JP2014115495A

JP2014115495A - 集光光学系及び観察器具

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Publication number: JP2014115495A
Application number: JP2012269986A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Nasu; 幸子那須
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: JP6074246B2

Abstract

【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と正レンズからなる接合レンズを有する。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

Description

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。

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。

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。

特開２００５−８０７６９号公報

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。

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１_１のメニスカスレンズ、被検面側に凸面を向けた第１_１の正レンズ、点光源側に凸面を向けた第２_１の正レンズ、被検面側に凹面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１_１の接合レンズを有する。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１_２の接合レンズ、第１_２の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１_２のメニスカスレンズを有する。当該集光光学系は、第１_１のメニスカスレンズの点光源側の面の曲率半径をｒ_１１と定義し、第１_１のメニスカスレンズの被検面側の面の曲率半径をｒ_２１と定義し、第１_２のメニスカスレンズの点光源側の面の曲率半径をｒ_１２と定義し、第１_２のメニスカスレンズの被検面側の面の曲率半径をｒ_２２と定義した場合に、次の条件式
−０．４＜ＳＦ_１＜０．０
−０．６＜ＳＦ_２＜−０．１
但し、
ＳＦ_１：（ｒ_１１−ｒ_２１）／（ｒ_１１＋ｒ_２１）
ＳＦ_２：（ｒ_１２−ｒ_２２）／（ｒ_１２＋ｒ_２２）
を満たす。

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１_１のメニスカスレンズ、被検面側に凸面を向けた第１_１の正レンズ、負レンズと正レンズからなる第１_１の接合レンズ、被検面側に凹面を向けた第２_１のメニスカスレンズを有する。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１_２の接合レンズ、第１_２の正レンズ、被検面側に凹面を向けた第１_２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
−０．４＜ＳＦ_１＜０．０
−０．６＜ＳＦ_２＜−０．１
但し、
ＳＦ_１：（ｒ_１１−ｒ_２１）／（ｒ_１１＋ｒ_２１）
ＳＦ_２：（ｒ_１２−ｒ_２２）／（ｒ_１２＋ｒ_２２）
を満たす。

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。

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ｆ_１ｎと定義し、第１群の焦点距離をｆ_１と定義した場合に、次の条件式
−４．５≦ｆ_１ｎ／ｆ_１≦−０．５
を満たす構成としてもよい。

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ｆ_２ｎと定義し、第２群の焦点距離をｆ_２と定義した場合に、次の条件式
−０．９≦ｆ_２ｎ／ｆ_２≦−０．５
を満たす構成としてもよい。

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ｆ_１ｐと定義した場合に、次の条件式
１．０≦ｆ_１ｐ／ｆ_１≦４．０
を満たす構成としてもよい。

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ｆ_２ｐと定義した場合に、次の条件式
０．５≦ｆ_２ｐ／ｆ_２≦３．０
を満たす構成としてもよい。

また、上記集光光学系は、第１_１のメニスカスレンズの焦点距離をｆ_1ｍと定義した場合に、次の条件式
５．０≦｜ｆ_１ｍ／ｆ_１｜≦２０．０
を満たす構成としてもよい。

また、上記集光光学系は、第１_２のメニスカスレンズの焦点距離をｆ_２ｍと定義した場合に、次の条件式
１．５≦｜ｆ_２ｍ／ｆ_２｜≦４．５
を満たす構成としてもよい。

また、上記集光光学系は、第１群を構成するレンズのレンズ面のうち最も被検面側に配置される面と、第２群を構成するレンズのレンズ面のうち最も点光源側に配置される面とが互いに向き合う一対の凹面であり、この凹面を持つ少なくとも一方が負レンズであり、一対の凹面のうち、被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ_３１と定義し、曲率半径ｒ_３１を持つ凹面と向き合う凹面の曲率半径をｒ_３２と定義した場合に、次の条件式
―０．２＜ＳＦ_３＜０．０
但し、
ＳＦ_３：（ｒ_３１＋ｒ_３２）／（ｒ_３１−ｒ_３２）
を満たす構成としてもよい。

また、曲率半径ｒ_３１の凹面を持つレンズ、曲率半径ｒ_３２の凹面を持つレンズは、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。

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。

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。

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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。本発明の実施例８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。本発明の実施例８の走査用集光光学系の各種収差図である。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。比較例１の走査用集光光学系の各種収差図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、被検面側に凹面を向けた負レンズＬ４と正レンズＬ５からなる接合レンズＣＬ１を少なくとも有している。

また、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、被検面側に凸面を向けた正レンズ、負レンズと正レンズからなる接合レンズ、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズを少なくとも有する構成としてもよい（後述の実施例２参照）。

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。

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、点光源側に凹面を向けた負レンズＬ６と正レンズＬ７からなる接合レンズＣＬ２、正レンズＬ８、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ９を少なくとも有している。

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。

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Ｌ９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。

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ｒ_１１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ｒ_２１と定義し、メニスカスレンズＬ９の点光源側の面の曲率半径をｒ_１２と定義し、メニスカスレンズＬ９の被検面側の面の曲率半径をｒ_２２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）
−０．４＜ＳＦ_１＜０．０・・・（１）
−０．６＜ＳＦ_２＜−０．１・・・（２）
但し、
ＳＦ_１：（ｒ_１１−ｒ_２１）／（ｒ_１１＋ｒ_２１）
ＳＦ_２：（ｒ_１２−ｒ_２２）／（ｒ_１２＋ｒ_２２）
を満たす。

条件式（１）に規定されるＳＦ_１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ＳＦ_１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。

条件式（２）に規定されるＳＦ_２の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ９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Ｌ９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ＳＦ_２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。

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。

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ｆ_１ｎと定義し、第１群Ｇ１の焦点距離をｆ_１と定義した場合に、次の条件式（３）
−４．５≦ｆ_１ｎ／ｆ_１≦−０．５・・・（３）
を更に満たす。

条件式（３）に規定されるｆ_１ｎ／ｆ_１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ｆ_１ｎ／ｆ_１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。

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。

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ｆ_２ｎと定義し、第２群Ｇ２の焦点距離をｆ_２と定義した場合に、次の条件式（４）
−０．９≦ｆ_２ｎ／ｆ_２≦−０．５・・・（４）
を更に満たす。

条件式（４）に規定されるｆ_２ｎ／ｆ_２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ｆ_２ｎ／ｆ_２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。

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。

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ｆ_１ｐと定義した場合に、次の条件式（５）
１．０≦ｆ_１ｐ／ｆ_１≦４．０・・・（５）
を更に満たす。

条件式（５）に規定されるｆ_１ｐ／ｆ_１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ｆ_１ｐ／ｆ_１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。

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。

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ｆ_２ｐと定義した場合に、次の条件式（６）
０．５≦ｆ_２ｐ／ｆ_２≦３．０・・・（６）
を更に満たす。

条件式（６）に規定されるｆ_２ｐ／ｆ_２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ｆ_２ｐ／ｆ_２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。

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。

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ｆ_1ｍと定義した場合に、次の条件式（７）
５．０≦｜ｆ_１ｍ／ｆ_１｜≦２０．０・・・（７）
を更に満たす。

条件式（７）に規定される｜ｆ_１ｍ／ｆ_１｜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（７）に規定される｜ｆ_１ｍ／ｆ_１｜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。

条件式（７）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。

また、走査用集光光学系１０は、例えば、メニスカスレンズＬ９の焦点距離をｆ_２ｍと定義した場合に、次の条件式（８）
１．５≦｜ｆ_２ｍ／ｆ_２｜≦４．５・・・（８）
を更に満たす。

条件式（８）に規定される｜ｆ_２ｍ／ｆ_２｜の上限を上回ると、メニスカスレンズＬ９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（８）に規定される｜ｆ_２ｍ／ｆ_２｜の下限を下回ると、メニスカスレンズＬ９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。

条件式（８）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。

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と第２群Ｇ２との境付近に並べて配置することにより、上記堺付近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ｎ_ｎｅと定義した場合に、次の条件式（９）
ｎ_ｎｅ≧１．８５・・・（９）
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。

また、走査用集光光学系１０は、第１群Ｇ１のうち最も被検面側に配置される面（図３においては正レンズＬ５の被検面側の面）と、第２群Ｇ２のうち最も点光源側に配置される面（図３においては負レンズＬ６の点光源側の面）とが互いに向き合う一対の凹面となっており、一対の凹面のうち、被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ_３１と定義し、曲率半径ｒ_３１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ｒ_３２と定義した場合に、次の条件式（１０）
―０．２＜ＳＦ_３＜０．０・・・（１０）
但し、
ＳＦ_３：（ｒ_３１＋ｒ_３２）／（ｒ_３１−ｒ_３２）
を更に満たす。このようなレンズ配置において条件式（１０）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。

条件式（１０）に規定されるＳＦ_３の上限を上回ると、点光源側に向く凹面の曲率半径ｒ_３２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（１０）に規定されるＳＦ_３の下限を下回ると、被検面側に向く凹面の曲率半径ｒ_３１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。

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正レンズＬ５、負レンズＬ６を夫々、負レンズＬ４、正レンズＬ７と接合し、接合レンズＣＬ１、ＣＬ２としている。

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８例説明し、各数値実施例１〜８と比較する比較例を１例説明する。各数値実施例１〜８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。

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。

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０．０５ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１７ｍｍ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。

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。

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。図５に示されるように、本実施例２の走査用集光光学系１０は、第１群Ｇ１の構成が本実施例１と異なる。具体的には、本実施例２の第１群Ｇ１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Ｌ１、被検面側に凸面を向けた正レンズＬ２、正レンズＬ１１と負レンズＬ１２からなる接合レンズＣＬ３、被検面側に凹面を向けたメニスカスレンズＬ１３を少なくとも有する。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０．１２ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１７ｍｍである。

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０．１３ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１４ｍｍである。

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。図９に示されるように、本実施例４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０．４０、像高が０．１２ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１２ｍｍである。

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。図１１に示されるように、本実施例５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。但し、本実施例５においては、本実施例１の正レンズＬ２及びＬ３が３つのレンズＬ３１〜Ｌ３３に分けられている。また、本実施例１の正レンズＬ８が２つのレンズＬ４１、４２に分けられている。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０．１４ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１４ｍｍである。

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０．３０、像高が０．１３ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．０８ｍｍである。

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０．３０、像高が０．１３ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１９ｍｍである。

図１７は、本発明の実施例８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１７に示されるように、本実施例８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１８（ａ）〜（ｄ）は、本実施例８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８は、本実施例８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８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０．０８ｍｍである。

（比較例１）
図１９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。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２０（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９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０．１２ｍｍ、バックフォーカスＢＦが０．１７ｍｍである。

（比較検証）
表１０は、本実施例１〜８及び比較例１の各例において、条件式（１）〜（１０）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１０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（７）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（８）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Ｌ６）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Ｌ５）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Ｌ８）である。なお、条件式（９）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。

表１０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（２）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２０に示されるように、球面収差、軸上色収差及び倍率色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を犠牲にせざるを得ない。

これに対して、本実施例１〜８の走査用集光光学系１０は、表１０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。

また、本実施例１〜８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１〜８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。

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。

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

Claims

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１_１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１_１の正レンズ、
前記点光源側に凸面を向けた第２_１の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた、負レンズと正レンズからなる第１_１の接合レンズ、
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１_２の接合レンズ、
第１_２の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１_２のメニスカスレンズ、
を有し、
前記第１_１のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ_１１と定義し、該第１_１のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ_２１と定義し、前記第１_２のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ_１２と定義し、該第１_２のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ_２２と定義した場合に、次の条件式
−０．４＜ＳＦ_１＜０．０
−０．６＜ＳＦ_２＜−０．１
但し、
ＳＦ_１：（ｒ_１１−ｒ_２１）／（ｒ_１１＋ｒ_２１）
ＳＦ_２：（ｒ_１２−ｒ_２２）／（ｒ_１２＋ｒ_２２）
を満たすことを特徴とする、集光光学系。
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１_１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１_１の正レンズ、
負レンズと正レンズからなる第１_１の接合レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第２_１のメニスカスレンズ、
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１_２の接合レンズ、
第１_２の正レンズ、
前記被検面側に凹面を向けた第１_２のメニスカスレンズ、
を有し、
前記第１_１のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ_１１と定義し、該第１_１のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ_２１と定義し、前記第１_２のメニスカスレンズの前記点光源側の面の曲率半径をｒ_１２と定義し、該第１_２のメニスカスレンズの前記被検面側の面の曲率半径をｒ_２２と定義した場合に、次の条件式
−０．４＜ＳＦ_１＜０．０
−０．６＜ＳＦ_２＜−０．１
但し、
ＳＦ_１：（ｒ_１１−ｒ_２１）／（ｒ_１１＋ｒ_２１）
ＳＦ_２：（ｒ_１２−ｒ_２２）／（ｒ_１２＋ｒ_２２）
を満たすことを特徴とする、集光光学系。
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ｆ_１ｎと定義し、該第１群の焦点距離をｆ_１と定義した場合に、次の条件式
−４．５≦ｆ_１ｎ／ｆ_１≦−０．５
を満たすことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の集光光学系。
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ｆ_２ｎと定義し、該第２群の焦点距離をｆ_２と定義した場合に、次の条件式
−０．９≦ｆ_２ｎ／ｆ_２≦−０．５
を満たすことを特徴とする、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。
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ｆ_１ｐと定義し、該第１群の焦点距離をｆ_１と定義した場合に、次の条件式
１．０≦ｆ_１ｐ／ｆ_１≦４．０
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。
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ｆ_２ｐと定義し、該第２群の焦点距離をｆ_２と定義した場合に、次の条件式
０．５≦ｆ_２ｐ／ｆ_２≦３．０
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。
前記第１_１のメニスカスレンズの焦点距離をｆ_1ｍと定義し、前記第１群の焦点距離をｆ_１と定義した場合に、次の条件式
５．０≦｜ｆ_１ｍ／ｆ_１｜≦２０．０
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。
前記第１_２のメニスカスレンズの焦点距離をｆ_２ｍと定義し、前記第２群の焦点距離をｆ_２と定義した場合に、次の条件式
１．５≦｜ｆ_２ｍ／ｆ_２｜≦４．５
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。
前記第１群を構成するレンズのレンズ面のうち最も被検面側に配置される面と、前記第２群を構成するレンズのレンズ面のうち最も点光源側に配置される面とが互いに向き合う一対の凹面であり、該凹面を持つ少なくとも一方が負レンズであり、
前記一対の凹面のうち、前記被検面側に向く凹面の曲率半径をｒ_３１と定義し、該曲率半径ｒ_３１を持つ凹面と向き合う凹面の曲率半径をｒ_３２と定義した場合に、次の条件式
―０．２＜ＳＦ_３＜０．０
但し、
ＳＦ_３：（ｒ_３１＋ｒ_３２）／（ｒ_３１−ｒ_３２）
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。
前記曲率半径ｒ_３１の凹面を持つレンズ、前記曲率半径ｒ_３２の凹面を持つレンズは、
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９に記載の集光光学系。
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が先端部内に組み込まれたことを特徴とする観察器具。