JP4290923B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる内視鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察したり必要に応じて鉗子チャンネル内に挿通した鉗子を用いて生体内組織を採取して患部を詳しく診断することができる医療用内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
これらの内視鏡から映像信号を形成する手段としては、内視鏡の先端に配置された対物レンズの像をファイバー束を用いて接眼部まで伝送し、操作部に着脱自在のカメラを取り付け、その撮像素子に再結像させ、その出力信号から映像信号を作成するファイバースコープと、固体撮像素子を内視鏡先端部に配し、直接先端対物レンズの像から映像信号を作成する電子内視鏡との２種類の方法があげられる。
【０００４】
ファイバースコープには、イメージガイドの周期性と固体撮像素子の周期性からくるモアレ等の問題、イメージガイドの網目が目立つ欠点、ファイバースコープ専用アダプターを用いて内視鏡に取り付ける必要があり、使用上使い難い等の理由から、近年、固体撮像素子を用いた内視鏡が一般的になってきている。近年、携帯電話、デジタルカメラ等の普及により固体撮像素子の小型化に対するニーズが高まり、１／６インチ以下等の非常に小さな固体撮像素子の開発もされてきており、それに伴い挿入部が非常に細い電子内視鏡も開発されてきている。しかし、あるレベル以下の非常に細い挿入部を持った電子内視鏡は、固体撮像素子の大きさの制限から作ることができない。
【０００５】
そのような非常に細い挿入部を持った内視鏡を作るには、ファイバースコープが適している。また、ファイバースコープ専用アダプターをなくし、イメージガイドの伝送像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系を内視鏡操作部内に組み込むと使い勝手がよい。
【０００６】
このような非常に細い挿入部を持ち、イメージガイドの伝送像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系を内視鏡内に組み込んだ先行例として、特開平１１−１５１２００号、特開平１１−２３９８３号に記載されたものがある。これらの公報では、先端に固体撮像素子を配置できないような非常に細い挿入部を持った内視鏡（例えば、尿道鏡や眼科用内視鏡）が、提案されている。上記公報共に、細い挿入部を持った内視鏡において、先端対物レンズでできた像を、イメージファイバーを用いて内視鏡本体操作部まで導き、イメージガイドで伝送された光学像を再結像光学系によって固体撮像素子に再結像させ、電気信号に変換し、モニター上に表示させることを目的としている。
【０００７】
上記公報では共に、同一機種の内視鏡を用いたときに画面上で内視鏡観察像の表示位置、大きさに関しての調整方法が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この上記公報では、イメージガイド端面、再結像光学系、固体撮像素子との間での焦点調整による倍率変動について記載され、両公報共に、再結像光学系とイメージガイドの出射端位置の焦点調整による倍率変動を最小限にするような調整方法が提案されている。つまり、再結像光学系の焦点調整により、再結像光学系の倍率が変化してしまうことが問題点である。
【０００９】
また、両公報には共に、用いるイメージファイバーと固体撮像素子によるモアレに関しては全く記載がなく、再結像光学系に必要な条件が全く述べられていない。
【００１０】
また、一般的に、内視鏡は、電子内視鏡、光源、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）からなり、術者は使用目的に合わせ使用する電子内視鏡を選択して使用する。その場合、ＣＣＵは同じものを用いて使用することができる。ただ、ファイバースコープを使用する場合には、ファイバースコープ用ＣＣＵ、専用アダプターを用意して使用する必要性があった。あるいは、ファイバースコープを電子内視鏡用ＣＣＵにつなげるために、別の専用アダプターを使用し、取り付ける必要があった。この場合、モニター画面上に表示される内視鏡観察画像は、イメージガイドの網目が見えたり、モアレが発生した画像となり、また、この場合、固体撮像素子に投影されるイメージガイド出射端面が適切な大きさではなかったため、自動調光がきかず、照明光による露出オーバー（以下、ハレーションと呼ぶ。）を調節できない問題点がある。上記両公報には、そのような記述も述べられていない。
【００１１】
本発明は従来技術のこのような問題点及び実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、イメージガイドを用い術者の使用上の使い勝手も考慮された内視鏡において、再結像光学系として焦点調整と倍率を別に考慮できるような構成を提供することである。また、電子内視鏡用ＣＣＵにアダプターを必要とせずに接続可能であり、また、モアレの発生も考慮されたファイバー内視鏡装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による内視鏡装置は、内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡において、
前記再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、両側テレセントリック光学系とは、光軸に平行に入射した光が出射側で±１０°以内で出射するものであるとする。さらに、この出射側の角度が±５°以内であればさらによい。
【００１４】
再結像光学系を両側テレセントリックにすることにより、イメージガイドと再結像光学系の距離に変化があっても、像の倍率には全く影響を与えなくなる。これにより、特開平１１−１５１２００号、特開平１１−２３９８３号に記載されている先行例で問題とされていた、焦点調整に伴う倍率調整が不要になる。つまり、焦点調整と倍率調整を完全に分離できたことになる。ただし、両側テレセントリック光学系の場合、倍率の変化は部品の加工誤差で決まるため、加工誤差に対する倍率の変動が要求されている仕様より小さくなるように、再結像光学系を設計する必要がある。このように設計された再結像光学系を使えば、組み立て時には焦点調整のみ行えばよく、組み立て性が良くなる特徴がある。
【００１５】
また、上記再結像光学系を、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群で構成し、第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、下記の条件を満足することが望ましい。
【００１６】
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11のイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。
【００１７】
これは、最も物体側にある正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11に求められる条件である。内視鏡においては明るい像を得ることが望まれており、そのため、イメージガイドのファイバー（光ファイバー）としてＮＡ（開口数）が０．１以上のファイバーが使われることが多い。このようにイメージガイドのＮＡが大きくなると、再結像光学系のレンズがティルトやシフトした場合に画像劣化が起こりやすくなる欠点がある。
【００１８】
以上から、再結像光学系の物体側にある正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11が条件（１）を満足していることが望ましい。βG11 の絶対値が０．５以下になると、高ＮＡでイメージガイドから出射した光線を小さく縮小するために光線を強く曲げる必要があり、この場合にはレンズが偏心したとき画質劣化が大きくなってしまいよくない。また、βG11 の絶対値が３以上になると、偏心に対しては有利になるが、拡大系となりレンズ系が大きくなり、ひいては内視鏡操作部が大きくなってしまい、操作性が悪く問題がある。
【００１９】
さらに、第１レンズ群を、正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11と負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12とから構成すると、さらに収差補正上よい。
【００２０】
このように、絞り付近に負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ12を配置することは、ペッツバール補正の観点から非常によい。
【００２１】
さらに、ペッツバール補正上、上記負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ12の最も像側の面は、固体撮像素子側に凹面を向けていることが望ましい。
【００２２】
また、上記正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ11群中に、イメージファイバー端面に対して結像倍率が略無限大になるような、つまり、物体に対して像が平行光になるような光学系部分（本明細書では、コリメート部分光学系と呼ぶ。）を含んでいると、組み立て調整後に再度ユーザーが倍率変動に関係なく、ピント調整を行うことができ、非常に便利である。これは、特開平８−１６６３２１号に記載されているように、ファイバースコープでモアレが発生している画像において、デフォーカスさせてモアレ縞を消すことがよく行われる。このデフォーカスのレベルは使っているユーザーが選択し、画質とデフォーカスのレベルを決めるのがよい場合がある。このような場合、倍率に変動を与えず、像位置変動に無関係に焦点調整できることは非常に有用である。
【００２３】
また、再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、第２レンズ群が、像側から、正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21を含み、以下の条件を満足することが望ましい。
【００２４】
ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＜３ ・・・（２）
ただし、ＦG21 は負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離、ＦG22 は正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離である。
【００２５】
この条件式（２）は収差補正上からきているものであり、ペッツバール和と歪曲収差との関係を示している。条件式（２）が３以上になると、ペッツバール的には非常に有利であるが、その分歪曲収差が大きく発生してしまい、イメージファイバーが固体撮像素子上で変形してしまいよくない。
【００２６】
また、組み立て上、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径の場合、レンズを保持する枠は１つにでき、組み立てでは落とし込むだけでよく組み立て性が向上する上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバ束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすくなる。
【００２７】
また、内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、その少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、そのイメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡と、光源と、カメラコントロールユニットとを用いた内視鏡システムにおいて、再結像光学系によって固体撮像素子に結像された被写体像の大きさが、内視鏡システムにおいて自動調光が働く大きさ以上になるように再結像光学系の倍率が選定にされていることが重要である。
【００２８】
内視鏡は光が存在しない体腔内に挿入して使うため、照明手段が必要である。一般的に、内視鏡の対物レンズの見える範囲は画角が９０°以上の広い範囲が要求され、照明される範囲も非常に広範囲になるため、先端にも照明専用にレンズ等が設けられ工夫が凝らされている。しかし、中心付近が明るくなり画面が白くなって物体が観察できなくなるハレーションは避けられない。そこで、内視鏡では、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）の電子シャッターや光源による光量調整（自動調光）が行われる。また、ＣＣＵは電子内視鏡と共通化をした方が病院内の施設有効利用の観点からよい。そこで、たとえファイバースコープを用いても、通常用いられている電子内視鏡のモニター画面上に自動調光が働く範囲でイメージガイドを固体撮像素子に投影する必要がある。その様子を図１（ａ）〜（ｃ）に示してある。
【００２９】
図１（ａ）は、内視鏡システムの全体像を示している。まず、光源１０からの光をライトガイド１２を用いて内視鏡１の先端２まで伝送し、照明レンズ系１３を用いて被写体Ｏに光を照射する。この光源１０に用いられる光源としてはキセノンランプ、ハロゲンランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ１１が用いられる。また、内視鏡光源１０においては、ＲＧＢで被写体Ｏを照射し、白黒ＣＣＤを用いて撮像する面順次方式と、白色光を被写体Ｏに照射してカラーフィルターを使ったＣＣＤを用いて撮像する同時式方式、あるいは、面順次式、同時式光源でありながら、光源側スイッチにより蛍光観察用に励起光を照射して蛍光観察を行う、通常、蛍光両方に対応した観察システム等がある。対物レンズ３は、被写体Ｏからの反射光をイメージガイド束４の内視鏡先端２側端面に結像させ、その像をイメージガイド束４を用いて内視鏡操作部５まで伝送する。この対物レンズ３は、一般的な多成分ガラスで構成された、あるいは、ガラス成形レンズで作られた対物レンズであってもよいし、全てサファイア、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスの組み合わせのみで作られてもよい。その後、再結像光学系６を用いてイメージガイド束４の端面を固体撮像素子（ＣＣＤ）７上に拡大あるいは縮小投影する。その後、固体撮像素子７から得られた電子信号を基にＣＣＵ２０で信号処理され、モニター３０上に通常の内視鏡像が表示される。この処理中に、調光や、構造強調、モニター投影倍率調整、使用ＣＣＤの識別、処理方法の決定、各種画像処理等を処理している。
【００３０】
ここで、通常、モニター３０上に表示される内視鏡像についての説明を行う。通常内視鏡像はモニター３０上で八画画像あるいは四角い画像で表示されるが、これは、ＣＣＤ内の電気マスク発生回路で生成された八画形や四角形のマスク形状を表す電気マスク信号をＣＣＤからの映像信号に重ね合わせてモニターに表示しているものである。具体的な電気マスク処理には、例えば特開平８−８８７９１号に記載された方法を用いる。したがって、このような電気マスクの大きさと形状は、被写体（イメージガイド束４の端面）の像と無関係に決められる。この投影されたイメージガイド束４端面と固体撮像素子７と電気マスクとの関係を図１（ｂ）、（ｃ）に示す。図１（ｂ）のように、電気マスクＭ内にイメージガイド端面ＩＭを投影するようにしてもよいし、また、図１（ｃ）のように、電気マスクＭの大きさ以上にイメージガイド端面ＩＭを拡大投影してやれば、イメージガイドマスク周辺部がない通常の電子スコープのような画像を得ることが可能となる。通常、自動調光はこの電気マスクＭ内部の全面で行われている。しかし、ファイバースコープを用いた場合には、このエリアの内部に結像されることが多く、イメージガイド端面ＩＭの大きさが余り小さいと自動調光が働かなくなり、ハレーションが起こってしまう問題がある。そこで、本発明では、電子内視鏡用のＣＣＵを用いてファイバーイメージを観察しても自動調光が働くように、イメージガイド端面ＩＭを電気マスクＭ内の面積の３割以上に投影することとする。より好ましくは、５割以上に投影することが望ましい。あるいは、図１（ｃ）のように、イメージガイド端面ＩＭを電気マスクＭよりも大きくなるように投影してもよい。また、上記条件を満たした上に、下記条件を満たすと、モアレの発生を少なくでき望ましい。
【００３１】
２＜ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＜３．５ ・・・（３）
ただし、ＰIGはイメージガイドの平均画素間隔、βは再結像光学系の総合倍率、ＰCCD は固体撮像素子の平均画素間隔である。
【００３２】
条件式（３）が２以下である場合には、理論的にモアレが発生する。この場合には、水晶フィルター等のモアレ除去手段を再結像光学系に組み込むことが必要になり、再結像光学系が高価となり、好ましくない。また、条件式（３）が３．５以上になると、イメージガイドを構成する画素が網目状にモニター画面上に現れ、観察上好ましくない。このとき使用するイメージガイドは、画素間隔一定の整列配列したイメージファイバーであってもよいし、画素間隔がランダム、かつ／又は、ランダムに配置されたイメージファイバーであってもよい。また、柔軟なファイバースコープであってもよいし、石英を使ったようなイメージーァイバー単体が堅いものであってもよい。
【００３３】
そして、細いイメージファイバー束等を拡大し、固体撮像素子に投影する場合、倍率が大きいため、物体距離の変動に対する像側のピント移動量が大きくなる。つまり、近軸理論から、物体側移動量と像側移動量は下記の式を満たしている。
【００３４】
（像側移動量）＝（物体側移動量）×β2
ただし、βは再結像光学系の倍率である。
【００３５】
この式から分かるように、例えばβが３倍程度の倍率になると、物体側で１の距離動いたとすると、像側ではその９倍の９だけピントが移動してしまう。したがって、このような拡大系の場合には、像側を略設計値に固定し、次に物体側（イメージファイバー束）位置を調整固定するようにするのがよい。この略設計値とは、凡そ設計値±０．０５ｍｍ程度の意味である。このような変動量が大きい像側を略固定しないで、物体側だけを適当に固定すると、倍率の２乗だけ像側でピントが移動し、調整できないこともあり得るためである。また、再結像光学系が縮小系の場合には、逆の考えになる。また、拡大系においては、イメージファイバー束端面の傾き等は同じように光軸方向に倍率の２乗で効いてきてしまうため、イメージファイバー束端面の調整は必須である。そのためには、イメージファイバー束端面、固体撮像素子は何れも、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることが望ましい。また、イメージファイバー束端面傾き調整機構を設けることが望ましい。
【００３６】
このような方法と構成を用いれば、焦点調整と以上の調整を倍率の変動を全く考慮せずにできるため、作業性がよく優れている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の内視鏡装置に用いられる再結像光学系６（図１）の実施例１〜１５について説明する。各実施例のレンズデータは後記する。
【００３８】
（実施例１）
図２に本発明による実施例１の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離２．０７ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第８面
である。
【００３９】
この実施例においては、図２に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 とし、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズで構成し、その正メニスカスレンズから最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。なお、本発明において、副レンズ群Ｇ11、Ｇ12、Ｇ21、Ｇ22に関しては、レンズの群で定義するのではなく、連続するレンズ面の群で定義している。
【００４０】
この実施例において、図２中に両矢符で示すように、第１副レンズ群Ｇ11中の物体側に凹の正メニスカスレンズと両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズとがコリメート部分光学系となっており、この部分を単独で移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００４１】
また、この場合に、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。本実施例では、このようにイメージファイバー、ＣＣＤを適切に選定しているために、電気マスクの大きさ以上にイメージガイド端面が拡大投影されており、イメージガイドマスク周辺部がない通常の電子スコープのような画像を得ることが可能となっている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４６であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００４２】
また、実施例１では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００４３】
この実施例の収差図を図１７に示す。この実施例１では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．０２６と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００４４】
一方、この場合、全体の総合倍率は−２．９９倍となっているため、拡大系である。この場合、固体撮像素子側を略設計値に固定し、ここでイメージファイバ端面位置調整、偏心調整、具体的には、光軸と垂直にＸ，Ｙ方向に調整し、イメージファイバ端面傾き調整を行う。このとき、本実施例の再結像光学系が両側テレセントリックであるため、倍率の変動は考慮せずにピント調整のみを行うことができる。その後、固体撮像素子側を最終的に位置調整を行う（以下の実施例では、全て拡大系なので、同じことが言える）。このとき、必要であれば固体撮像素子側を光軸と垂直にＸ，Ｙ方向に偏心調整してもよい。また、この調整を行う上で、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００４５】
また、この実施例でイメージファイバー繊維間隔が同じで太さが違うイメージファイバーを使用すれば、電気マスク内部でイメージファイバーを観察することができる。
【００４６】
（実施例２）
図３に本発明による実施例２の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６
絞り面：第７面
である。
【００４７】
この実施例においては、図３に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凹負レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００４８】
この実施例２においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図３中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるアフォーカル光学系が含まれており、そのアフォーカル光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００４９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００５０】
また、実施例２では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００５１】
この実施例の収差図を図１８に示す。この実施例２では、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみから構成されているため、ペッツバール補正には不利である。そこで、第２レンズ群Ｇ2 の絞りＳ近傍に凹面（第９面）を配置し、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とペッツバール補正を分担している。この場合、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００５２】
また、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００５３】
（実施例３）
図４に本発明による実施例３の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６４７
絞り面：第７面
である。
【００５４】
この実施例においては、図４に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００５５】
この実施例３においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図４中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００５６】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００５７】
また、実施例３では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００５８】
この実施例の収差図を図１９に示す。この実施例３では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．７７６と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００５９】
また、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００６０】
（実施例４）
図５に本発明による実施例４の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３
総合倍率：−２．６３６
絞り面：第８面
である。
【００６１】
この実施例においては、図５に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズで構成し、その正メニスカスレンズから最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと像側の凸の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズと像側の凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の接合レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００６２】
この実施例４においては、図５中に両矢符で示すように、第１副レンズ群Ｇ11中の物体側に凹の正メニスカスレンズと、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズとがコリメート部分光学系となっており、この部分を単独で移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００６３】
また、この場合、モニター画面上でイメージファイバー像が八画マスクに内接するように倍率を選んでいるため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００６４】
また、実施例４では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００６５】
この実施例の収差図を図２０に示す。この実施例４では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第７面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とで分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．３１７と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００６６】
（実施例５）
図６に本発明による実施例５の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１５
総合倍率：−２．６２９
絞り面：第７面
である。
【００６７】
この実施例においては、図６に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００６８】
この実施例５においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図６中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００６９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４８であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００７０】
また、実施例５では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００７１】
この実施例の収差図を図２１に示す。この実施例５では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．９１４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００７２】
また、この実施例のレンズ系では、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の１つ前の平凸正レンズとこの副レンズ群Ｇ21は、副レンズ群Ｇ21の球欠径で受けられており、レンズ同士でもＲ面受けのような構造をとることができる。これは間隔環がないため、間隔環の加工誤差の影響がなくなるという特徴がある。
【００７３】
（実施例６）
図７に本発明による実施例６の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３２
総合倍率：−２．６
絞り面：第８面
である。
【００７４】
この実施例においては、図７に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズで構成し、その平凸正レンズから物体側に凸の正メニスカスレンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、物体側に凹の負メニスカスレンズ、凸平正レンズで構成し、その負メニスカスレンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の凸平正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００７５】
この実施例６においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図７中に両矢符で示すように、平凸正レンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００７６】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００７７】
また、実施例６では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００７８】
この実施例の収差図を図２２に示す。この実施例６では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．２１４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００７９】
（実施例７）
図８に本発明による実施例７の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：０．４ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６８７
絞り面：第１３面
である。
【００８０】
この実施例においては、図８に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、両凸正レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、最も物体側の接合レンズから最も像側の接合レンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の接合レンズの接合面と像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、物体側に凸の正メニスカスレンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００８１】
この実施例７においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００８２】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれているため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５３であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００８３】
また、実施例７では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００８４】
この実施例の収差図を図２３に示す。この実施例７では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第１２面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．５１８と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００８５】
また、本実施例では、イメージガイドの保護のため、カバ−ガラスが置かれている。これは非常に細いイメージファイバのために、イメージガイド端面にゴミ等が付着した場合、非常に目立つことになる。そこで、組み立て時には、イメージガイド端面をクリーニングした後直ぐにカバ−ガラスを取り付け、組み立て時付着するゴミを防ぐ役割を果たしている。
【００８６】
（実施例８）
図９に本発明による実施例８の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：０．４ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．９９
絞り面：第１３面
である。
【００８７】
この実施例においては、図９に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、両凸正レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、最も物体側の接合レンズから最も像側の接合レンズの物体側の面凸正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の接合レンズの接合面と像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズ、両凹負レンズ、平凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズで構成し、その単レンズの両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、接合レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００８８】
この実施例８においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００８９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれているため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．８１９であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００９０】
また、実施例８では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００９１】
この実施例の収差図を図２４に示す。この実施例８では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第１２面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．７７１と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００９２】
（実施例９）
図１０に本発明による実施例９の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：４．０３ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６３６
絞り面：第６面
である。
【００９３】
この実施例においては、図１０に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズで構成し、その正メニスカスレンズから接合レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成し、最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面を負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００９４】
この実施例９においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００９５】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。
【００９６】
本実施例では、第２レンズ群Ｇ2 の負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21と正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22が共にレンズ面１面から構成されていることが特徴である。しかし、本実施例を用いた場合でも、両側テレセントリックであるため、ピント調整による倍率の変動を無視することができ、組み立て性が非常に良い。この実施例の収差図を図２５に示す。
【００９７】
（実施例１０）
図１１に本発明による実施例１０の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．０１ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第１０面
である。
【００９８】
この実施例１０の球面レンズ系は実施例１の球面レンズ系と同じであるので説明は省く。
【００９９】
ただし、本実施例では、内視鏡で行われるオートクレーブ（高温高圧水蒸気減菌）を考慮した構成としている。つまり、オートクレーブ減菌により蒸気が再結像光学系に進入してきた場合、レンズ系が蒸気により浸食され、像に影響を与えてしまう。そこで、蒸気に対して耐性があるサファイア（Sapphire）カバーガラスで再結像光学系を気密封止してしまう構造をとっている。
【０１００】
本実施例に関しては、後記にサファイアを使ったレンズデータが開示されているが、これはサファイアに限らず、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスであれば何れでもよい。
【０１０１】
本実施例では、サファイアカバーガラスの周辺部にメタルコートを施し、また、再結像光学系の枠内部にも金メッキ等を施して両者をハンダにて接着固定し、再結像光学系を気密封止している。また、この場合、ハンダ、メタルコートに使われる物質は共に鉛フリーであることが望まれている。
【０１０２】
また、オートクレーブによるレンズ、間隔環膨張を吸収するようにするために、コリメート部分光学系と他のレンズ系の間隔環を伸び縮み可能な間隔環にしておいてもよい。このような構成にしておけば、オートクレーブにより伸び縮みしたレンズ系の誤差はアフォーカル部分で吸収されるため、画質に与える影響を少なくできる。この伸び縮み可能な間隔環の例としては、例えば、ばね状間隔環等が考えられる。
【０１０３】
また、実施例１０では、ＣＣＤカバーガラスもサファイアカバーガラスとしている。これも、蒸気進入時にＣＣＤカバーガラスが浸食してしまうのを防ぐことを考慮してのことである。これも、上記に記載したように、サファイアに限らず、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスであれば何れでもよい。
【０１０４】
この実施例の収差図を図２６に示す。
【０１０５】
（実施例１１）
図１２に本発明による実施例１１の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：２．０７ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第８面
である。
【０１０６】
この実施例１１の球面レンズ系は実施例１の球面レンズ系と同じであるので説明は省く。
【０１０７】
ただし、本実施例では、経内視鏡的蛍光観察を考慮した構成としている。つまり、励起光を内視鏡等を介して被写体に照射し、被写体側からの蛍光を内視鏡で観察するものである。この蛍光は励起光に比べると微弱であり、蛍光像のみを観察するためには、励起光の波長帯域は透過しないようなフィルターが必要である。例えば、励起光の波長が３７０ｎｍの紫外線を生体組織に照射すると、青色の蛍光が発することが知られている。この場合、励起光の波長帯域を通さないフィルターが必要である。そこで、図３３のような透過特性を持ったフィルターを挿入してやる必要があり、本実施例では、絞りＳの後のアフォーカル部分である中央付近に上記のような特性を持ったフィルターが挿入されている。
【０１０８】
あるいは、図３４のような透過特性のフィルターでもよい。この場合、励起光は波長４３０ｎｍから５００ｎｍを使えばよい。
【０１０９】
本実施例では、フィルターを干渉フィルターで構成したために、光線の入射特性の少ないアフォーカル部分に挿入している。このフィルターは、干渉フィルターでなくても上記目的を達成できるものであれば何でもよい。例えば、吸収フィルターやダイクロックミラーを用いて通常の蛍光と分けて、２つの固体撮像素子を用いて観察するようにしてもよい。
【０１１０】
また、励起光は、通常の観察光と励起光の切り替えが可能な光源を用いて、観察部位までは通常観察を行い、蛍光観察をしたいときに光源側の光を変えることにより蛍光観察を行ってもよい。また、フィルターが挿入されていても通常観察には影響がないため、通常観察だけに用いられても問題はない。
【０１１１】
また、現在、内視鏡手術においては、レーザー（例えばＹＡＧレーザー等）を用いた経内視鏡手術も活発であり、本実施例においては、レーザーカットフィルターも上記の蛍光観察用フィルターの前あるいは後に挿入されている。
【０１１２】
この場合、蛍光観察、レーザー処置のどちらも１つの内視鏡でできるようになっている。しかし、このどちらか一方でもかまわない。このように再結像光学系内にレーザーカットフィルターや蛍光観察用フィルターを入れることにより、先端対物レンズを小さくすることができて望ましい。
【０１１３】
また、本実施例では、フィルターを２枚としているが３枚であってもよい。このようにできる理由は、全ての前記実施例では、レンズ群中にコリメート部分光学系を含んでいるからである。
【０１１４】
また、前記の全ての実施例では、赤外カットフィルターを挿入してはいないが、これも、上記の理由からコリメート部分光学系があるため、フィルターを挿入するのが容易なため、本実施例では挿入していないが、内視鏡の実使用上では、図３５のような透過特性の赤外カットフィルター挿入することは不可欠である。また、全ての前記実施例のレンズ系の一部を赤外吸収ガラスを用いて構成してもよい。
【０１１５】
また、全て実施例は全て拡大系で、イメージガイド、再結像光学系の倍率、ＣＣＤを適切に選定しているため、水晶フィルター等のモアレ除去フィルターは必要としていないが、組み合わせの変更により必要となるのであれば、水晶フィルター等のモアレ除去フィルターを入れてもてよい。この場合にも、再結像光学系が両側テレセントリックであることから、組み立て性は非常によい。
【０１１６】
この実施例１１の収差図を図２７に示す。
【０１１７】
次に、実施例１２〜１５について説明する。説明の仕方は上記実施例１〜１１と若干変えて、まず、実施例１２〜１５の共通事項について説明し、その後に個々の実施例について説明する。
【０１１８】
（実施例１２）
低倍
中間
高倍
【０１１９】
（実施例１３）
状態１
状態２
【０１２０】
（実施例１４）
状態１
状態２
【０１２１】
（実施例１５）
状態１
状態２
【０１２２】
実施例１２〜１５の再結像光学系は何れも両側テレセントリック条件、自動調光条件を満足している。後者につき、上記の表の電気マスクはＣＣＤ画面サイズ内に設定するので、「イメージガイドサイズ／電気マスクサイズ」は「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」よりも大きい値となるので、上記の表には、「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」のみを記載してある。
「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」は、実施例１２〜１５全てで、０．４１以上（３割以上）であり、実施例１２の状態１を除くと、０．５以上（５割以上）である。
【０１２３】
また、ピントの調整法、イメージファイバ端面傾き調整法、イメージファイバ端面のＸ，Ｙ方向に調整法は実施例１〜１１と同様である。
【０１２４】
また、実施例１２〜１５において、後記のレンズデータから明らかなように、アッベ数（νd ）が２０未満の負レンズを少なくとも１個有している。具体的には、
アッベ数（νd ）：１８．９
ｄ線の屈折率（ｎd ）：１．９２２８６
ガラスコード：９２３１８９
硝材名：Ｓ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）
を用いている。この硝材は極めて色収差補正能力が大きい。それを効果的に用いるためには、負レンズとして絞り近傍でかつ絞りの物体側（小さい倍率の共役側）に配置するとよい。軸上色収差補正のためには、軸上マージナル光線が高い絞り近傍に配置することが望ましく、かつ、倍率色収差補正と両立するためには、絞りの物体側に配置するとよい。また、色収差補正能力が大きい硝材を効果的に用いれば、レンズの枚数を削減するのに有利であり、以下各実施例毎に述べる各実施例特有の作用効果を持ちながら、屈折力を持つレンズエレメントの数が６枚であり、実施例１ないし１１と比較しても、少ないレンズ構成となっている。なお、硝材は上記ガラスコード：９２３１８９に限らず、アッベ数（νd ）が２０未満であれば同様の効果がある。
【０１２５】
なお、イメージガイドの網目あるいはモアレ縞を目立たなくする方法として、前記の条件式（３）を満足する以外に、イメージガイドと再結像光学系の間隔を適当に選択して、ピント位置をずらすようにしてもよい。この場合、合焦位置に対してイメージガイドと再結像光学系の間隔が大きくなる方向にずらした場合、イメージガイド端に配置した視野マスクにピントが合うため、視野マスクを鮮鋭に観察することができるようになる。もちろん、合焦位置に対してイメージガイドと再結像光学系の間隔が小さくなる方向にずらしてもよい。
【０１２６】
なお、実施例１２〜１５においては、第１レンズ群Ｇ1 、第２レンズ群Ｇ2 について副レンズ群Ｇ11、Ｇ12、Ｇ21、Ｇ22は定義していない。
【０１２７】
（実施例１２）
図１３に本発明による実施例１２の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１３に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 とし、第１レンズ群Ｇ1 を、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、また、第２レンズ群Ｇ2 を、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、物体側の平面（ｒ10）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ11）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板、凸平正レンズ、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、凸平正レンズと３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターとの間にフレア絞り（ｒ14）を配置している。そして、像面（ｒ21）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ19〜ｒ20）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ20〜ｒ21）が貼り合わされている。
【０１２８】
そして、第１レンズ群Ｇ1 の物体側の間隔と第２レンズ群Ｇ2 の像側の間隔（ｄ18）を適当に設定することで、倍率を低倍（図１３（ａ））から中間（図１３（ｂ））を経て高倍（図１３（ｃ））へ連続的に変えることができる。
【０１２９】
また、ピント調整は第１レンズ群Ｇ1 の物体側の間隔を用いて行うが、再結像光学系とＣＣＤの間（ｄ18）等その他の間隔を用いてもよい。
【０１３０】
又は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態を、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用するようにすることもできる。その場合には、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができる。すなわち、再結像光学系全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１３１】
上記の倍率を連続的に変化させる場合には、ユーザーの所望の倍率で観察することができるようになり、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）に使用する場合は、コスト上有利になる効果がある。
【０１３２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１３３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の低倍での値は１．８８４であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。
【０１３４】
本実施例では、網目あるいはモアレをより目立たなくするために、光学的ローパスフィルター（ｒ15〜ｒ18）を配置している。
【０１３５】
この実施例の収差図を図２８に示す。その（ａ）は低倍、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍での収差を示している。
【０１３６】
（実施例１３）
図１４に本発明による実施例１３の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、第２レンズ群Ｇ2 を入れ替えることで、図１４（ａ）の状態１と図１４（ｂ）の状態２とで結像性能を変えることができるものである。
【０１３７】
状態１、２何れでも、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、凸平正レンズ、物体側の平面（ｒ14）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ15）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板で構成し、第１レンズ群Ｇ1 の平凸正レンズの物体側、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと平行平板の間にフレア絞り（ｒ1 、ｒ13）を配置している。そして、像面（ｒ18）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ16〜ｒ17）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ17〜ｒ18）が貼り合わされている。
【０１３８】
ピント調整は第１レンズ群Ｇ1 の物体側のフレア絞りと物体の間の間隔を用いて行う。
【０１３９】
上記のように、この実施例においては、第２レンズ群Ｇ2 を入れ替えることで結像性能を変えており、この実施例の状態１、２の収差図をそれぞれ図２９（ａ）、（ｂ）に示し、また、ＭＴＦを図３０（ａ）、（ｂ）に示す。図１４（ａ）の状態１は高いＭＴＦを持ち、図１４（ｂ）は低いＭＴＦを持つ。状態１では、鮮鋭な画像を観察することができる。状態２では、網目あるいはモアレをより目立たなくすることができるものであり、状態２でのＣＣＤ面上で網目に対応する周波数は１／（ＰIG×｜β｜）であり、この周波数は７６本／ｍｍである。７６本／ｍｍでのＭＴＦは状態１に比較して充分小さくなっている。そのため網目あるいはモアレをより目立たなくすることができる。イメージガイドが伝達できる画像情報の最大周波数は網目に対応する周波数の１／２であり、３８本／ｍｍである。３８本／ｍｍでのＭＴＦは状態１に比較して同等であり、画像を鮮鋭に保ったまま、網目あるいはモアレをより目立たなくすることができる。
【０１４０】
本実施例の再結像光学系を用いることにより、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系の一部を共通化し、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化することができる。
【０１４１】
また、状態２の内視鏡（スコープ）の場合、図３０（ｂ）に示す通り、ＭＴＦのデフォーカス特性（カーブ）を緩やかにできるので、ピント調整精度を緩和できる。結果として、組み立てコスト上有利であり、また、結像性能の製造誤差が小さくできる。
【０１４２】
この実施例においては、ユーザーの所望の光学性能で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利となる。
【０１４３】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１４４】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１、２共に１．８８６であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。特に状態２は、上述した通り、モアレの目立たない構成である。
【０１４５】
（実施例１４）
図１５に本発明による実施例１４の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、異なる撮像系（図１５（ａ）のｒ21〜ｒ23、図１５（ｂ）のｒ23〜ｒ27）に切り替えて接続するもので、撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 のフィルターを入れ替えている。
【０１４６】
状態１においては、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、物体側の平面（ｒ12）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ13）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板、凸平正レンズ、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ16）を配置している。そして、像面（ｒ18）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ21〜ｒ22）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ22〜ｒ23）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１４７】
状態２においては、第１レンズ群Ｇ1 は、状態１と同様に、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ（状態１と同じ）、物体側の平面（ｒ12）にＹＡＧレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ13）にＬＤレーザーカットコート面を施した平行平板、赤外カットフィルターを構成する平行平板、凸平正レンズ（状態１と同じ）、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルター（状態１と同じ）で構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ18）を配置している。そして、像面（ｒ27）には、状態１とは別のＣＣＤカバーガラス（ｒ23〜ｒ24）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ24〜ｒ27）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１４８】
ピント調整は、状態１、２何れにおいても、イメージガイドのカバーガラスと第１レンズ群Ｇ1 の間の間隔を用いて行う。
【０１４９】
このように、本実施例においては、異なる撮像系に切り替えて接続できるもので、状態１はある種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば面順次撮像系を、状態２は別の種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば同時式撮像系を接続する。この撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 中のフィルターを入れ替えている。
【０１５０】
また、各状態を仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系はフィルター類を除き全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１５１】
上記の撮像系を切り替える場合は、ユーザーの所望の撮像系で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利である。
【０１５２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（イメージガイドのカバーガラス、ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１５３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１で１．８３２であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。状態２は、同時式撮像系を想定している。同時式撮像系の場合、ＣＣＤはカラーＣＣＤを用いるために色モアレが発生しやすい。なお、本実施例では、状態１、２共に、光学的ローパスフィルターを配置している。
【０１５４】
この実施例の収差図を図３１に示す。その（ａ）は状態１、（ｂ）は状態２での収差を示している。
【０１５５】
（実施例１５）
図１６に本発明による実施例１５の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、実施例１４と同様に、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、異なる撮像系（図１６（ａ）のｒ18〜ｒ20、図１６（ｂ）のｒ24〜ｒ28）に切り替えて接続するもので、撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 のフィルターを入れ替えている。
【０１５６】
状態１においては、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、凸平正レンズ、物体側の平面（ｒ16）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ17）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板で構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと平行平板の間にフレア絞り（ｒ15）を配置している。そして、像面（ｒ20）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ18〜ｒ19）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ19〜ｒ20）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１５７】
状態２においては、第１レンズ群Ｇ1 は、状態１と同様に、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ（状態１と同じ）、物体側の平面（ｒ13）にＹＡＧレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ14）にＬＤレーザーカットコート面を施した平行平板、赤外カットフィルターを構成する平行平板、凸平正レンズ（状態１と同じ）、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ19）を配置している。そして、像面（ｒ28）には、状態１とは別のＣＣＤカバーガラス（ｒ24〜ｒ25）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ25〜ｒ28）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１５８】
ピント調整は、状態１、２何れにおいても、イメージガイドのカバーガラスと第１レンズ群Ｇ1 の間の間隔を用いて行う。
【０１５９】
このように、本実施例においても、異なる撮像系に切り替えて接続できるもので、状態１はある種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば面順次撮像系を、状態２は別の種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば同時式撮像系を接続する。この撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 中のフィルターを入れ替えている。
【０１６０】
また、各状態を仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系はフィルター類を除き全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１６１】
上記の撮像系を切り替える場合は、ユーザーの所望の撮像系で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利である。
【０１６２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ３．６ｍｍで全て共通である（イメージガイドのカバーガラス、ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１６３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１、２共に満足している。
【０１６４】
なお、本実施例では、状態２は同時式撮像系を想定している。同時式撮像系の場合、ＣＣＤはカラーＣＣＤを用いるために色モアレが発生しやすい。そのため、状態２では光学的ローパスフィルターを配置している。
【０１６５】
この実施例の収差図を図３２に示す。その（ａ）は状態１、（ｂ）は状態２での収差を示している。
【０１６６】
以下に、上記各実施例のレンズデータを示すが、記号は上記の外、ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。ｄ0 は可変間隔の物体距離である。
【０１６７】
【０１６８】
【０１６９】
【０１７０】
【０１７１】
【０１７２】
【０１７３】
【０１７４】
【０１７５】
【０１７６】
【０１７７】
【０１７８】
【０１７９】
【０１８０】
【０１８１】
【０１８２】
以上の本発明の内視鏡装置等は例えば次のように構成することができる。
【０１８３】
〔１〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡において、
前記再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなることを特徴とする内視鏡装置。
【０１８４】
〔２〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１８５】
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11のイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。
【０１８６】
〔３〕 前記第１レンズ群が、正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11と負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12とからなることを特徴とする上記２記載の内視鏡装置。
【０１８７】
〔４〕 前記正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11中に、コリメート部分光学系を含んでいることを特徴とする上記３記載の内視鏡装置。
【０１８８】
〔５〕 前記コリメート部分光学系が光軸方向に移動可能で焦点調整ができることを特徴とする上記４記載の内視鏡装置。
【０１８９】
〔６〕 前記負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12の最も像側の面は、前記固体撮像素子側に凹面を向けていることを特徴とする上記３記載の内視鏡装置。
【０１９０】
〔７〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有するレンズ群のみからなり、前記正の屈折力を有するレンズ群中には、コリメート部分光学系が含まれていることを特徴とする上記２記載の内視鏡装置。
【０１９１】
〔８〕 前記コリメート部分光学系が光軸方向に移動可能で焦点調整ができることを特徴とする上記７記載の内視鏡装置。
【０１９２】
〔９〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第２レンズ群は、像側から、正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21を含み、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１９３】
ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＜３ ・・・（２）
ただし、ＦG21 は負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離、ＦG22 は正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22の焦点距離である。
【０１９４】
〔１０〕 前記再結像光学系のレンズ外径が全て等しいことを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１９５】
〔１１〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡と、光源と、カメラコントロールユニットとを用いた内視鏡システムにおいて、
前記再結像光学系によって前記固体撮像素子に結像された被写体像の大きさが、内視鏡システムにおいて自動調光が働く大きさ以上になるように前記再結像光学系の倍率が選定にされていることを特徴とする内視鏡装置。
【０１９６】
〔１２〕 前記再結像光学系が、以下の条件を満足することを特徴とする上記１又は１１記載の内視鏡装置。
【０１９７】
２＜ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＜３．５ ・・・（３）
ただし、ＰIGはイメージガイドの平均画素間隔、βは再結像光学系の総合倍率、ＰCCD は固体撮像素子の平均画素間隔である。
【０１９８】
〔１３〕 前記イメージガイドが、整列した複数の光ファイバーからなるとしたことを特徴とする上記１１記載の内視鏡装置。
【０１９９】
〔１４〕 前記イメージガイドが、ランダムに配置された光ファイバーからなるとしたことを特徴とする上記１１記載の内視鏡装置。
【０２００】
〔１５〕 前記イメージガイドが、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることを特徴とする上記１４記載の内視鏡装置。
【０２０１】
〔１６〕 前記固体撮像素子が、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることを特徴とする上記１４記載の内視鏡装置。
【０２０２】
〔１７〕 前記イメージガイドが、端面傾き調整機構を有することを特徴とする上記１４〜１６の何れか１項記載の内視鏡装置。
【０２０３】
〔１８〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる両側テレセントリック再結像光学系とを備えた内視鏡において、
まず、物体側、像側で位置ずれによるピント移動量が多い側を略設計値に固定し、その後、イメージガイドの偏心、片ボケ調整等を調整した後、最終的にピント移動量の少ない側を最終調整することを特徴とする内視鏡装置の調整方法。
【０２０４】
〔１９〕 前記再結像光学系が変倍作用を持つことを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０５】
〔２０〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記１９記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０６】
〔２１〕 再結像光学系がＭＴＦ結像性能可変であることを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０７】
〔２２〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記２１記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０８】
〔２３〕 再結像光学系を複数の異なる撮像系に切り替えて接続することを特徴とする上記２１記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０９】
〔２４〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記２３記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２１０】
〔２５〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２１１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の内視鏡装置においては、イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなるので、イメージガイドと再結像光学系の距離に変化があっても、像の倍率には全く影響を与えなくなる。これにより、焦点調整に伴う倍率調整が不要になる。また、電子内視鏡用ＣＣＵにアダプターを必要とせずに接続可能であり、また、モアレの発生も考慮されたファイバー内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡システムの全体像を示す図（ａ）と、投影されたイメージガイド束端面と固体撮像素子と電気マスクとの関係を示す図（ｂ）、（ｃ）である。
【図２】本発明による実施例１の再結像光学系の構成を示す図である。
【図３】本発明による実施例２の再結像光学系の構成を示す図である。
【図４】本発明による実施例３の再結像光学系の構成を示す図である。
【図５】本発明による実施例４の再結像光学系の構成を示す図である。
【図６】本発明による実施例５の再結像光学系の構成を示す図である。
【図７】本発明による実施例６の再結像光学系の構成を示す図である。
【図８】本発明による実施例７の再結像光学系の構成を示す図である。
【図９】本発明による実施例８の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１０】本発明による実施例９の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１１】本発明による実施例１０の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１２】本発明による実施例１１の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１３】本発明による実施例１２の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１４】本発明による実施例１３の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１５】本発明による実施例１４の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１６】本発明による実施例１５の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１７】実施例１の収差図である。
【図１８】実施例２の収差図である。
【図１９】実施例３の収差図である。
【図２０】実施例４の収差図である。
【図２１】実施例５の収差図である。
【図２２】実施例６の収差図である。
【図２３】実施例７の収差図である。
【図２４】実施例８の収差図である。
【図２５】実施例９の収差図である。
【図２６】実施例１０の収差図である。
【図２７】実施例１１の収差図である。
【図２８】実施例１２の収差図である。
【図２９】実施例１３の収差図である。
【図３０】実施例１３のＭＴＦを示す図である。
【図３１】実施例１４の収差図である。
【図３２】実施例１５の収差図である。
【図３３】蛍光観察用フィルターの１例の透過特性を示す図である。
【図３４】蛍光観察用フィルターの別の例の透過特性を示す図である。
【図３５】レーザーカットフィルターの１例の透過特性を示す図である。
【符号の説明】
１…内視鏡
２…内視鏡先端
３…対物レンズ
４…イメージガイド束
５…内視鏡操作部
６…再結像光学系
７…固体撮像素子（ＣＣＤ）
１０…光源
１１…ランプ
１２…ライトガイド
１３…照明レンズ系
２０…ＣＣＵ
３０…モニター
Ｏ…被写体
Ｍ…電気マスク
ＩＭ…イメージガイド端面
Ｓ…絞り
Ｇ1 …第１レンズ群
Ｇ2 …第２レンズ群
Ｇ11…第１副レンズ群
Ｇ12…第２副レンズ群
Ｇ21…負の屈折力を有する副レンズ群
Ｇ22…正の屈折力を有する副レンズ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡装置に関し、特に、イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる内視鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器等を観察したり必要に応じて鉗子チャンネル内に挿通した鉗子を用いて生体内組織を採取して患部を詳しく診断することができる医療用内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
これらの内視鏡から映像信号を形成する手段としては、内視鏡の先端に配置された対物レンズの像をファイバー束を用いて接眼部まで伝送し、操作部に着脱自在のカメラを取り付け、その撮像素子に再結像させ、その出力信号から映像信号を作成するファイバースコープと、固体撮像素子を内視鏡先端部に配し、直接先端対物レンズの像から映像信号を作成する電子内視鏡との２種類の方法があげられる。
【０００４】
ファイバースコープには、イメージガイドの周期性と固体撮像素子の周期性からくるモアレ等の問題、イメージガイドの網目が目立つ欠点、ファイバースコープ専用アダプターを用いて内視鏡に取り付ける必要があり、使用上使い難い等の理由から、近年、固体撮像素子を用いた内視鏡が一般的になってきている。近年、携帯電話、デジタルカメラ等の普及により固体撮像素子の小型化に対するニーズが高まり、１／６インチ以下等の非常に小さな固体撮像素子の開発もされてきており、それに伴い挿入部が非常に細い電子内視鏡も開発されてきている。しかし、あるレベル以下の非常に細い挿入部を持った電子内視鏡は、固体撮像素子の大きさの制限から作ることができない。
【０００５】
そのような非常に細い挿入部を持った内視鏡を作るには、ファイバースコープが適している。また、ファイバースコープ専用アダプターをなくし、イメージガイドの伝送像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系を内視鏡操作部内に組み込むと使い勝手がよい。
【０００６】
このような非常に細い挿入部を持ち、イメージガイドの伝送像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系を内視鏡内に組み込んだ先行例として、特開平１１−１５１２００号、特開平１１−２３９８３号に記載されたものがある。これらの公報では、先端に固体撮像素子を配置できないような非常に細い挿入部を持った内視鏡（例えば、尿道鏡や眼科用内視鏡）が、提案されている。上記公報共に、細い挿入部を持った内視鏡において、先端対物レンズでできた像を、イメージファイバーを用いて内視鏡本体操作部まで導き、イメージガイドで伝送された光学像を再結像光学系によって固体撮像素子に再結像させ、電気信号に変換し、モニター上に表示させることを目的としている。
【０００７】
上記公報では共に、同一機種の内視鏡を用いたときに画面上で内視鏡観察像の表示位置、大きさに関しての調整方法が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この上記公報では、イメージガイド端面、再結像光学系、固体撮像素子との間での焦点調整による倍率変動について記載され、両公報共に、再結像光学系とイメージガイドの出射端位置の焦点調整による倍率変動を最小限にするような調整方法が提案されている。つまり、再結像光学系の焦点調整により、再結像光学系の倍率が変化してしまうことが問題点である。
【０００９】
また、両公報には共に、用いるイメージファイバーと固体撮像素子によるモアレに関しては全く記載がなく、再結像光学系に必要な条件が全く述べられていない。
【００１０】
また、一般的に、内視鏡は、電子内視鏡、光源、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）からなり、術者は使用目的に合わせ使用する電子内視鏡を選択して使用する。その場合、ＣＣＵは同じものを用いて使用することができる。ただ、ファイバースコープを使用する場合には、ファイバースコープ用ＣＣＵ、専用アダプターを用意して使用する必要性があった。あるいは、ファイバースコープを電子内視鏡用ＣＣＵにつなげるために、別の専用アダプターを使用し、取り付ける必要があった。この場合、モニター画面上に表示される内視鏡観察画像は、イメージガイドの網目が見えたり、モアレが発生した画像となり、また、この場合、固体撮像素子に投影されるイメージガイド出射端面が適切な大きさではなかったため、自動調光がきかず、照明光による露出オーバー（以下、ハレーションと呼ぶ。）を調節できない問題点がある。上記両公報には、そのような記述も述べられていない。
【００１１】
本発明は従来技術のこのような問題点及び実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、イメージガイドを用い術者の使用上の使い勝手も考慮された内視鏡において、再結像光学系として焦点調整と倍率を別に考慮できるような構成を提供することである。また、電子内視鏡用ＣＣＵにアダプターを必要とせずに接続可能であり、また、モアレの発生も考慮されたファイバー内視鏡装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による内視鏡装置は、内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡において、
前記再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、両側テレセントリック光学系とは、光軸に平行に入射した光が出射側で±１０°以内で出射するものであるとする。さらに、この出射側の角度が±５°以内であればさらによい。
【００１４】
再結像光学系を両側テレセントリックにすることにより、イメージガイドと再結像光学系の距離に変化があっても、像の倍率には全く影響を与えなくなる。これにより、特開平１１−１５１２００号、特開平１１−２３９８３号に記載されている先行例で問題とされていた、焦点調整に伴う倍率調整が不要になる。つまり、焦点調整と倍率調整を完全に分離できたことになる。ただし、両側テレセントリック光学系の場合、倍率の変化は部品の加工誤差で決まるため、加工誤差に対する倍率の変動が要求されている仕様より小さくなるように、再結像光学系を設計する必要がある。このように設計された再結像光学系を使えば、組み立て時には焦点調整のみ行えばよく、組み立て性が良くなる特徴がある。
【００１５】
また、上記再結像光学系を、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群で構成し、第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、下記の条件を満足することが望ましい。
【００１６】
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11のイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。
【００１７】
これは、最も物体側にある正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11に求められる条件である。内視鏡においては明るい像を得ることが望まれており、そのため、イメージガイドのファイバー（光ファイバー）としてＮＡ（開口数）が０．１以上のファイバーが使われることが多い。このようにイメージガイドのＮＡが大きくなると、再結像光学系のレンズがティルトやシフトした場合に画像劣化が起こりやすくなる欠点がある。
【００１８】
以上から、再結像光学系の物体側にある正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11が条件（１）を満足していることが望ましい。βG11 の絶対値が０．５以下になると、高ＮＡでイメージガイドから出射した光線を小さく縮小するために光線を強く曲げる必要があり、この場合にはレンズが偏心したとき画質劣化が大きくなってしまいよくない。また、βG11 の絶対値が３以上になると、偏心に対しては有利になるが、拡大系となりレンズ系が大きくなり、ひいては内視鏡操作部が大きくなってしまい、操作性が悪く問題がある。
【００１９】
さらに、第１レンズ群を、正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11と負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12とから構成すると、さらに収差補正上よい。
【００２０】
このように、絞り付近に負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ12を配置することは、ペッツバール補正の観点から非常によい。
【００２１】
さらに、ペッツバール補正上、上記負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ12の最も像側の面は、固体撮像素子側に凹面を向けていることが望ましい。
【００２２】
また、上記正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ11群中に、イメージファイバー端面に対して結像倍率が略無限大になるような、つまり、物体に対して像が平行光になるような光学系部分（本明細書では、コリメート部分光学系と呼ぶ。）を含んでいると、組み立て調整後に再度ユーザーが倍率変動に関係なく、ピント調整を行うことができ、非常に便利である。これは、特開平８−１６６３２１号に記載されているように、ファイバースコープでモアレが発生している画像において、デフォーカスさせてモアレ縞を消すことがよく行われる。このデフォーカスのレベルは使っているユーザーが選択し、画質とデフォーカスのレベルを決めるのがよい場合がある。このような場合、倍率に変動を与えず、像位置変動に無関係に焦点調整できることは非常に有用である。
【００２３】
また、再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、第２レンズ群が、像側から、正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21を含み、以下の条件を満足することが望ましい。
【００２４】
ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＜３ ・・・（２）
ただし、ＦG21 は負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離、ＦG22 は正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離である。
【００２５】
この条件式（２）は収差補正上からきているものであり、ペッツバール和と歪曲収差との関係を示している。条件式（２）が３以上になると、ペッツバール的には非常に有利であるが、その分歪曲収差が大きく発生してしまい、イメージファイバーが固体撮像素子上で変形してしまいよくない。
【００２６】
また、組み立て上、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径の場合、レンズを保持する枠は１つにでき、組み立てでは落とし込むだけでよく組み立て性が向上する上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバ束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすくなる。
【００２７】
また、内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、その少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、そのイメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡と、光源と、カメラコントロールユニットとを用いた内視鏡システムにおいて、再結像光学系によって固体撮像素子に結像された被写体像の大きさが、内視鏡システムにおいて自動調光が働く大きさ以上になるように再結像光学系の倍率が選定にされていることが重要である。
【００２８】
内視鏡は光が存在しない体腔内に挿入して使うため、照明手段が必要である。一般的に、内視鏡の対物レンズの見える範囲は画角が９０°以上の広い範囲が要求され、照明される範囲も非常に広範囲になるため、先端にも照明専用にレンズ等が設けられ工夫が凝らされている。しかし、中心付近が明るくなり画面が白くなって物体が観察できなくなるハレーションは避けられない。そこで、内視鏡では、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）の電子シャッターや光源による光量調整（自動調光）が行われる。また、ＣＣＵは電子内視鏡と共通化をした方が病院内の施設有効利用の観点からよい。そこで、たとえファイバースコープを用いても、通常用いられている電子内視鏡のモニター画面上に自動調光が働く範囲でイメージガイドを固体撮像素子に投影する必要がある。その様子を図１（ａ）〜（ｃ）に示してある。
【００２９】
図１（ａ）は、内視鏡システムの全体像を示している。まず、光源１０からの光をライトガイド１２を用いて内視鏡１の先端２まで伝送し、照明レンズ系１３を用いて被写体Ｏに光を照射する。この光源１０に用いられる光源としてはキセノンランプ、ハロゲンランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ１１が用いられる。また、内視鏡光源１０においては、ＲＧＢで被写体Ｏを照射し、白黒ＣＣＤを用いて撮像する面順次方式と、白色光を被写体Ｏに照射してカラーフィルターを使ったＣＣＤを用いて撮像する同時式方式、あるいは、面順次式、同時式光源でありながら、光源側スイッチにより蛍光観察用に励起光を照射して蛍光観察を行う、通常、蛍光両方に対応した観察システム等がある。対物レンズ３は、被写体Ｏからの反射光をイメージガイド束４の内視鏡先端２側端面に結像させ、その像をイメージガイド束４を用いて内視鏡操作部５まで伝送する。この対物レンズ３は、一般的な多成分ガラスで構成された、あるいは、ガラス成形レンズで作られた対物レンズであってもよいし、全てサファイア、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスの組み合わせのみで作られてもよい。その後、再結像光学系６を用いてイメージガイド束４の端面を固体撮像素子（ＣＣＤ）７上に拡大あるいは縮小投影する。その後、固体撮像素子７から得られた電子信号を基にＣＣＵ２０で信号処理され、モニター３０上に通常の内視鏡像が表示される。この処理中に、調光や、構造強調、モニター投影倍率調整、使用ＣＣＤの識別、処理方法の決定、各種画像処理等を処理している。
【００３０】
ここで、通常、モニター３０上に表示される内視鏡像についての説明を行う。通常内視鏡像はモニター３０上で八画画像あるいは四角い画像で表示されるが、これは、ＣＣＤ内の電気マスク発生回路で生成された八画形や四角形のマスク形状を表す電気マスク信号をＣＣＤからの映像信号に重ね合わせてモニターに表示しているものである。具体的な電気マスク処理には、例えば特開平８−８８７９１号に記載された方法を用いる。したがって、このような電気マスクの大きさと形状は、被写体（イメージガイド束４の端面）の像と無関係に決められる。この投影されたイメージガイド束４端面と固体撮像素子７と電気マスクとの関係を図１（ｂ）、（ｃ）に示す。図１（ｂ）のように、電気マスクＭ内にイメージガイド端面ＩＭを投影するようにしてもよいし、また、図１（ｃ）のように、電気マスクＭの大きさ以上にイメージガイド端面ＩＭを拡大投影してやれば、イメージガイドマスク周辺部がない通常の電子スコープのような画像を得ることが可能となる。通常、自動調光はこの電気マスクＭ内部の全面で行われている。しかし、ファイバースコープを用いた場合には、このエリアの内部に結像されることが多く、イメージガイド端面ＩＭの大きさが余り小さいと自動調光が働かなくなり、ハレーションが起こってしまう問題がある。そこで、本発明では、電子内視鏡用のＣＣＵを用いてファイバーイメージを観察しても自動調光が働くように、イメージガイド端面ＩＭを電気マスクＭ内の面積の３割以上に投影することとする。より好ましくは、５割以上に投影することが望ましい。あるいは、図１（ｃ）のように、イメージガイド端面ＩＭを電気マスクＭよりも大きくなるように投影してもよい。また、上記条件を満たした上に、下記条件を満たすと、モアレの発生を少なくでき望ましい。
【００３１】
２＜ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＜３．５ ・・・（３）
ただし、ＰIGはイメージガイドの平均画素間隔、βは再結像光学系の総合倍率、ＰCCD は固体撮像素子の平均画素間隔である。
【００３２】
条件式（３）が２以下である場合には、理論的にモアレが発生する。この場合には、水晶フィルター等のモアレ除去手段を再結像光学系に組み込むことが必要になり、再結像光学系が高価となり、好ましくない。また、条件式（３）が３．５以上になると、イメージガイドを構成する画素が網目状にモニター画面上に現れ、観察上好ましくない。このとき使用するイメージガイドは、画素間隔一定の整列配列したイメージファイバーであってもよいし、画素間隔がランダム、かつ／又は、ランダムに配置されたイメージファイバーであってもよい。また、柔軟なファイバースコープであってもよいし、石英を使ったようなイメージーァイバー単体が堅いものであってもよい。
【００３３】
そして、細いイメージファイバー束等を拡大し、固体撮像素子に投影する場合、倍率が大きいため、物体距離の変動に対する像側のピント移動量が大きくなる。つまり、近軸理論から、物体側移動量と像側移動量は下記の式を満たしている。
【００３４】
（像側移動量）＝（物体側移動量）×β2
ただし、βは再結像光学系の倍率である。
【００３５】
この式から分かるように、例えばβが３倍程度の倍率になると、物体側で１の距離動いたとすると、像側ではその９倍の９だけピントが移動してしまう。したがって、このような拡大系の場合には、像側を略設計値に固定し、次に物体側（イメージファイバー束）位置を調整固定するようにするのがよい。この略設計値とは、凡そ設計値±０．０５ｍｍ程度の意味である。このような変動量が大きい像側を略固定しないで、物体側だけを適当に固定すると、倍率の２乗だけ像側でピントが移動し、調整できないこともあり得るためである。また、再結像光学系が縮小系の場合には、逆の考えになる。また、拡大系においては、イメージファイバー束端面の傾き等は同じように光軸方向に倍率の２乗で効いてきてしまうため、イメージファイバー束端面の調整は必須である。そのためには、イメージファイバー束端面、固体撮像素子は何れも、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることが望ましい。また、イメージファイバー束端面傾き調整機構を設けることが望ましい。
【００３６】
このような方法と構成を用いれば、焦点調整と以上の調整を倍率の変動を全く考慮せずにできるため、作業性がよく優れている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の内視鏡装置に用いられる再結像光学系６（図１）の実施例１〜１５について説明する。各実施例のレンズデータは後記する。
【００３８】
（実施例１）
図２に本発明による実施例１の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離２．０７ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第８面
である。
【００３９】
この実施例においては、図２に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 とし、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズで構成し、その正メニスカスレンズから最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。なお、本発明において、副レンズ群Ｇ11、Ｇ12、Ｇ21、Ｇ22に関しては、レンズの群で定義するのではなく、連続するレンズ面の群で定義している。
【００４０】
この実施例において、図２中に両矢符で示すように、第１副レンズ群Ｇ11中の物体側に凹の正メニスカスレンズと両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズとがコリメート部分光学系となっており、この部分を単独で移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００４１】
また、この場合に、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。本実施例では、このようにイメージファイバー、ＣＣＤを適切に選定しているために、電気マスクの大きさ以上にイメージガイド端面が拡大投影されており、イメージガイドマスク周辺部がない通常の電子スコープのような画像を得ることが可能となっている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４６であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００４２】
また、実施例１では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００４３】
この実施例の収差図を図１７に示す。この実施例１では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．０２６と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００４４】
一方、この場合、全体の総合倍率は−２．９９倍となっているため、拡大系である。この場合、固体撮像素子側を略設計値に固定し、ここでイメージファイバ端面位置調整、偏心調整、具体的には、光軸と垂直にＸ，Ｙ方向に調整し、イメージファイバ端面傾き調整を行う。このとき、本実施例の再結像光学系が両側テレセントリックであるため、倍率の変動は考慮せずにピント調整のみを行うことができる。その後、固体撮像素子側を最終的に位置調整を行う（以下の実施例では、全て拡大系なので、同じことが言える）。このとき、必要であれば固体撮像素子側を光軸と垂直にＸ，Ｙ方向に偏心調整してもよい。また、この調整を行う上で、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００４５】
また、この実施例でイメージファイバー繊維間隔が同じで太さが違うイメージファイバーを使用すれば、電気マスク内部でイメージファイバーを観察することができる。
【００４６】
（実施例２）
図３に本発明による実施例２の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６
絞り面：第７面
である。
【００４７】
この実施例においては、図３に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凹負レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００４８】
この実施例２においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図３中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるアフォーカル光学系が含まれており、そのアフォーカル光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００４９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００５０】
また、実施例２では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００５１】
この実施例の収差図を図１８に示す。この実施例２では、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみから構成されているため、ペッツバール補正には不利である。そこで、第２レンズ群Ｇ2 の絞りＳ近傍に凹面（第９面）を配置し、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とペッツバール補正を分担している。この場合、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００５２】
また、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００５３】
（実施例３）
図４に本発明による実施例３の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６４７
絞り面：第７面
である。
【００５４】
この実施例においては、図４に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００５５】
この実施例３においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図４中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００５６】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００５７】
また、実施例３では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００５８】
この実施例の収差図を図１９に示す。この実施例３では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．７７６と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００５９】
また、再結像光学系のレンズ系が全て同じ外径であるため、レンズを保持する枠は１つにでき、レンズ系の組み立てでは落とし込むだけでよく、組み立て性が良い上、この再結像光学系を内視鏡操作部本体に組み込み、イメージファイバー束との間隔調整が２つの枠の嵌合のみで可能である。もちろん、再結像光学系と固体撮像素子との間隔も２つの枠の嵌合のみですみ、非常に組み立てがしやすい特徴がある。
【００６０】
（実施例４）
図５に本発明による実施例４の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３
総合倍率：−２．６３６
絞り面：第８面
である。
【００６１】
この実施例においては、図５に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズで構成し、その正メニスカスレンズから最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと像側の凸の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズと像側の凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の接合レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００６２】
この実施例４においては、図５中に両矢符で示すように、第１副レンズ群Ｇ11中の物体側に凹の正メニスカスレンズと、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズとがコリメート部分光学系となっており、この部分を単独で移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００６３】
また、この場合、モニター画面上でイメージファイバー像が八画マスクに内接するように倍率を選んでいるため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００６４】
また、実施例４では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００６５】
この実施例の収差図を図２０に示す。この実施例４では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第７面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とで分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．３１７と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００６６】
（実施例５）
図６に本発明による実施例５の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１５
総合倍率：−２．６２９
絞り面：第７面
である。
【００６７】
この実施例においては、図６に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、第１レンズ群Ｇ1 の最終面上に設けられた絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、凸平正レンズで構成し、その正メニスカスレンズから凸平正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、平凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００６８】
この実施例５においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図６中に両矢符で示すように、正メニスカスレンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００６９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４８であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００７０】
また、実施例５では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００７１】
この実施例の収差図を図２１に示す。この実施例５では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝２．９１４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００７２】
また、この実施例のレンズ系では、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の１つ前の平凸正レンズとこの副レンズ群Ｇ21は、副レンズ群Ｇ21の球欠径で受けられており、レンズ同士でもＲ面受けのような構造をとることができる。これは間隔環がないため、間隔環の加工誤差の影響がなくなるという特徴がある。
【００７３】
（実施例６）
図７に本発明による実施例６の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：５ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３２
総合倍率：−２．６
絞り面：第８面
である。
【００７４】
この実施例においては、図７に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズで構成し、その平凸正レンズから物体側に凸の正メニスカスレンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、物体側に凹の負メニスカスレンズ、凸平正レンズで構成し、その負メニスカスレンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の凸平正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００７５】
この実施例６においては、第１レンズ群Ｇ1 が正の屈折力を有するレンズ群Ｇ11のみからなり、そのレンズ群Ｇ1 中には、図７中に両矢符で示すように、平凸正レンズと接合レンズからなるコリメート部分光学系が含まれており、そのコリメート部分光学系を光軸方向に移動させて単独でピント調整が可能である。
【００７６】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．４５であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００７７】
また、実施例６では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００７８】
この実施例の収差図を図２２に示す。この実施例６では、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．２１４と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００７９】
（実施例７）
図８に本発明による実施例７の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：０．４ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６８７
絞り面：第１３面
である。
【００８０】
この実施例においては、図８に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、両凸正レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、最も物体側の接合レンズから最も像側の接合レンズの物体側の面までを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の接合レンズの接合面と像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、物体側に凸の正メニスカスレンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズで構成し、その両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の両凸正レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００８１】
この実施例７においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００８２】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれているため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．５３であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００８３】
また、実施例７では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００８４】
この実施例の収差図を図２３に示す。この実施例７では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第１２面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．５１８と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００８５】
また、本実施例では、イメージガイドの保護のため、カバ−ガラスが置かれている。これは非常に細いイメージファイバのために、イメージガイド端面にゴミ等が付着した場合、非常に目立つことになる。そこで、組み立て時には、イメージガイド端面をクリーニングした後直ぐにカバ−ガラスを取り付け、組み立て時付着するゴミを防ぐ役割を果たしている。
【００８６】
（実施例８）
図９に本発明による実施例８の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：０．４ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．９９
絞り面：第１３面
である。
【００８７】
この実施例においては、図９に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、両凸正レンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、最も物体側の接合レンズから最も像側の接合レンズの物体側の面凸正レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とし、最も像側の接合レンズの接合面と像側の面を第２副レンズ群Ｇ12とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズ、両凹負レンズ、平凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズで構成し、その単レンズの両凹負レンズを負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、接合レンズを正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００８８】
この実施例８においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００８９】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれているため、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くことになる。また、このような調光条件を満足しつつ、ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＝２．８１９であるため、画面上ではイメージファイバーの網目が目立たず、固体撮像素子を用いているようなきれいな画像が得られることとなる。
【００９０】
また、実施例８では、イメージファイバーピッチと固体撮像素子ピッチを上記のように選んだために、モアレが発生せず、水晶フィルター等のモアレ除去手段は必要ない。
【００９１】
この実施例の収差図を図２４に示す。この実施例８では、ペッツバールの補正を絞りＳ近傍の凹面（第１２面）と負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21で分担しているため、ペッツバールが補正されている上に、ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＝１．７７１と小さく抑えられていることから、歪曲収差も小さく抑えられている。
【００９２】
（実施例９）
図１０に本発明による実施例９の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：４．０３ｍｍ
物体高：０．２３５
物体側ＮＡ：０．３１
総合倍率：−２．６３６
絞り面：第６面
である。
【００９３】
この実施例においては、図１０に示すように、再結像光学系を、物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳ、絞りＳの像側の第２レンズ群Ｇ2 で構成し、第１レンズ群Ｇ1 を、物体側に凹の正メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズで構成し、その正メニスカスレンズから接合レンズまでを第１副レンズ群Ｇ11とする。また、第２レンズ群Ｇ2 を、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成し、最も像側の負メニスカスレンズの物体側の面を負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21とし、最も像側の負メニスカスレンズの像側の面を正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22とする。
【００９４】
この実施例９においては、第１レンズ群Ｇ1 全体がコリメート部分光学系となっおり、第１レンズ群Ｇ1 を移動させれば、組み立て調整後にピント調整が可能である。
【００９５】
また、この場合にも、電子内視鏡用のＣＣＵに本実施例のファイバースコープを接続しても自動調光が働くように、イメージガイドと固体撮像素子（ＣＣＤ）が選ばれている。
【００９６】
本実施例では、第２レンズ群Ｇ2 の負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21と正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22が共にレンズ面１面から構成されていることが特徴である。しかし、本実施例を用いた場合でも、両側テレセントリックであるため、ピント調整による倍率の変動を無視することができ、組み立て性が非常に良い。この実施例の収差図を図２５に示す。
【００９７】
（実施例１０）
図１１に本発明による実施例１０の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：１．０１ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第１０面
である。
【００９８】
この実施例１０の球面レンズ系は実施例１の球面レンズ系と同じであるので説明は省く。
【００９９】
ただし、本実施例では、内視鏡で行われるオートクレーブ（高温高圧水蒸気減菌）を考慮した構成としている。つまり、オートクレーブ減菌により蒸気が再結像光学系に進入してきた場合、レンズ系が蒸気により浸食され、像に影響を与えてしまう。そこで、蒸気に対して耐性があるサファイア（Sapphire）カバーガラスで再結像光学系を気密封止してしまう構造をとっている。
【０１００】
本実施例に関しては、後記にサファイアを使ったレンズデータが開示されているが、これはサファイアに限らず、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスであれば何れでもよい。
【０１０１】
本実施例では、サファイアカバーガラスの周辺部にメタルコートを施し、また、再結像光学系の枠内部にも金メッキ等を施して両者をハンダにて接着固定し、再結像光学系を気密封止している。また、この場合、ハンダ、メタルコートに使われる物質は共に鉛フリーであることが望まれている。
【０１０２】
また、オートクレーブによるレンズ、間隔環膨張を吸収するようにするために、コリメート部分光学系と他のレンズ系の間隔環を伸び縮み可能な間隔環にしておいてもよい。このような構成にしておけば、オートクレーブにより伸び縮みしたレンズ系の誤差はアフォーカル部分で吸収されるため、画質に与える影響を少なくできる。この伸び縮み可能な間隔環の例としては、例えば、ばね状間隔環等が考えられる。
【０１０３】
また、実施例１０では、ＣＣＤカバーガラスもサファイアカバーガラスとしている。これも、蒸気進入時にＣＣＤカバーガラスが浸食してしまうのを防ぐことを考慮してのことである。これも、上記に記載したように、サファイアに限らず、透光性ＹＡＧ、スピネル、合成石英等のオートクレーブ耐性ガラスであれば何れでもよい。
【０１０４】
この実施例の収差図を図２６に示す。
【０１０５】
（実施例１１）
図１２に本発明による実施例１１の再結像光学系の構成を示す。この実施例において、
物体距離：２．０７ｍｍ
物体高：０．３２５
物体側ＮＡ：０．２５３
総合倍率：−２．９９
絞り面：第８面
である。
【０１０６】
この実施例１１の球面レンズ系は実施例１の球面レンズ系と同じであるので説明は省く。
【０１０７】
ただし、本実施例では、経内視鏡的蛍光観察を考慮した構成としている。つまり、励起光を内視鏡等を介して被写体に照射し、被写体側からの蛍光を内視鏡で観察するものである。この蛍光は励起光に比べると微弱であり、蛍光像のみを観察するためには、励起光の波長帯域は透過しないようなフィルターが必要である。例えば、励起光の波長が３７０ｎｍの紫外線を生体組織に照射すると、青色の蛍光が発することが知られている。この場合、励起光の波長帯域を通さないフィルターが必要である。そこで、図３３のような透過特性を持ったフィルターを挿入してやる必要があり、本実施例では、絞りＳの後のアフォーカル部分である中央付近に上記のような特性を持ったフィルターが挿入されている。
【０１０８】
あるいは、図３４のような透過特性のフィルターでもよい。この場合、励起光は波長４３０ｎｍから５００ｎｍを使えばよい。
【０１０９】
本実施例では、フィルターを干渉フィルターで構成したために、光線の入射特性の少ないアフォーカル部分に挿入している。このフィルターは、干渉フィルターでなくても上記目的を達成できるものであれば何でもよい。例えば、吸収フィルターやダイクロックミラーを用いて通常の蛍光と分けて、２つの固体撮像素子を用いて観察するようにしてもよい。
【０１１０】
また、励起光は、通常の観察光と励起光の切り替えが可能な光源を用いて、観察部位までは通常観察を行い、蛍光観察をしたいときに光源側の光を変えることにより蛍光観察を行ってもよい。また、フィルターが挿入されていても通常観察には影響がないため、通常観察だけに用いられても問題はない。
【０１１１】
また、現在、内視鏡手術においては、レーザー（例えばＹＡＧレーザー等）を用いた経内視鏡手術も活発であり、本実施例においては、レーザーカットフィルターも上記の蛍光観察用フィルターの前あるいは後に挿入されている。
【０１１２】
この場合、蛍光観察、レーザー処置のどちらも１つの内視鏡でできるようになっている。しかし、このどちらか一方でもかまわない。このように再結像光学系内にレーザーカットフィルターや蛍光観察用フィルターを入れることにより、先端対物レンズを小さくすることができて望ましい。
【０１１３】
また、本実施例では、フィルターを２枚としているが３枚であってもよい。このようにできる理由は、全ての前記実施例では、レンズ群中にコリメート部分光学系を含んでいるからである。
【０１１４】
また、前記の全ての実施例では、赤外カットフィルターを挿入してはいないが、これも、上記の理由からコリメート部分光学系があるため、フィルターを挿入するのが容易なため、本実施例では挿入していないが、内視鏡の実使用上では、図３５のような透過特性の赤外カットフィルター挿入することは不可欠である。また、全ての前記実施例のレンズ系の一部を赤外吸収ガラスを用いて構成してもよい。
【０１１５】
また、全て実施例は全て拡大系で、イメージガイド、再結像光学系の倍率、ＣＣＤを適切に選定しているため、水晶フィルター等のモアレ除去フィルターは必要としていないが、組み合わせの変更により必要となるのであれば、水晶フィルター等のモアレ除去フィルターを入れてもてよい。この場合にも、再結像光学系が両側テレセントリックであることから、組み立て性は非常によい。
【０１１６】
この実施例１１の収差図を図２７に示す。
【０１１７】
次に、実施例１２〜１５について説明する。説明の仕方は上記実施例１〜１１と若干変えて、まず、実施例１２〜１５の共通事項について説明し、その後に個々の実施例について説明する。
【０１１８】
（実施例１２）
低倍
（実施例１３）
状態１
（実施例１４）
状態１
（実施例１５）
状態１
実施例１２〜１５の再結像光学系は何れも両側テレセントリック条件、自動調光条件を満足している。後者につき、上記の表の電気マスクはＣＣＤ画面サイズ内に設定するので、「イメージガイドサイズ／電気マスクサイズ」は「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」よりも大きい値となるので、上記の表には、「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」のみを記載してある。
「イメージガイドサイズ／ＣＣＤ画面サイズ」は、実施例１２〜１５全てで、０．４１以上（３割以上）であり、実施例１２の状態１を除くと、０．５以上（５割以上）である。
【０１２３】
また、ピントの調整法、イメージファイバ端面傾き調整法、イメージファイバ端面のＸ，Ｙ方向に調整法は実施例１〜１１と同様である。
【０１２４】
また、実施例１２〜１５において、後記のレンズデータから明らかなように、アッベ数（νd ）が２０未満の負レンズを少なくとも１個有している。具体的には、
アッベ数（νd ）：１８．９
ｄ線の屈折率（ｎd ）：１．９２２８６
ガラスコード：９２３１８９
硝材名：Ｓ−ＮＰＨ２（株式会社オハラ製）
を用いている。この硝材は極めて色収差補正能力が大きい。それを効果的に用いるためには、負レンズとして絞り近傍でかつ絞りの物体側（小さい倍率の共役側）に配置するとよい。軸上色収差補正のためには、軸上マージナル光線が高い絞り近傍に配置することが望ましく、かつ、倍率色収差補正と両立するためには、絞りの物体側に配置するとよい。また、色収差補正能力が大きい硝材を効果的に用いれば、レンズの枚数を削減するのに有利であり、以下各実施例毎に述べる各実施例特有の作用効果を持ちながら、屈折力を持つレンズエレメントの数が６枚であり、実施例１ないし１１と比較しても、少ないレンズ構成となっている。なお、硝材は上記ガラスコード：９２３１８９に限らず、アッベ数（νd ）が２０未満であれば同様の効果がある。
【０１２５】
なお、イメージガイドの網目あるいはモアレ縞を目立たなくする方法として、前記の条件式（３）を満足する以外に、イメージガイドと再結像光学系の間隔を適当に選択して、ピント位置をずらすようにしてもよい。この場合、合焦位置に対してイメージガイドと再結像光学系の間隔が大きくなる方向にずらした場合、イメージガイド端に配置した視野マスクにピントが合うため、視野マスクを鮮鋭に観察することができるようになる。もちろん、合焦位置に対してイメージガイドと再結像光学系の間隔が小さくなる方向にずらしてもよい。
【０１２６】
なお、実施例１２〜１５においては、第１レンズ群Ｇ1 、第２レンズ群Ｇ2 について副レンズ群Ｇ11、Ｇ12、Ｇ21、Ｇ22は定義していない。
【０１２７】
（実施例１２）
図１３に本発明による実施例１２の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１３に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 とし、第１レンズ群Ｇ1 を、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、また、第２レンズ群Ｇ2 を、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、物体側の平面（ｒ10）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ11）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板、凸平正レンズ、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、凸平正レンズと３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターとの間にフレア絞り（ｒ14）を配置している。そして、像面（ｒ21）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ19〜ｒ20）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ20〜ｒ21）が貼り合わされている。
【０１２８】
そして、第１レンズ群Ｇ1 の物体側の間隔と第２レンズ群Ｇ2 の像側の間隔（ｄ18）を適当に設定することで、倍率を低倍（図１３（ａ））から中間（図１３（ｂ））を経て高倍（図１３（ｃ））へ連続的に変えることができる。
【０１２９】
また、ピント調整は第１レンズ群Ｇ1 の物体側の間隔を用いて行うが、再結像光学系とＣＣＤの間（ｄ18）等その他の間隔を用いてもよい。
【０１３０】
又は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態を、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用するようにすることもできる。その場合には、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができる。すなわち、再結像光学系全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１３１】
上記の倍率を連続的に変化させる場合には、ユーザーの所望の倍率で観察することができるようになり、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）に使用する場合は、コスト上有利になる効果がある。
【０１３２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１３３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の低倍での値は１．８８４であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。
【０１３４】
本実施例では、網目あるいはモアレをより目立たなくするために、光学的ローパスフィルター（ｒ15〜ｒ18）を配置している。
【０１３５】
この実施例の収差図を図２８に示す。その（ａ）は低倍、（ｂ）は中間、（ｃ）は高倍での収差を示している。
【０１３６】
（実施例１３）
図１４に本発明による実施例１３の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、第２レンズ群Ｇ2 を入れ替えることで、図１４（ａ）の状態１と図１４（ｂ）の状態２とで結像性能を変えることができるものである。
【０１３７】
状態１、２何れでも、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、凸平正レンズ、物体側の平面（ｒ14）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ15）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板で構成し、第１レンズ群Ｇ1 の平凸正レンズの物体側、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと平行平板の間にフレア絞り（ｒ1 、ｒ13）を配置している。そして、像面（ｒ18）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ16〜ｒ17）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ17〜ｒ18）が貼り合わされている。
【０１３８】
ピント調整は第１レンズ群Ｇ1 の物体側のフレア絞りと物体の間の間隔を用いて行う。
【０１３９】
上記のように、この実施例においては、第２レンズ群Ｇ2 を入れ替えることで結像性能を変えており、この実施例の状態１、２の収差図をそれぞれ図２９（ａ）、（ｂ）に示し、また、ＭＴＦを図３０（ａ）、（ｂ）に示す。図１４（ａ）の状態１は高いＭＴＦを持ち、図１４（ｂ）は低いＭＴＦを持つ。状態１では、鮮鋭な画像を観察することができる。状態２では、網目あるいはモアレをより目立たなくすることができるものであり、状態２でのＣＣＤ面上で網目に対応する周波数は１／（ＰIG×｜β｜）であり、この周波数は７６本／ｍｍである。７６本／ｍｍでのＭＴＦは状態１に比較して充分小さくなっている。そのため網目あるいはモアレをより目立たなくすることができる。イメージガイドが伝達できる画像情報の最大周波数は網目に対応する周波数の１／２であり、３８本／ｍｍである。３８本／ｍｍでのＭＴＦは状態１に比較して同等であり、画像を鮮鋭に保ったまま、網目あるいはモアレをより目立たなくすることができる。
【０１４０】
本実施例の再結像光学系を用いることにより、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系の一部を共通化し、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化することができる。
【０１４１】
また、状態２の内視鏡（スコープ）の場合、図３０（ｂ）に示す通り、ＭＴＦのデフォーカス特性（カーブ）を緩やかにできるので、ピント調整精度を緩和できる。結果として、組み立てコスト上有利であり、また、結像性能の製造誤差が小さくできる。
【０１４２】
この実施例においては、ユーザーの所望の光学性能で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利となる。
【０１４３】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１４４】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１、２共に１．８８６であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。特に状態２は、上述した通り、モアレの目立たない構成である。
【０１４５】
（実施例１４）
図１５に本発明による実施例１４の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、異なる撮像系（図１５（ａ）のｒ21〜ｒ23、図１５（ｂ）のｒ23〜ｒ27）に切り替えて接続するもので、撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 のフィルターを入れ替えている。
【０１４６】
状態１においては、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、物体側の平面（ｒ12）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ13）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板、凸平正レンズ、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ16）を配置している。そして、像面（ｒ18）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ21〜ｒ22）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ22〜ｒ23）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１４７】
状態２においては、第１レンズ群Ｇ1 は、状態１と同様に、平凸正レンズ、両凸正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ（状態１と同じ）、物体側の平面（ｒ12）にＹＡＧレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ13）にＬＤレーザーカットコート面を施した平行平板、赤外カットフィルターを構成する平行平板、凸平正レンズ（状態１と同じ）、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルター（状態１と同じ）で構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ18）を配置している。そして、像面（ｒ27）には、状態１とは別のＣＣＤカバーガラス（ｒ23〜ｒ24）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ24〜ｒ27）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１４８】
ピント調整は、状態１、２何れにおいても、イメージガイドのカバーガラスと第１レンズ群Ｇ1 の間の間隔を用いて行う。
【０１４９】
このように、本実施例においては、異なる撮像系に切り替えて接続できるもので、状態１はある種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば面順次撮像系を、状態２は別の種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば同時式撮像系を接続する。この撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 中のフィルターを入れ替えている。
【０１５０】
また、各状態を仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系はフィルター類を除き全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１５１】
上記の撮像系を切り替える場合は、ユーザーの所望の撮像系で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利である。
【０１５２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ２．６ｍｍで全て共通である（イメージガイドのカバーガラス、ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１５３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１で１．８３２であり、その条件式（３）の下限の２より小さい。しかし、略下限に近いため、モアレの発生強度は低い。状態２は、同時式撮像系を想定している。同時式撮像系の場合、ＣＣＤはカラーＣＣＤを用いるために色モアレが発生しやすい。なお、本実施例では、状態１、２共に、光学的ローパスフィルターを配置している。
【０１５４】
この実施例の収差図を図３１に示す。その（ａ）は状態１、（ｂ）は状態２での収差を示している。
【０１５５】
（実施例１５）
図１６に本発明による実施例１５の再結像光学系の構成を示す。この実施例においては、実施例１４と同様に、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、再結像光学系を、絞りＳの物体側を第１レンズ群Ｇ1 、絞りＳの像側を第２レンズ群Ｇ2 として構成し、異なる撮像系（図１６（ａ）のｒ18〜ｒ20、図１６（ｂ）のｒ24〜ｒ28）に切り替えて接続するもので、撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 のフィルターを入れ替えている。
【０１５６】
状態１においては、第１レンズ群Ｇ1 は、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ、凸平正レンズ、物体側の平面（ｒ16）にＬＤレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ17）にＹＡＧレーザーカットコート面を施した平行平板で構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと平行平板の間にフレア絞り（ｒ15）を配置している。そして、像面（ｒ20）には、ＣＣＤカバーガラス（ｒ18〜ｒ19）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ19〜ｒ20）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１５７】
状態２においては、第１レンズ群Ｇ1 は、状態１と同様に、平凸正レンズ、両凸正レンズと凹平負レンズの接合レンズで構成し、第２レンズ群Ｇ2 は、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズ（状態１と同じ）、物体側の平面（ｒ13）にＹＡＧレーザーカットコート面を像側の平面（ｒ14）にＬＤレーザーカットコート面を施した平行平板、赤外カットフィルターを構成する平行平板、凸平正レンズ（状態１と同じ）、３枚の貼り合わせ平行平板からなる光学的ローパスフィルターで構成し、第２レンズ群Ｇ2 の凸平正レンズと光学的ローパスフィルターの間にフレア絞り（ｒ19）を配置している。そして、像面（ｒ28）には、状態１とは別のＣＣＤカバーガラス（ｒ24〜ｒ25）とＣＣＤチップ封止ガラス（ｒ25〜ｒ28）が貼り合わされている。なお、第１レンズ群Ｇ1 の物体側には、イメージガイドのカバーガラス（ｒ1 〜ｒ2 ）が配置されている。
【０１５８】
ピント調整は、状態１、２何れにおいても、イメージガイドのカバーガラスと第１レンズ群Ｇ1 の間の間隔を用いて行う。
【０１５９】
このように、本実施例においても、異なる撮像系に切り替えて接続できるもので、状態１はある種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば面順次撮像系を、状態２は別の種類のＣＣＤを持つ撮像系、例えば同時式撮像系を接続する。この撮像系に合わせて第２レンズ群Ｇ2 中のフィルターを入れ替えている。
【０１６０】
また、各状態を仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用することもできる。すなわち、仕様の異なる複数の内視鏡（スコープ）で光学系及び機械構成を共通化することができ、再結像光学系はフィルター類を除き全てを共通化でき、機械構成はスペーサ等の一部の変更のみで、基本構造は共通化できる。
【０１６１】
上記の撮像系を切り替える場合は、ユーザーの所望の撮像系で観察することができ、また、仕様の異なる別々の内視鏡（スコープ）に適用する場合は、コスト上有利である。
【０１６２】
なお、この実施例において、レンズ外径はφ３．６ｍｍで全て共通である（イメージガイドのカバーガラス、ＣＣＤカバーガラス、ＣＣＤチップ封止ガラスを除く。）。
【０１６３】
なお、後記のレンズデータに示すように、この実施例の条件式（３）のＰIG×｜β｜／ＰCCD の値は、状態１、２共に満足している。
【０１６４】
なお、本実施例では、状態２は同時式撮像系を想定している。同時式撮像系の場合、ＣＣＤはカラーＣＣＤを用いるために色モアレが発生しやすい。そのため、状態２では光学的ローパスフィルターを配置している。
【０１６５】
この実施例の収差図を図３２に示す。その（ａ）は状態１、（ｂ）は状態２での収差を示している。
【０１６６】
以下に、上記各実施例のレンズデータを示すが、記号は上記の外、ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。ｄ0 は可変間隔の物体距離である。
【０１６７】
以上の本発明の内視鏡装置等は例えば次のように構成することができる。
【０１８３】
〔１〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡において、
前記再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなることを特徴とする内視鏡装置。
【０１８４】
〔２〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１８５】
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11のイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。
【０１８６】
〔３〕 前記第１レンズ群が、正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11と負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12とからなることを特徴とする上記２記載の内視鏡装置。
【０１８７】
〔４〕 前記正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11中に、コリメート部分光学系を含んでいることを特徴とする上記３記載の内視鏡装置。
【０１８８】
〔５〕 前記コリメート部分光学系が光軸方向に移動可能で焦点調整ができることを特徴とする上記４記載の内視鏡装置。
【０１８９】
〔６〕 前記負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12の最も像側の面は、前記固体撮像素子側に凹面を向けていることを特徴とする上記３記載の内視鏡装置。
【０１９０】
〔７〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有するレンズ群のみからなり、前記正の屈折力を有するレンズ群中には、コリメート部分光学系が含まれていることを特徴とする上記２記載の内視鏡装置。
【０１９１】
〔８〕 前記コリメート部分光学系が光軸方向に移動可能で焦点調整ができることを特徴とする上記７記載の内視鏡装置。
【０１９２】
〔９〕 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第２レンズ群は、像側から、正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21を含み、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１９３】
ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＜３ ・・・（２）
ただし、ＦG21 は負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離、ＦG22 は正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22の焦点距離である。
【０１９４】
〔１０〕 前記再結像光学系のレンズ外径が全て等しいことを特徴とする上記１記載の内視鏡装置。
【０１９５】
〔１１〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡と、光源と、カメラコントロールユニットとを用いた内視鏡システムにおいて、
前記再結像光学系によって前記固体撮像素子に結像された被写体像の大きさが、内視鏡システムにおいて自動調光が働く大きさ以上になるように前記再結像光学系の倍率が選定にされていることを特徴とする内視鏡装置。
【０１９６】
〔１２〕 前記再結像光学系が、以下の条件を満足することを特徴とする上記１又は１１記載の内視鏡装置。
【０１９７】
２＜ＰIG×｜β｜／ＰCCD ＜３．５ ・・・（３）
ただし、ＰIGはイメージガイドの平均画素間隔、βは再結像光学系の総合倍率、ＰCCD は固体撮像素子の平均画素間隔である。
【０１９８】
〔１３〕 前記イメージガイドが、整列した複数の光ファイバーからなるとしたことを特徴とする上記１１記載の内視鏡装置。
【０１９９】
〔１４〕 前記イメージガイドが、ランダムに配置された光ファイバーからなるとしたことを特徴とする上記１１記載の内視鏡装置。
【０２００】
〔１５〕 前記イメージガイドが、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることを特徴とする上記１４記載の内視鏡装置。
【０２０１】
〔１６〕 前記固体撮像素子が、光軸方向と垂直なＸ，Ｙ方向に調整可能に構成されていることを特徴とする上記１４記載の内視鏡装置。
【０２０２】
〔１７〕 前記イメージガイドが、端面傾き調整機構を有することを特徴とする上記１４〜１６の何れか１項記載の内視鏡装置。
【０２０３】
〔１８〕 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つのイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる両側テレセントリック再結像光学系とを備えた内視鏡において、
まず、物体側、像側で位置ずれによるピント移動量が多い側を略設計値に固定し、その後、イメージガイドの偏心、片ボケ調整等を調整した後、最終的にピント移動量の少ない側を最終調整することを特徴とする内視鏡装置の調整方法。
【０２０４】
〔１９〕 前記再結像光学系が変倍作用を持つことを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０５】
〔２０〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記１９記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０６】
〔２１〕 再結像光学系がＭＴＦ結像性能可変であることを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０７】
〔２２〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記２１記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０８】
〔２３〕 再結像光学系を複数の異なる撮像系に切り替えて接続することを特徴とする上記２１記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２０９】
〔２４〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記２３記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２１０】
〔２５〕 再結像光学系がアッベ数（νd ）２０未満の負レンズを少なくとも１つ有することを特徴とする上記１、１１又は１８記載の内視鏡装置とその調整方法。
【０２１１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の内視鏡装置においては、イメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなるので、イメージガイドと再結像光学系の距離に変化があっても、像の倍率には全く影響を与えなくなる。これにより、焦点調整に伴う倍率調整が不要になる。また、電子内視鏡用ＣＣＵにアダプターを必要とせずに接続可能であり、また、モアレの発生も考慮されたファイバー内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内視鏡システムの全体像を示す図（ａ）と、投影されたイメージガイド束端面と固体撮像素子と電気マスクとの関係を示す図（ｂ）、（ｃ）である。
【図２】本発明による実施例１の再結像光学系の構成を示す図である。
【図３】本発明による実施例２の再結像光学系の構成を示す図である。
【図４】本発明による実施例３の再結像光学系の構成を示す図である。
【図５】本発明による実施例４の再結像光学系の構成を示す図である。
【図６】本発明による実施例５の再結像光学系の構成を示す図である。
【図７】本発明による実施例６の再結像光学系の構成を示す図である。
【図８】本発明による実施例７の再結像光学系の構成を示す図である。
【図９】本発明による実施例８の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１０】本発明による実施例９の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１１】本発明による実施例１０の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１２】本発明による実施例１１の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１３】本発明による実施例１２の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１４】本発明による実施例１３の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１５】本発明による実施例１４の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１６】本発明による実施例１５の再結像光学系の構成を示す図である。
【図１７】実施例１の収差図である。
【図１８】実施例２の収差図である。
【図１９】実施例３の収差図である。
【図２０】実施例４の収差図である。
【図２１】実施例５の収差図である。
【図２２】実施例６の収差図である。
【図２３】実施例７の収差図である。
【図２４】実施例８の収差図である。
【図２５】実施例９の収差図である。
【図２６】実施例１０の収差図である。
【図２７】実施例１１の収差図である。
【図２８】実施例１２の収差図である。
【図２９】実施例１３の収差図である。
【図３０】実施例１３のＭＴＦを示す図である。
【図３１】実施例１４の収差図である。
【図３２】実施例１５の収差図である。
【図３３】蛍光観察用フィルターの１例の透過特性を示す図である。
【図３４】蛍光観察用フィルターの別の例の透過特性を示す図である。
【図３５】レーザーカットフィルターの１例の透過特性を示す図である。
【符号の説明】
１…内視鏡
２…内視鏡先端
３…対物レンズ
４…イメージガイド束
５…内視鏡操作部
６…再結像光学系
７…固体撮像素子（ＣＣＤ）
１０…光源
１１…ランプ
１２…ライトガイド
１３…照明レンズ系
２０…ＣＣＵ
３０…モニター
Ｏ…被写体
Ｍ…電気マスク
ＩＭ…イメージガイド端面
Ｓ…絞り
Ｇ1 …第１レンズ群
Ｇ2 …第２レンズ群
Ｇ11…第１副レンズ群
Ｇ12…第２副レンズ群
Ｇ21…負の屈折力を有する副レンズ群
Ｇ22…正の屈折力を有する副レンズ群
Claims (5)
- 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つの光ファイバーイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記光ファイバーイメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる再結像光学系とを備えた内視鏡において、
前記再結像光学系が両側テレセントリック光学系からなり、
前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、以下の条件を満足することを特徴とする内視鏡装置。
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11の光ファイバーイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。 - 前記第１レンズ群が、正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11と負の屈折力を有する第２副レンズ群Ｇ12とからなることを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
- 前記正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11中に、コリメート部分光学系を含んでいることを特徴とする請求項２記載の内視鏡装置。
- 前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第２レンズ群は、像側から、正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22、負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21を含み、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。
ＦG22 ／｜ＦG21 ｜＜３ ・・・（２）
ただし、ＦG21 は負の屈折力を有する副レンズ群Ｇ21の焦点距離、ＦG22 は正の屈折力を有する副レンズ群Ｇ22の焦点距離である。 - 内視鏡の先端に配置された少なくとも１つの対物レンズと、前記少なくとも１つの対物レンズで作られた被写体像を内視鏡操作部まで伝送する少なくとも１つの光ファイバーイメージガイドと、内視鏡操作部内に配置され、前記光ファイバーイメージガイドで伝送された被写体像を固体撮像素子に再結像させる両側テレセントリック再結像光学系とを備え、
前記再結像光学系が、第１レンズ群、絞り、第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群が正の屈折力を有する第１副レンズ群Ｇ11を含み、以下の条件を満足する内視鏡において、
工程順に、前記固体撮像素子を前記再結像光学系に対して所定位置に固定する工程と、前記光ファイバーイメージガイドの偏心、片ボケ調整等を調整する工程と、前記固体撮像素子を前記再結像光学系に対して最終調整する工程とを備えていることを特徴とする内視鏡装置の調整方法。
−３＜βG11 ＜−０．５ ・・・（１）
ただし、βG11 は第１副レンズ群Ｇ11の光ファイバーイメージガイドの射出端面に対する結像倍率である。
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