発散レンズ群の焦点距離、ｆWは前記第１発散レンズ群から前記第３発散レンズ群までの遠方観察時における焦点距離である。
【０１１５】
（１２）  物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、以下の条件（７）、（８）を満足することを特徴とする光学系。
２ｐ／（１．２２λ）  ＜  ＦT＜４ｐ／（１．２２λ）  ・・・（７）
ＦW  ＜  ＦT   ・・・（８）
ただし、ＦTは近接観察時の有効Ｆナンバー、ＦWは遠方観察時の有効Ｆナンバー、ｐはＣＣＤの画素ピッチ、λはｄ線の波長（５８７ｎｍ）である。
【０１１６】
（１３）  物体までのベストフォーカス距離が変動する光学系において、バリエータよりも像側に干渉フィルタを配置したことを特徴とする光学系。
【０１１７】
（１４）  間隔管に遮光線加工を施したことを特徴とする拡大内視鏡。
【０１１８】
（１５）  遠方観察時の調整をおこなう段階の後に近接観察時の調整をおこなうことを特徴とする拡大内視鏡。
【符号の説明】
【０１１９】
Ｌ1          第１発散レンズ群
Ｌ2          第２収斂レンズ群
Ｌ3          第３発散レンズ群
Ｓ           絞り
Ｃ           フィールドレンズ
Ｆ           干渉フィルタ
Ｆ1          色補正フィルタ
Ｆ2          ＹＡＧレーザカットフィルタ
ｉ           光
Ｔ           間隔管
【図１】
2009163256.tif 000005
【図２】
2009163256.tif 000006
【図３】
2009163256.tif 000007
【図４】
2009163256.tif 000008
【図５】
2009163256.tif 000009
【図６】
2009163256.tif 000010
【図７】
2009163256.tif 000011
【図８】
2009163256.tif 000012
【図９】
2009163256.tif 000013
【図１０】
2009163256.tif 000014
【図１１】
2009163256.tif 000015
【図１２】
2009163256.tif 000016
【図１３】
2009163256.tif 000017
【図１４】
2009163256.tif 000018
【図１５】
2009163256.tif 000019
【図１６】
2009163256.tif 000020
【図１７】
2009163256.tif 000021
【図１８】
2009163256.tif 000022
【図１９】
2009163256.tif 000023
【図２０】
2009163256.tif 000024
【図２１】
2009163256.tif 000025
【図２２】
2009163256.tif 000026
【図２３】
2009163256.tif 000027
【図２４】
2009163256.tif 000028
【図２５】
2009163256.tif 000029
【図２６】
2009163256.tif 000030
【図２７】
2009163256.tif 000031