JP5371178B2 - 撮像光学系 - Google Patents

Description

本発明は、変倍機能を有する撮像光学系に関するもので、特に、拡大観察可能な内視鏡対物レンズ、マクロ撮影可能なデジタルカメラやビデオカメラ、携帯用カメラ等の撮影レンズに使用される撮像光学系に関するものである。

近年、医療用内視鏡の分野では、病変の精密診断を行うために拡大観察が可能な撮像光学系の要求が強まっている。従来、このような拡大内視鏡用撮像光学系としては、例えば、特許文献１〜４に開示されるものがある。
また、診断の精度を向上させるために、内視鏡画像の高画質化が求められており、従来よりも多画素の撮像素子が採用されはじめている。このため、撮像素子の多画素化に対応した高性能な撮像光学系が必要になっている。

一方、内視鏡下で病変部等の生体組織を顕微鏡下と同等程度の観察レベルまで拡大観察（以下では、「顕微観察」と略す）できる、超拡大観察の光学系の要求も高まってきている。
従来、このような顕微観察が可能な内視鏡用撮像光学系としては、例えば、特許文献５、６に開示されるものがある。

従来、生体組織を顕微観察するためには、内視鏡観察によって病変部を特定したあと、生検によって細胞の一部を体外に取り出し、顕微鏡によって観察するしかなかった。しかし、上記提案によれば、内視鏡観察の延長で、しかも体内で細胞観察ができるというメリットがある。
また、デジタルカメラや、ビデオカメラ等の民生品分野の光学系でも、マクロ撮影等の高倍率化と小型化が望まれている。
特公昭６１−０４４２８３号公報 特開平０６−３１７７４４号公報 特開平１１−３１６３３９号公報 特開２０００−２６７００２号公報 特開２００４−３１３７６９号公報 特開２００４−３１３７７２号公報

上記の特許文献１〜４に記載の内視鏡用撮像光学系は、近接拡大時（望遠端）での観察倍率が顕微観察できるほど高くない。
また、上記の特許文献５、６に記載の顕微観察用の内視鏡用撮像光学系は、倍率が固定で、近接拡大観察のみが可能な光学系であるため、通常の観察倍率を有する撮像光学系と、顕微観察を行う撮像光学系とをそれぞれ別体に設けなければならない。したがって、顕微観察する際には、顕微観察用撮像光学系を備えたプローブを内視鏡の処置具挿通チャンネルを通して被写体までか導かなければならない。

そのため、内視鏡の観察視野と顕微観察視野との間にパララックスが生じ、顕微観察している範囲を特定するのが難しい。顕微観察時の視野範囲は、数１０μｍから数１００μｍ四方程度と非常に狭い範囲でしかなく、また、体内では拍動などの影響により内視鏡の先端を観察したい部位に完全に固定しておくことが難しいため、パララックスがある光学系では観察部位を特定するのが困難となる。

さらに、顕微観察用撮像光学系を備えたプローブは体内の観察箇所に押し当てて使用するが、処置具挿通チャンネルを通る程度の細径のため、押し当てる面積が狭く観察箇所に固定しづらい。このように、処置具挿通チャンネルを通しての挿入であることも、観察時にしっかりと固定することを難しくしている要因となっている。

顕微観察時の内視鏡の安定感を得るため、通常の観察倍率を有する撮像光学系と顕微観察用撮像光学系を内視鏡の先端挿入部に配置することも可能となるが、通常観察時の観察視野と顕微観察時の観察視野との間にパララックスが生じる問題は解決しない。さらに大きさの面でも２本のスコープを一つにまとめたものと同等なため、大型化を招く。特に外径が太くなるため、患者の負担は大きなものとなり好ましくない。
本発明は上記問題点に鑑み、通常観察から顕微観察まで一つの撮像光学系で観察が可能な、全長が短くレンズ外径の小さい小型の撮像光学系を提供するものである。

上記課題を解決するために本発明は、４つのレンズ群で構成され、該４つのレンズ群のうち物体側から数えて第１群を除く少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えることが可能な撮像光学系であって、望遠端での撮像光学系の倍率β_ＴＥＬＥが下記条件式（１）を満足するとともに、物体側から数えて第３群は負の屈折力、第４群は正の屈折力を有し、変倍および合焦を行うために第２群と第３群が光軸上を移動することを特徴とするものである。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）

通常の内視鏡観察から顕微観察までを１つの光学系で可能とするため、複数のレンズ群で構成するとともに、前記複数のレンズ群の少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えるように構成され、近接拡大時（望遠端）の最大倍率β_ＴＥＬＥは、条件式（１）を満足することが必要である。

例えば、生体組織に発生した病変を細胞レベルで観察し、細胞配列の乱れ、細胞核の異常な肥厚、細胞核を取り巻く毛細血管の異常な増殖等、正常細胞が癌化するときに特異的に現れる現象の観察を可能とするには、近接拡大時（望遠端）において少なくとも条件式（１）を満たし、数１０μｍから数１００μｍ四方の視野範囲において顕微観察に必要な分解能を確保することが必須となる。

条件式（１）を満足しない場合、光学系で足りない倍率を電子ズーム等の電気的補正手段を用いて補うことも考えられるが、画質が劣化してしまうため、病変の診断に利用する画像として好ましくない。

また、本発明の撮像光学系は、少なくとも通常観察時（広角端）における観察倍率β_ＷＩＤＥと、近接拡大時（望遠端）における観察倍率β_ＴＥＬＥと、β_ＷＩＤＥからβ_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βの３つの倍率で観察が可能に構成され、複数のレンズ群のうちの１つのレンズ群が動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うとともに、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、少なくともβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うときに動いたレンズ群とは異なるレンズ群のうちの１つが動くことを特徴としている。

近接拡大時（望遠端）に顕微観察が可能なほどの高倍率を得るためには、一つのレンズ群のみを動かして変倍および合焦を行うのは極めて難しい。近接物点にピントを合わせるには、全体繰り出しか、最も物体側のレンズ群を含む複数のレンズ群を動かすのが有利となるが、このような動作をさせる場合、レンズの繰出し量が大きくなり、光学系全体が大型化してしまうので好ましくない。

そこで、本発明では、物体側から数えて第１レンズ群を固定し、第２レンズ群以降の複数のレンズ群を動かすことによって、変倍と合焦を行うようにした。より具体的には、正負負正、正正負正、または負正負正、等の４群構成で、第２レンズ群と第３レンズ群を光軸に沿って移動可能に構成した。また、第２レンズ群または第３レンズ群近傍に明るさ絞りを配置することにより、これらのレンズ群を構成するレンズの外径が小さくなるようにした。このように構成することにより、可動レンズ群の周辺にスペースを確保し、アクチュエーター等のレンズの駆動手段を配置可能とするとともに、可動レンズ群を動かす際に、前記レンズ駆動手段にかかる負荷を軽減するようにした。

また、レンズの駆動手段を複雑化することなくコンパクトに構成するためには、通常観察時（広角端）における観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大時（望遠端）における観察倍率β_ＴＥＬＥまでのレンズの動作を２段階に分けて制御するのが望ましい。具体的には、β_ＷＩＤＥからβ_ＴＥＬＥまでの間に適当な観察倍率βを設定し、β_ＷＩＤＥからβまでの間は、１つのレンズ群のみを動かして変倍および合焦を行い、βからβ_ＴＥＬＥまでの間はさらにもうひとつのレンズ群を連動させて動かすことによって変倍と合焦を行うようにすればよい。

通常観察時（広角端）における観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大時（望遠端）における観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間で常に２つのレンズ群を動かす場合、レンズ群を動かした際の倍率の変化および画角の変化をある程度一定に保ち、急激に変化をさせないようにするために、カム機構等を用いてレンズ群の移動量を複雑に制御する必要があるが、本発明の撮像光学系のように、レンズ群の動作を２段階に分けて制御することで、レンズ群を光軸に沿って一定方向に、ほぼリニアに可動させてもスムーズな画角変化と倍率変化が得られる。本発明のレンズ駆動手段としては、リニアアクチュエータを用いて電気的に制御するものや、ワイヤ等により手動で制御するものを採用することができ、通常観察時（広角端）における観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大時（望遠端）における観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間で常に２つのレンズ群を動かす場合に比べて、はるかに簡単な構成でレンズ駆動手段を構成できることになる。

さらに、β_ＷＩＤＥからβ_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βが少なくとも以下の条件式（２）を満足する場合には、２つのレンズ群を動かすことにより変倍を行うのが望ましい。
β＜−１．０ （２）
β_ＷＩＤＥからβ_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βが上記条件式（２）を満足する場合に、１つのレンズ群のみでの変倍および合焦を行うと、収差性能が悪化するため好ましくない。特に、像面の変動と色収差の変動が大きくなり、例えば、生体組織に発生した病変を内視鏡観察下で画像診断するのに適した画質を確保することができない。

また、上記のような撮像光学系は、少なくとも４群構成であることが望ましく、このうち、第３レンズ群が動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行い、第２レンズ群と第３レンズ群が動くことによってβからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行うように構成されるのが望ましい。

このような構成にすることで、各レンズ群を光軸に沿って一定方向に、ほぼリニアに動かしても急激な画角変化および倍率の変化がなく、スムーズな画角変化と倍率変化が得られるので、目標とする被写体を見失うことなく内視鏡の挿入部先端を近接させ、所望の倍率で拡大観察を行うことができる。

上記の撮像光学系と組み合わせる撮像素子は、下記条件式（３）を満足するのが望ましい。
０．２＜ＩＨ／Ｐ×１０００＜０．７ （３）
ここで、ＩＨ は撮像素子の撮像面における最大像高（ｍｍ）、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）である。上記条件式（３）の下限を超えると画素ピッチが大きくなり、高精細な顕微観察画像が得られない。また、上記条件式（３）の上限を超えると、画素ピッチが細かくなりすぎて、撮像光学系のFナンバーを回折限界まで大きくしなければならず、光の回折の影響を受けやすくなって所望の画質を得ることができない。

また、より高精細な顕微観察画像を得るためには、望遠端での撮像光学系の観察倍率β_ＴＥＬＥが下記条件式（４）を満足するのが望ましい。
β_ＴＥＬＥ＜−２．５ （４）
なお、高精細な顕微観察画像に対応するため、撮像光学系の収差補正をさらに十分に行った方がよい場合には、駆動装置が多少複雑になったとしても通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで、２つのレンズ群を移動させて変倍と合焦を行うように構成することもできる。

このような顕微観察が可能な観察倍率を持つ内視鏡においても、通常観察時には広視野を確保し、病変部を発見するために生体内をスクリーニングしたり、病変部に処置を施す等の作業をする必要がある。そのためには拡大観察時には高倍率を確保しつつ通常観察時には下記条件式（５）を満足するのが望ましい。
ω＞５０° （５）
ただし、ωは通常観察状態（広角端）での撮像光学系の半画角である。

また、上記４群構成の撮像光学系において、通常観察時（広角端）における観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大時（望遠端）における観察倍率β_ＴＥＬＥまでの可動レンズ群の移動量は、下記条件式（６）の範囲とすることが望ましい。
１．５＜Ｄ３／ｆｗ＜３．３ （６）
ただし、Ｄ３は第３レンズ群の移動量であり、ｆｗは広角端における撮像光学系の焦点距離である。

上記条件式（６）の上限を超えると、第３レンズ群の移動量が大きくなるため、撮像光学系の全長が長くなり内視鏡先端部の大型化を招くので好ましくない。
レンズ駆動手段としてアクチュエータを用いる場合には、移動量が大きくなると、アクチュエータ駆動部のストロークが長くなり、内視鏡挿入部先端の硬質長が長くなる要因となり好ましくない。

本発明の撮像光学系は、β_ＷＩＤＥからβ_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βが上記条件式（２）を満足する場合には、２つのレンズ群を動かすことにより変倍および合焦を行うことにより、上記条件式（６）を満足するようにしている。上記条件式（６）の下限を超えると、第３レンズ群の移動量が少なくなって、顕微観察を行えるほどの観察倍率を得ることができない。

さらに、第３レンズ群の焦点距離は、下記条件式（７）を満足するのが望ましい。
０．１＜｜ｆｗ／ｆ３｜＜０．７ （７）
ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

上記４群構成の撮像光学系において、第３レンズ群は像面位置のずれを補正する役割を担っているが、上記条件式（７）の上限を超えて第３レンズ群のパワーが大きくなると、第３レンズ群が移動するときの収差変動が大きくなる。特に球面収差と像面の変動が大きくなり好ましくない。また、上記条件式（７）の下限を超えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、通常観察状態（広角端）において倍率の色収差が大きくなり、画像の色にじみの要因となるので好ましくない。

また、上記４群構成の撮像光学系が下記条件式（７‘）を満足するとより望ましい。
０．２＜｜ｆｗ／ｆ３｜＜０．６ （７‘）
さらに、近接拡大観察状態（望遠端）での収差性能を良好に保つために、第４レンズ群の焦点距離は、下記条件式（８）を満足するのが望ましい。
０．２＜ｆｔ／ｆ４＜０．５ （８）
ただし、ｆ４は第４レンズ群の焦点距離であり、ｆｔは近接拡大観察状態（望遠端）の撮像光学系の焦点距離である。上記条件式（８）の下限を超えると、第４レンズ群のパワーが小さくなり、色収差を十分に補正することができない。また、上記条件式（８）の上限を超えると、第４レンズ群のパワーが強くなり、バックフォーカスが短くなるため撮像素子の撮像素子の撮像面を保護するためのカバーガラスや観察に不要な光をカットするフィルター等を入れるスペースを確保できなくなるので好ましくない。

また、本発明の撮像光学系は、開口径を変えることが可能に構成された明るさ絞りを有しており、下記条件式（９）を満足することを特徴としている。
Ｄ_ＴＥＬＥ＞Ｄ_ＷＩＤＥ （９）
ただし、Ｄ_ＴＥＬＥは望遠端での明るさ絞りの開口径であり、Ｄ_ＷＩＤＥは広角端での明るさ絞りの開口径である。本発明の撮像光学系のように通常観察状態（広角端）から顕微観察状態（望遠端）まで観察状態を変更可能な光学系において、明るさ絞りの開口径を一定にしたままであると、倍率が変化した際のＦナンバーの変動が大きくなり、顕微観察状態では通常観察状態に比べ大きなＦナンバーとなる。このような状況で、通常観察状態での観察深度を確保するために明るさ絞りの開口径を小さく設定すると、顕微観察状態に変更したときに光の回折現象による画像劣化が生じてしまう。

そこで、本発明の撮像光学系では、少なくとも通常観察状態（広角端）と顕微観察状態（望遠端）で、明るさ絞りの開口径が上記条件式（９）を満足するように可変に構成した。これにより、通常観察状態では十分な観察深度を確保し、顕微観察状態では鮮明な画像を取得することができる。

また、顕微観察状態（望遠端）でのＦナンバーが下記条件式（１０）を満足するように明るさ絞り径が変化するのが望ましい。
０．２５＜ｐ／Ｆｎｏ×１０００＜０．８ （１０）
ただし、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）であり、Ｆｎｏは顕微観察状態（望遠端）でのＦナンバーである。上記条件式（１０）の下限を超えると光の回折現象による画像劣化が生じるので好ましくない。また、上記条件式（１０）の上限を超えると顕微観察に必要な観察深度を確保することができない。

また、本発明の撮像光学系は、内視鏡以外でも活用できる。
例えば、デジタルカメラの撮影等においても、等倍を超えるようなマクロ撮影を行う場合には、レンズ繰出し量が大きくなることもあって、マクロコンバータレンズを装着することが多い。しかしながら本発明の撮像光学系を用いることによって、マクロコンバータレンズを装着することなく、いままでにない高倍率のマクロ撮影を行うことができる。

また、一般的にマクロレンズは第１群が物体側に繰出し、なおかつ複数群のフローティングによってフォーカシングを行うが、本発明のレンズを用いると、インナーフォーカスでのマクロ撮影が可能となる。そのためワーキングディスタンスを決めてから撮影する場合には有利である。
さらに、携帯電話用のカメラに本発明を適用すれば、手軽にマクロ撮影が楽しめる。

本発明によれば、内視鏡下での顕微観察が可能な拡大倍率を実現し、高精細な撮像素子に対応した高性能な撮像光学系を提供し得る。また、小型のＣＣＤに対応したデジタルカメラや携帯電話用カメラにおいて高倍率撮影が可能なマクロレンズ等にも適用することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る撮像光学系について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る撮像光学系は、複数のレンズ群で構成され、該複数のレンズ群の少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えることが可能な撮像光学系であって、望遠端での撮像光学系の倍率β_ＴＥＬＥが下記条件式を満足するものである。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）

表１に、各実施例の対物レンズ構成における各条件式の数値を示した。

（実施例１）
本実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図１に示した。また、表２には設計データ、表３には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。また、図２、図３、図４に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図１では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成されている。

第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、負レンズにて構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第１レンズ群の後方に固定されている。第４レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。

通常観察状態（広角端）から中間状態までの観察では、第３群のみを動かして変倍と合焦を行い、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの観察では、第２群と第３群を動かして変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、近接拡大観察状態（望遠端）において、他の観察状態よりも開口径が広がるようになっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、下記条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

０．２＜ＩＨ／ｐ×１０００＜０．７ (３)
ここで、ＩＨは撮像素子の撮像面における最大像高（ｍｍ）、ｐは撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）である。

（実施例２）
本実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図５に示した。また、表４には設計データ、表５には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図６、図７、図８に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図５では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成されている。

第１レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、負レンズにて構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第１レンズ群の後方に固定されている。第４レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。

通常観察状態（広角端）から中間状態までの観察には、第３レンズ群のみを動かして変倍と合焦を行い、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで観察には、第２レンズ群と第３レンズ群を動かして変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、近接拡大観察状態（望遠端）において、他の観察状態よりも開口径が広がるようになっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１と、第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

（実施例３）
本実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図９に示した。また、表６には設計データ、表７には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図１０、図１１、図１２に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図９では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成されている。

第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、負レンズにて構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第１レンズ群の後方に固定されている。第４レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。

通常観察状態（広角端）から中間状態まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かし、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かすことによって変倍と合焦を行っている。このように、第２レンズ群と第３レンズ群を常に移動させて変倍と合焦を行うことにより、どの観察状態においても軸上の色収差や軸外の色収差を良好に補正することができ、高精細な画像を取得することができる。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、近接拡大観察状態（望遠端）において、他の観察状態よりも開口径が広がるようになっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

（実施例４）
本実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図１３に示した。また、表８には設計データ、表９には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図１４、図１５、図１６に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図１３では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。
第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと、負レンズと正レンズの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、負レンズと正レンズの接合レンズにて構成されている。第２レンズ群と第３レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されている。第４レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。第４レンズ群の最も物体側のレンズは片面が非球面に形成されている。

ここで、非球面は、光軸方向をｘ、光軸に直交する方向をｙとした時、次の式で表される。
ｘ＝（ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−Ｐ（ｙ^２／Ｒ^２）｝^１／２］＋Ａ４ｙ^４＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数である。

通常観察状態（広角端）から中間状態まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かし、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かすことによって変倍と合焦を行っている。また、第２レンズ群の移動に伴って、明るさ絞りが一体的に移動するように構成されている。明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、近接拡大観察状態（望遠端）において、他の観察状態よりも開口径が広がるようになっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

ただし、第１９面における非球面形状を表すための非球面係数は表１０のとおりである。

（実施例５）
本実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図１７に示した。また、表１１には設計データ、表１２には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図１８、図１９、図２０に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図１７では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
本実施例は、ディストーションの少ないレンズタイプとなっているため、デジタルカメラや携帯電話用の小型カメラなどの撮像光学系として用いる場合に最適である。

第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。また、第１レンズ群の最も物体側のレンズは片面に非球面が形成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、負レンズにて構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第１レンズ群の後方に固定されている。第４レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。ここで、非球面は、光軸方向をｘ、光軸に直交する方向をｙとした時、次の式で表される。

ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−Ｐ（ｙ^２／Ｒ^２）｝^１／２］＋Ａ４ｙ^４＋Ａ６ｙ^６＋Ａ８ｙ^８＋Ａ１０ｙ^１０
ここで、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数である。

通常観察状態（広角端）から中間状態までの観察には、第３レンズ群を動かして変倍と合焦を行い、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの観察には、第２レンズ群を動かすことによって変倍と合焦を行っている。このように倍率を変化させる作用を第２レンズ群と第３レンズ群に分担させ、中間状態を挟んでそれぞれ１つのレンズ群を移動させることによって、レンズを動かす機構を簡単化することができる。第２レンズ群と第３レンズ群に倍率を変化させる作用をうまく分担するために、下記条件式（１１）を満足するときには第２レンズ群を移動するように構成されている。
β’＜−１．０ (１１)
ただし、β´は中間状態における観察倍率である。

また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、近接拡大観察状態（望遠端）において、他の観察状態よりも開口径が広がるようになっている。
第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタまたはローパスフィルタである。

ただし、第２面における非球面形状を表すための非球面係数は表１３のとおりである。

（実施例６）
本発明の参考例としての実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図２１に示した。また、表１４には設計データ、表１５には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図２２、図２３、図２４に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図２１では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。

第１レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、正レンズにて構成されている。第４レンズ群は、正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第２レンズ群と一体となって移動する。

通常観察状態（広角端）から中間状態まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かし、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かすことによって変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、中間状態において開口径の大きさを切り替わり、通常観察状態（広角端）から中間状態までの開口径と、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの開口径はそれぞれ一定となっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

（実施例７）
本発明の参考例としての実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図２５に示した。また、表１６には設計データ、表１７には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図２６、図２７、図２８に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図２５では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成される。

第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合レンズにて構成されている。第４レンズ群は、負レンズで構成されている。第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第２レンズ群と一体となって移動する。

通常観察状態（広角端）から中間状態までの観察には、第２レンズ群のみを動かして変倍と合焦を行い、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで観察には、第２レンズ群と第３レンズ群を動かして変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、中間状態において開口径の大きさを切り替わり、通常観察状態（広角端）から中間状態までの開口径と、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの開口径はそれぞれ一定となっている。

第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ１は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

（実施例８）
本発明の参考例としての実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図２９に示した。また、表１８には設計データ、表１９には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図３０、図３１、図３２に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図２９では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。
第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとで構成されている。第２レンズ群は、正レンズにて構成されている。第３レンズ群は、正レンズにて構成されている。第４レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、負レンズと、正レンズとで構成されている。第３レンズ群と第４レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されており、第３レンズ群と一体となって移動する。

通常観察状態（広角端）から中間状態まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かし、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かすことによって変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、中間状態において開口径の大きさを切り替わり、通常観察状態（広角端）から中間状態までの開口径と、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの開口径はそれぞれ一定となっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１、と第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

（実施例９）
本発明の参考例としての実施例の拡大内視鏡対物レンズの構成を図３３に示した。また、表２０には設計データ、表２１には通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における変動パラメータの値を示した。図３４、図３５、図３６に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）での収差曲線図を示した。図３３では、上から順に、それぞれ、通常観察状態（広角端）、中間状態、近接拡大観察状態（望遠端）の３状態における構成が示されている。

本実施例の撮像光学系は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。
第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとで構成されている。第２レンズ群は、正レンズと負レンズの接合レンズにて構成されている。第３レンズ群は、正レンズにて構成されている。第４レンズ群は、物体側より順に、負レンズと正レンズの接合レンズと、正レンズと、正レンズとで構成されている。第３レンズ群と第４レンズ群の間に明るさ絞りＳが配置されて、第３レンズ群と一体となって移動する。

通常観察状態（広角端）から中間状態まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かし、さらに中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）まで、第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ独立に動かすことによって変倍と合焦を行っている。また、明るさ絞りは、開口径を変えることが可能に構成されており、中間状態において開口径の大きさを切り替わり、通常観察状態（広角端）から中間状態までの開口径と、中間状態から近接拡大観察状態（望遠端）までの開口径はそれぞれ一定となっている。

第１レンズ群中の平行平面板Ｆ１と、第４レンズ群と撮像素子との間の平行平面板Ｆ２は、それぞれ特定の波長、例えば、ＹＡＧレーザの１０６０ｎｍ、半導体レーザの８１０ｎｍあるいは赤外域をカットするためのフィルタである。
さらに、撮像素子には、条件式（３）を満足する撮像素子を採用し、内視鏡に搭載可能な撮像ユニットを構成して、生体組織を細胞レベルで観察し、診断することを可能にしている。

［付記］
なお、上記実施形態から以下の構成の発明が導かれる。
１． 複数のレンズ群で構成され、該複数のレンズ群の少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えることが可能な撮像光学系であって、下記条件式（１）を満足する撮像光学系。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）
ここで、β_ＴＥＬＥは、望遠端での撮像光学系の倍率である。

２． ４群構成の撮像光学系であって、物体側から数えて第３群は負の屈折力、第４群は正の屈折力を有し、変倍および合焦を行うために第２群と第３群が光軸上を移動する付記項１に記載の撮像光学系。

３．前記撮像光学系は明るさ絞りを有し、該明るさ絞りは開口径を変えることが可能に構成されるとともに、下記条件式を満足する付記項１または付記項２に記載の撮像光学系。
Ｄ_ＴＥＬＥ＞Ｄ_ＷＩＤＥ
ここで、Ｄ_ＴＥＬＥは望遠端での明るさ絞りの開口径、Ｄ_ＷＩＤＥは広角端での明るさ絞りの開口径である。

４． 複数のレンズ群で構成され、少なくとも通常観察倍率β_ＷＩＤＥと、近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥと、通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の倍率βの３つの倍率で観察が可能な撮像光学系において、前記複数のレンズ群のうちの１つのレンズ群が動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うとともに、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、少なくともβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うときに動いたレンズ群とは異なるレンズ群のうちの１つが動く撮像光学系。

５． 通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の倍率βが下記の条件式（２）の範囲にあるときには、前記複数のレンズ群にうち２つのレンズ群が動くことによって変倍および合焦を行う付記項４に記載の撮像光学系。
β＜−１．０ （２）

６． ４群構成の撮像光学系であって、物体側から数えて第３レンズ群は負の屈折力、第４レンズ群は正の屈折力を有するとともに、前記第３レンズ群のみが動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行い、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、前記第３レンズ群の他に第２レンズ群が動く付記項４または付記項５に記載の撮像光学系。

７． ４群構成の撮像光学系であって、物体側から数えて第３レンズ群は負の屈折力、第４レンズ群は正の屈折力をそれぞれ有するとともに、β_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第３レンズ群のみが動き、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行う場合には、第２レンズ群のみが動く付記項４または付記項５に記載の撮像光学系。

８． 近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥが、下記の条件式（１）を満足する付記項４から付記項７のいずれかに記載の撮像光学系。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）

９． 第１レンズ群は正の屈折力、第２レンズ群は正の屈折力を有する付記項２、付記項６または付記項７のいずれかに記載の撮像光学系。
１０． 第１レンズ群は負の屈折力、第２レンズ群は正の屈折力を有する付記項２に記載の撮像光学系。
１１． 第１レンズ群は正の屈折力、第２レンズ群は負の屈折力を有する付記項６または付記項７に記載の撮像光学系。

１２． 少なくとも物体側から順に正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成され、第２レンズ群と第３レンズ群を動かすことによって変倍および合焦を行う付記項１に記載の撮像光学系。
１３． 少なくとも物体側から順に負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成され、第２レンズ群と第３レンズ群を動かすことによって変倍および合焦を行う付記項１に記載の撮像光学系。

１４． 望遠端での撮像光学系の倍率β_ＴＥＬＥが、さらに下記の条件式（４）を満足する付記項１〜付記項３、付記項１２または付記項１３のいずれかに記載の撮像光学系。
β_ＴＥＬＥ＜−２．５ （４）

１５． 少なくとも物体側から順に正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成されるとともに、β_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第２レンズ群のみが動き、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第２レンズ群と第３レンズ群が動く付記項４または付記項５に記載の撮像光学系。

１６． 複数のレンズ群で構成され、該複数のレンズ群の少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えることが可能な撮像光学系と、該撮像光学系の結像面近傍に配置された撮像素子とを備えた拡大内視鏡用撮像ユニットであって、上記条件式（１）、（３）を満足する拡大内視鏡用撮像ユニット。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）
０．２＜ＩＨ／Ｐ＊１０００＜０．７ （３）
ここで、β_ＴＥＬＥは望遠端での撮像光学系の倍率、ＩＨは撮像素子の撮像面における最大像高（ｍｍ）、Ｐは、撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）である。

１７． 前記撮像光学系が４つのレンズ群で構成され、物体側から数えて第３群は負の屈折力、第４群は正の屈折力を有し、変倍および合焦を行うために第２群と第３群が光軸上を移動する付記項１６に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

１８． 前記撮像光学系は明るさ絞りを有し、該明るさ絞りは開口径を変えることが可能に構成されるとともに、下記条件式（９）を満足する付記項１６または付記項１７に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
Ｄ_ＴＥＬＥ＞Ｄ_ＷＩＤＥ （９）
ここで、Ｄ_ＴＥＬＥは望遠端での明るさ絞りの開口径、Ｄ_ＷＩＤＥは、広角端での明るさ絞りの開口径であり。

１９． 複数のレンズ群で構成され、少なくとも通常観察倍率β_ＷＩＤＥと、近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥと、通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βの３つの倍率で観察が可能な撮像光学系と、該撮像光学系の結像面近傍に配置された撮像素子とを備えた拡大内視鏡用撮像ユニットであって、前記複数のレンズ群のうちの１つのレンズ群が動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うとともに、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、少なくともβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うときに動いたレンズ群とは異なるレンズ群のうちの１つが動くとともに、下記の条件式（３）を満足する拡大内視鏡用撮像ユニット。
０．２＜ＩＨ／Ｐ＊１０００＜０．７ （３）
ここで、ＩＨは撮像素子の撮像面における最大像高（ｍｍ）、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（ｍｍ）である。

２０． 通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の観察倍率βが下記の条件式（２）の範囲にあるときには、前記複数のレンズ群のうち２つのレンズ群が動くことによって変倍および合焦を行う付記項１９に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
β＜−１．０ （２）

２１． 前記撮像光学系は４つのレンズ群で構成され、物体側から数えて第３レンズ群は負の屈折力、第４レンズ群は正の屈折力を有するとともに、前記第３レンズ群のみが動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行い、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、前記第３レンズ群の他に第２レンズ群が動く付記項１９または付記項２０に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

２２． 前記撮像光学系は４つのレンズ群で構成され、物体側から数えて第３レンズ群は負の屈折力、第４レンズ群は正の屈折力をそれぞれ有するとともに、β_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第３レンズ群のみが動き、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行う場合には、第２レンズ群のみが動く付記項１９または付記項２０に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

２３． 近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥが、下記の条件式（１）を満足する付記項１９から付記項２２のいずれかに記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
β_ＴＥＬＥ＜−２．０ （１）

２４． 近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥが、さらに下記の条件式（４）を満足する付記項２３に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
β_ＴＥＬＥ＜−２．５ （４）
２５． 第１レンズ群は正の屈折力、第２レンズ群は正の屈折力を有する付記項１７、付記項２１または付記項２２に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

２６． 第１レンズ群が負の屈折力、第２レンズ群が正の屈折力を有する付記項１７に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
２７． 第１レンズ群が正の屈折力、第２レンズ群が負の屈折力を有する付記項２１または付記項２２に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

２８． 少なくとも物体側から順に正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成され、第２レンズ群と第３レンズ群を動かすことによって変倍および合焦を行う付記項１６に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

２９． 少なくとも物体側から順に負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成され、第２レンズ群と第３レンズ群を動かすことによって変倍および合焦を行う付記項１６に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

３０． 望遠端での撮像光学系の倍率β_ＴＥＬＥが、さらに下記の条件式（４）を満足する付記項１６〜付記項１８、付記項２８または付記項２９のいずれかに記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。
β_ＴＥＬＥ＜−２．５ （４）

３１． 少なくとも物体側から順に正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群で構成されるとともに、β_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第２レンズ群のみが動き、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第２レンズ群と第３レンズ群が動く付記項１９または付記項２０に記載の拡大内視鏡用撮像ユニット。

本発明の一実施形態に係る撮像光学系の実施例１を示す断面図である。 図１の撮像光学系の収差図である。 図１の撮像光学系の収差図である。 図１の撮像光学系の収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像光学系の実施例２を示す断面図である。 図５の撮像光学系の収差図である。 図５の撮像光学系の収差図である。 図５の撮像光学系の収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像光学系の実施例３を示す断面図である。 図９の撮像光学系の収差図である。 図９の撮像光学系の収差図である。 図９の撮像光学系の収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像光学系の実施例４を示す断面図である。 図１３の撮像光学系の収差図である。 図１３の撮像光学系の収差図である。 図１３の撮像光学系の収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像光学系の実施例５を示す断面図である。 図１７の撮像光学系の収差図である。 図１７の撮像光学系の収差図である。 図１７の撮像光学系の収差図である。 本発明の参考例としての一実施形態に係る撮像光学系の実施例６を示す断面図である。 図２１の撮像光学系の収差図である。 図２１の撮像光学系の収差図である。 図２１の撮像光学系の収差図である。 本発明の参考例としての一実施形態に係る撮像光学系の実施例７を示す断面図である。 図２５の撮像光学系の収差図である。 図２５の撮像光学系の収差図である。 図２５の撮像光学系の収差図である。 本発明の参考例としての一実施形態に係る撮像光学系の実施例８を示す断面図である。 図２９の撮像光学系の収差図である。 図２９の撮像光学系の収差図である。 図２９の撮像光学系の収差図である。 本発明の参考例としての一実施形態に係る撮像光学系の実施例９を示す断面図である。 図３３の撮像光学系の収差図である。 図３３の撮像光学系の収差図である。 図３３の撮像光学系の収差図である。

Claims (6)

1. ４つのレンズ群で構成され、該４つのレンズ群のうち物体側から数えて第１群を除く少なくとも１つが光軸上を移動することによって、通常観察状態（広角端）から近接拡大観察状態（望遠端）まで状態を変えることが可能な撮像光学系であって、下記条件式を満足するとともに、
   物体側から数えて第３群は負の屈折力、第４群は正の屈折力を有し、変倍および合焦を行うために第２群と第３群が光軸上を移動する撮像光学系。
   β_ＴＥＬＥ＜−２．０
   ここで、β_ＴＥＬＥは、望遠端での撮像光学系の倍率である。
2. 前記撮像光学系は明るさ絞りを有し、該明るさ絞りは開口径を変えることが可能に構成されるとともに、下記条件式を満足する請求項１に記載の撮像光学系。
   Ｄ_ＴＥＬＥ＞Ｄ_ＷＩＤＥ
   ここで、Ｄ_ＴＥＬＥは望遠端での明るさ絞りの開口径、Ｄ_ＷＩＤＥは広角端での明るさ絞りの開口径である。
3. ４つのレンズ群で構成され、少なくとも通常観察倍率β_ＷＩＤＥと、近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥと、通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の倍率βの３つの倍率で観察が可能な撮像光学系において、
   前記４つのレンズ群のうち物体側から数えて第１群を除く１つのレンズ群が動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うとともに、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、少なくともβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行うときに動いたレンズ群とは異なるレンズ群のうち前記第１群を除く１つが動き、
   物体側から数えて第３群は負の屈折力、第４群は正の屈折力を有し、変倍および合焦を行うために第２群と第３群が光軸上を移動する撮像光学系。
4. 通常観察倍率β_ＷＩＤＥから近接拡大観察倍率β_ＴＥＬＥまでの間の倍率βが下記の条件式の範囲にあるときには、前記４つのレンズ群のうち前記第２群および前記第３群が動くことによって変倍および合焦を行う請求項３に記載の撮像光学系。
   β＜−１．０
5. 前記第３レンズ群のみが動くことによってβ_ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行い、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦には、前記第３レンズ群の他に第２レンズ群が動く請求項３または請求項４に記載の撮像光学系。
6. β _ＷＩＤＥからβまでの変倍および合焦を行う場合には、前記第３レンズ群のみが動き、βからβ_ＴＥＬＥまでの変倍および合焦を行う場合には、第２レンズ群のみが動く請求項３または請求項４に記載の撮像光学系。

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