CN104297891A - 内窥镜用物镜和内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在进行放大观察时焦点调整容易且可以进行良好的观察的内窥镜用物镜、内窥镜。该内窥镜用物镜，通过使除了最靠物体侧的透镜组以外的至少1个透镜组沿光轴Z移动，来从最远点物体向最近点物体进行对焦。将在最近点物体合焦时的全系统的焦距设为ft，在最远点物体合焦时的全系统的焦距设为fw，至最近点物体的物体距离设为dt，至最远点物体的物体距离设为dw，由dm＝(2×dw×dt)/(dw+dt)表示的dm设为至中间点物体的物体距离，在中间点物体合焦时的全系统的焦距设为fm时，满足：条件式(1)1.2≤ft/fw，条件式(2)：0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.5。

Description

内窥镜用物镜和内窥镜

技术领域

本发明涉及内窥镜用物镜和内窥镜，更详细地说，是涉及通过使系统内的一部分的透镜组移动、来从最远点物体向最近点物体进行对焦的内窥镜用物镜，和具备该内窥镜用物镜的内窥镜。

背景技术

就内窥镜而言，有整体地观察大范围这样的要求、和局部性地详细观察在整体的观察中所发现的患部等这样的要求，从前大多是通过使用景深深的固定焦点透镜来对应这样的要求。可是，作为内窥镜的潮流，因为有高像素化/广角化的倾向、以及对由内窥镜拍摄的图像进行读入而进行分析和观察，就会希望画质的进一步提高。

鉴于这样的状况，使用的是可使内窥镜的使用状态在适于整体性的观察的远点侧观察状态(广角端)、和在适于局部性的观察的近点侧放大观察状态(テレ：望远端)切换使用的内窥镜用物镜。作为其现有例，例如已知有下述专利文献1所述的物镜。

专利文献1所述的内窥镜物镜，由从物体侧依次以负、正、负、正的顺序进行光焦度排列的4群结构构成，通过使其中的第3群移动而进行上述切换。

【先行技術文献】

【专利文献】

【专利文献1】

专利第2876252号公报

如上述这样局部性地详细观察在整体性的观察中所发现的患部时，并不是一定要在最近点定位患部的状态下进行观察，实际上，大多情况是使物镜和患部的位置靠近以达到能够取得有效的放大观察效果的程度而进行观察。因此，期望一种以取得有效的放大观察效果的程度在使观察对象位于从最远点至最近点之间的区域的状态下可以进行良好的观察的内窥镜用物镜。

但是，专利文献1所述的内窥镜物镜，从最远点至最近点之间的某一点作为中间点时，相对于在该中间点的物体距离的变化，焦距的变化量大。在随着物体距离而全系统的焦距为可变的内窥镜用物镜中，全系统的焦距在近点侧放大观察状态下比远点侧观察状态的要长，因此观察深度(景深)变浅，焦点调整更难。如专利文献1所述的内窥镜物镜，若中间点的焦距的变化量大，则在从中间点至最近点的区域，观察深度变得更浅，进行焦点调整非常困难。另外，若焦距的变化量大，则观察倍率大幅变化，观察像的尺寸发生巨大变化，非常难以观察，也会产生观察对象脱离视野这样的问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种在进行放大观察时焦点调整容易且可以进行良好的观察的内窥镜用物镜、和具备该内窥镜用物镜的内窥镜。

本发明的内窥镜用物镜，其构成方式为，通过使除了最靠物体侧的透镜组以外的至少1个透镜组沿光轴移动，来从最远点物体向最近点物体进行对焦，在最近点物体合焦时的全系统的焦距设为ft，在最远点物体合焦时的全系统的焦距设为fw，至最近点物体的物体距离设为dt，至最远点物体的物体距离设为dw，由dm＝(2×dw×dt)/(dw+dt)表示的dm设为至中间点物体的物体距离，在中间点物体合焦时的全系统的焦距设为fm时，满足下述条件式(1)、(2)。

1.2≤ft/fw…(1)

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.5…(2)

本发明的内窥镜用物镜，在满足上述条件式(2)的范围内，还优选满足下述条件式(2’)。

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.4…(2’)

本发明的内窥镜用物镜，优选在对焦时移动的透镜组之中的1个透镜组是负透镜组。另外，本发明的内窥镜用物镜，优选以相互间隔变化的方式使2个透镜组移动来进行对焦，这种情况下，优选在对焦时移动的2个透镜组是正透镜组和负透镜组。

本发明的内窥镜用物镜，由dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)表示的dmw设为至中远点物体的物体距离，在中远点物体合焦时的全系统的焦距设为fmw时，优选满足下述条件式(3)，此外更优选满足下述条件式(3’)。

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.25…(3)

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.20…(3’)

本发明的内窥镜用物镜，优选从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组构成。还有，这里的“由～构成”，是指实质上的意思，除了作为构成要素所列举的透镜组以外，也可以包含实质上不具备光焦度的透镜、光阑和保护玻璃等透镜以外的光学零件、透镜凸缘、透镜镜筒等。

本发明的内窥镜用物镜，优选在对焦时移动的透镜组的移动轨迹可变。

还有，上述所谓“透镜组”，不一定只是由多个透镜构成，也包括仅由1片透镜构成的情况。

还有，所谓“最远点”，意思是在作为观察对象的物体一侧的距离范围之中的最佳聚焦点、且是距内窥镜用物镜最远的点，所谓“最近点”，意思是在作为观察对象的物体一侧的距离范围之中的最佳聚焦点、且是距内窥镜用物镜最近的点。另外，所谓“物体距离”，是指从内窥镜用物镜的最物体侧(也称最靠物体侧)的透镜面至物体的光轴上的距离。

还有，光焦度的符号，在含有非球面透镜的情况下，除非特别指出，否则认为是近轴区域。

本发明的内窥镜，其特征在于，具备上述记述的本发明的内窥镜用物镜。

根据本发明，能够提供可以进行从远点侧观察状态向近点侧放大观察状态的移行、且在进行放大观察时焦点调整容易并可以进行良好的观察的内窥镜用物镜，和具备该内窥镜用物镜的内窥镜。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的内窥镜用物镜的构成的剖面图

图2是表示本发明的实施例2-1的内窥镜用物镜的构成的剖面图

图3是表示本发明的实施例3-1的内窥镜用物镜的构成的剖面图

图4是本发明的实施例1的内窥镜用物镜的最远点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图5是本发明的实施例1的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图6是本发明的实施例1的内窥镜用物镜的最近点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图7是本发明的实施例2-1、2-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图8是本发明的实施例2-1的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图9是本发明的实施例2-1，2-2的内窥镜用物镜的最近点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图10是本发明的实施例2-2的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图11是表示本发明的实施例3-1、3-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图12是本发明的实施例3-1的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图13是本发明的实施例3-1、3-2的内窥镜用物镜的最近点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图14是本发明的实施例3-2的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的像差图，(A)是球面像差，(B)是像散，(C)是畸变，(D)是倍率色像差

图15是表示本发明的实施方式的内窥镜的概略构成的图

图16是本发明的实施方式的内窥镜的插入部的前端面的平面图

图17是内窥镜的前端硬质部的要部剖面图

具体实施方式

以下，参照附图，对于本发明的实施方式详细地说明。图1中表示本发明的一个实施方式的内窥镜用物镜的含光轴Z的截面的构成。该图1所示的构成例，对应后述的实施例1的透镜构成。在图1中，左侧是物体侧，右侧是像侧。

本实施方式的内窥镜用物镜，其构成方式为，通过使除了最物体侧(也称最靠物体侧)的透镜组之外的至少1个透镜组沿光轴Z移动，来从最远点物体向最近点物体进行对焦。在图1的上段表示在最远点物体合焦的状态(以下，也称为最远点观察状态)的透镜构成，图1的中段表示在中间点物体合焦的状态(以下，也称为中间点观察状态)的透镜构成，图1的下段表示在最近点物体合焦的状态(以下，也称为最近点观察状态)的透镜构成。

图1所示例的内窥镜用物镜，由从物体侧依次排列的具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有负光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4这4个透镜组构成。其构成方式为，从最远点观察状态向中间点观察状态对焦、从中间点观察状态向最近点观察状态对焦时，如图1的各状态之间的箭头所示，使第2透镜组G2和第3透镜组G3的2个透镜组移动。还有，图1的箭头的方向不是严密的，而是表示概略性的方向。

就构成图1的内窥镜用物镜的透镜而言，第1透镜组G1，从物体侧依次由负透镜L1、接合了负透镜L2和正透镜L3的胶合透镜构成；第2透镜组G2，仅由作为单透镜的正透镜L4构成；第3透镜组G3，由从物体侧依次接合了正透镜L5和负透镜L6的胶合透镜构成；第4透镜组G4，从物体侧依次由正透镜L7、接合了正透镜L8和负透镜L9的胶合透镜构成。

图1所示的例子的透镜L1、透镜L2是使平面朝向物体侧的平凹透镜，透镜L3、透镜L4是双凸透镜，透镜L5是使平面朝向物体侧的平凸透镜，透镜L6是双凹透镜，透镜L7是使平面朝向像侧的平凸透镜，透镜L8是双凸透镜，透镜L9是使凹面朝向物体侧的负弯月透镜。还有，作为本发明的内窥镜用物镜，也可以使透镜L1、透镜L2成为以凹面朝向像侧的负弯月透镜，使透镜L5成为以凸面朝向像侧的正弯月透镜的构成。

在图1中表示的是，孔径光阑St配置在第2透镜组G2和第3透镜组G3之间，在透镜L1与透镜L2之间配置有假设为滤光片等的平行平面板状的光学构件P1，在第4透镜组G4的像侧配置有假设为光路变换棱镜、滤光片、保护玻璃等的光学构件P2、P3的例子。但是，孔径光阑St、光学构件P1、P2、P3在本发明的内窥镜用物镜中均不是必须的构成。

该内窥镜用物镜，在对焦时，最物体侧的透镜组不移动，而是被固定的。这是由于，大多在以无保护构件的方式将内窥镜用物镜搭载于内窥镜，会使构成内窥镜用物镜的透镜之中的最物体侧的透镜兼备光学窗的功能，这种情况下，为了保持气密性而不能以最物体侧的透镜可动的方式构成。

在该内窥镜用物镜中，优选对焦时移动的透镜组之中有1个是负透镜组。通过使负透镜组在对焦时移动，容易以更少的移动量获得更大的焦距的变化，有利于光学系统的小型化和放大观察效果的并立。

就对焦而言，优选以相互间隔变化的方式使2个透镜组移动而进行。使移动的透镜组的数量为2个，既能够实现透镜组的移动机构的简单化，又能够抑制透镜组的移动造成的像差变动，使相对于各透镜组的移动距离之合焦速度的设定的自由度提高，能够使用者的使用方便。

使对焦时移动的透镜组为2个时，优选为负透镜组和正透镜组。这样的情况下，能够良好地抑制透镜组的移动带来的像差变动，特别是色像差的变动。

另外，在本发明的内窥镜用物镜中，优选对焦时移动的透镜组的移动轨迹可变。即，优选对焦时移动的透镜组的移动轨迹有多条。使移动的透镜组的移动轨迹可变，能够使相对于各透镜组的移动距离之合焦速度的设定的自由度提高，能够让使用者的使用方便。

还有，在图1所示的例子中，全系统从物体侧依次由负、正、负、正的光焦度排列的4个透镜组构成，对焦时使第2透镜组G2、第3透镜组G3移动。使第3透镜组G3移动是基于上述的理由。作为移动的正透镜组，选择第2透镜组G2而非第4透镜组G4，其理由在于，为了使移动机构简单化，优选相比第4透镜组G4而易于以较少的透镜片数构成的第2透镜组G2。但是，本发明的内窥镜用物镜未必受图1的例子限定。例如，对焦时移动的透镜组，也可以只为1个负透镜组，这种情况下，能够使驱动机构简单化。另外，也可以使构成全系统的透镜组的数量为3和5以上。

本实施方式的内窥镜用物镜，以满足下述条件式(1)、(2)的方式构成。

1.2≤ft/fw…(1)

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.5…(2)

其中，

ft：在最近点物体合焦时的全系统的焦距，

fw：在最远点物体合焦时的全系统的焦距，

fm：在中间点物体合焦时的全系统的焦距，

至中间点物体的物体距离dm由下式表示。

dm＝(2×dw×dt)/(dw+dt)

在此，

dt：至最近点物体的物体距离，

dw：至最远点物体的物体距离。

条件式(1)的ft/fw，表示全系统的焦距的变化所对应的倍率，例如相当于一般的变焦透镜的变焦比。所谓的条件式(1)的ft/fw比1大，是指从最远点物体向最近点物体进行对焦时全系统的焦距变长，不仅能够获得因靠近物体而带来的放大观察效果，而且能够得到全系统的焦距的变化带来的放大观察效果。以不低于条件式(1)的下限的方式构成，能够得到由全系统的焦距的变化带来的有效的放大率。低于条件式(1)的下限时，若想取得与满足条件式(1)时同等的观察倍率，则只能缩短物体距离，那么，就会观察到来自配置在内窥镜插入部前端的照明窗的照明光无法很好地照射的部分。通过满足条件式(1)，能够得到由全系统的焦距的变化带来的有效的放大率，可以进行良好的观察。

关于条件式(2)的dm，相当于dt和dw的调和平均。从内窥镜用物镜在物体的一侧处于上述dm的距离中的点称为中间点。条件式(2)是不仅考虑到最近点和最远点，而且也考虑到中间点而创建出的。以不高于条件式(2)的上限的方式构成，能够使一般有靠近长焦距侧这一倾向的中间点观察状态下的焦距靠近较短焦距侧。由此，能够使在中间点及其邻域进行放大观察时的观察深度加深，焦点调整容易。另外，还能够抑制中间点及其邻域的观察像的尺寸变化过大。以不处于条件式(2)的下限以下的方式构成，在物体从最远点到中间点的范围内，不仅能够得到靠近物体带来的放大观察效果，还能够获得全系统的焦距的变化带来的放大观察效果，可以进行微细的对象物的观察。

为了一边取得条件式(2)的下限所涉及的上述效果，一边进一步提高条件式(2)的上限所涉及的上述效果，优选满足下述条件式(2’)。

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.4…(2’)

另外，在本实施方式的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(3)。

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.25…(3)

其中，

ft：在最近点物体合焦时的全系统的焦距，

fw：在最远点物体合焦时的全系统的焦距，

fmw：在中远点物体合焦时的全系统的焦距，

至中远点物体的物体距离dmw由下式表示。

dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)

在此，

dt：至最近点物体的物体距离，

dw：至最远点物体的物体距离。

关于条件式(3)的dmw，相当于dw和dm的调和平均。从内窥镜用物镜在物体的一侧处于上述dmw的距离中的点称为中远点。条件式(3)是不仅考虑到最近点和最远点，而且也考虑到中远点而创建出的。以不高于条件式(3)的上限的方式构成，能够使中远点观察状态下的焦距更靠近较短焦距侧。由此，能够使在中远点及其邻域进行放大观察时的观察深度加深，焦点调整容易。另外，还能够抑制中远点及其邻域的观察像的尺寸变化过大。以不在条件式(3)的下限以下的方式构成，在物体从最远点至中远点的范围内，不仅能够得到靠近物体所带来的放大观察效果，而且能够获得全系统的焦距的变化带来的放大观察效果，可以进行微细的对象物的观察。

为了一边取得条件式(3)的下限所涉及的上述效果，一边进一步提高条件式(3)的上限所涉及的上述效果，优选满足下述条件式(3’)。

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.20…(3’)

还有，上述优选的构成可以任意的组合，优选根据所要求的事项适宜选择性地采用。

接下来，对于本发明的内窥镜用物镜的数值实施例进行说明。

[实施例1]

实施例1的内窥镜用物镜的透镜构成图示出在图1中，关于其图示方法和构成如上述，因此这里省略重复说明。

表1中表示实施例1的内窥镜用物镜的基本透镜数据。表1的Si一栏表示将最物体侧的构成要素的物体侧的面作为第1号而随着朝向像侧依次增加地对构成要素的面附加面编号时的第i号(i＝1、2、3、…)的面编号，Ri一栏表示第i号面的曲率半径，Di一栏表示第i号面和第i+1号面的光轴Z上的面间隔，Ndj一栏表示以最物体侧的光学零件为第1号而随着朝向像侧依次增加地对光学零件附加编号时的第j号(j＝1、2、3、…)的光学零件的对d线(波长587.6nm)的折射率，vdj一栏表示第j号光学零件的对d线的阿贝数。

在基本透镜数据中，也包含孔径光阑St和光学构件P1、P2、P3在内示出，在孔径光阑St所对应的面的面编号一栏中，与面编号一起填写(St)。在表1中，就曲率半径的符号而言，面形状向物体侧凸时为正，向像侧凸时为负，在Di的最下栏中，填写光学构件P3的像侧的面和像面的间隔。另外，在表1中，作为对焦时间隔变化的可变面间隔的第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与孔径光阑St的间隔、孔径光阑St与第3透镜组G3的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔分别填写为(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)。

在表2中，表示最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态各自的物体距离和上述(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)的值。各状态下的全系统的焦距、条件式(1)～(3)的对应值与其他的实施例的一起示出在后面刊出的表8、表9中。还有，以下所示的表的值为规定的位数。各表的长度单位使用mm。

【表1】

实施例1

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	∞	0.450	1.8830	40.8
2	1.304	0.559
					3	∞	0.300	1.7174	29.5
4	∞	0.524
					5	∞	0.350	1.8830	40.8
6	1.175	1.040	1.4388	94.9
					7	-1.742	(可变1)
8	3.448	0.690	1.4970	81.5
					9	-1.901	(可变2)
10(St)	∞	(可变3)
					11	∞	0.790	1.7552	27.5
12	-0.832	0.300	1.8830	40.8
					13	3.342	(可变4)
14	2.128	1.050	1.5182	58.9
					15	∞	0.271
16	3.647	1.370	1.4388	94.9
					17	-1.471	0.400	1.9229	18.9
18	-3.395	1.272
					19	∞	3.200	1.5592	53.9
20	∞	0.300	1.5163	64.1
					21	∞	0.050

【表2】

实施例1

观察状态	最远点	中远点	中间点	最近点
					物体距离	13.50	5.12	3.16	1.79
(可变1)	1.197	1.172	1.108	0.515
					(可变2)	0.185	0.210	0.274	0.867
(可变3)	0.150	0.300	0.412	0.763
					(可变4)	1.073	0.924	0.811	0.460

图4(A)、图4(B)、图4(C)、图4(D)中分别表示实施例1的内窥镜用物镜的最远点观察状态下的球面像差、像散、畸变(distortion)、倍率色像差(倍率的色像差)的各像差图。同样，图5(A)、图5(B)、图5(C)、图5(D)中分别表示实施例1的内窥镜用物镜的中间点观察状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图，图6(A)、图6(B)、图6(C)、图6(D)中分别表示实施例1的内窥镜用物镜的最近点观察状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。

在球面像差、像散、畸变的各像差图中，表示以d线为基准波长的像差，但在球面像差图中也表示关于C线(波长656.27nm)、F线(波长486.13nm)的像差。像散图中分别以实线、虚线表示关于弧矢方向、子午方向的像差。在倍率色像差图中表示关于C线和F线的像差。球面像差图的FNo.意思是F数，其他的像差图的ω意思是半视场角。

关于上述的实施例1的图示方法、各种数据的标记、意思，记述方法，除非特别指出，否则在以下的实施例中也同样，因此以下省略重复说明。

[实施例2-1]

图2中表示实施例2-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态的透镜构成图。实施例2-1的内窥镜用物镜的基本透镜数据与实施例1的相同，因此这里省略基本透镜数据的记述。实施例2-1的内窥镜用物镜虽然最远点观察状态的物体距离与实施例1的相同，但其他的观察状态的物体距离与实施例1的不同。表3中示出实施例2-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态各自的物体距离和(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)的值。

【表3】

实施例2-1

观察状态	最远点	中远点	中间点	最近点
					物体距离	13.50	5.24	3.25	1.85
(可变1)	1.197	0.987	0.868	0.286
					(可变2)	0.185	0.395	0.514	1.095
(可变3)	0.150	0.232	0.365	0.942
					(可变4)	1.073	0.991	0.859	0.281

图7(A)、图7(B)、图7(C)、图7(D)中分别表示实施例2-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图，图8(A)、图8(B)、图8(C)、图8(D)中分别表示实施例2-1的内窥镜用物镜的中间点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图，图9(A)、图9(B)、图9(C)、图9(D)中分别表示实施例2-1的内窥镜用物镜的最近点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。

[实施例2-2]

实施例2-2的内窥镜用物镜，基本透镜数据与实施例1、实施例2-1的相同，最远点观察状态的物体距离和最近点观察状态的物体距离与实施例2-1的相同。实施例2-1和实施例2-2，是既使基本透镜数据、最远点物体距离、最近点物体距离相同，又使移动轨迹可变的例子。表4中示出实施例2-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态各自的物体距离和(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)的值。

【表4】

实施例2-2

观察状态	最远点	中远点	中间点	最近点
					物体距离	13.50	5.24	3.25	1.85
(可变1)	1.197	1.107	0.804	0.286
					(可变2)	0.185	0.275	0.578	1.095
(可变3)	0.150	0.270	0.362	0.942
					(可变4)	1.073	0.953	0.861	0.281

实施例2-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图分别示出在图7(A)、图7(B)、图7(C)、图7(D)中，实施例2-2的内窥镜用物镜的最近点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图分别示出在图9(A)、图9(B)、图9(C)、图9(D)中。图10(A)、图10(B)、图10(C)、图10(D)中分别示出实施例2-2的内窥镜用物镜的中间点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。

[实施例3-1]

图3中示出实施例3-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态的透镜构成图。表5中示出实施例3-1的内窥镜用物镜的基本透镜数据。表6中示出实施例3-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态各自的物体距离和(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)的值。

【表5】

实施例3-1

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	12.000	0.450	2.0010	29.1
2	1.071	0.619
					3	∞	0.300	1.7847	25.7
4	∞	0.151
					5	22.996	0.350	1.9538	32.3
6	1.289	1.271	1.4388	94.9
					7	-1.673	(可变1)
8	3.512	0.734	1.4875	70.2
					9	-2.037	(可变2)
10(St)	∞	(可变3)
					11	-5.774	0.821	1.9229	20.9
12	-0.751	0.300	2.0010	29.1
					13	15.912	(可变4)
14	1.860	1.021	1.4388	94.9
					15	∞	0.150
16	4.995	1.575	1.4388	94.9
					17	-1.309	0.400	1.9229	18.9
18	-3.223	1.220
					19	∞	3.200	1.5592	53.9
20	∞	0.300	1.5163	64.1
					21	∞	0.050

【表6】

实施例3-1

观察状态	最远点	中远点	中间点	最近点
					物体距离	12.00	4.36	2.67	1.50
(可变1)	1.269	1.082	0.823	0.147
					(可变2)	0.185	0.372	0.631	1.307
(可变3)	0.150	0.268	0.420	1.308
					(可变4)	1.812	1.694	1.542	0.654

图11(A)、图11(B)、图11(C)、图11(D)中分别示出实施例3-1的内窥镜用物镜的最远点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图，图12(A)、图12(B)、图12(C)、图12(D)中分别示出实施例3-1的内窥镜用物镜的中间点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图，图13(A)、图13(B)、图13(C)、图13(D)中分别示出实施例3-1的内窥镜用物镜的最近点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。

[实施例3-2]

实施例3-2的内窥镜用物镜，基本透镜数据、最远点观察状态的物体距离、最近点观察状态的物体距离与实施例3-1的相同。实施例3-1和实施例3-2，是既使基本透镜数据、最远点物体距离、最近点物体距离相同，又使移动轨迹可变的例子。表7中示出实施例3-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态各自的物体距离和(可变1)、(可变2)、(可变3)、(可变4)的值。

【表7】

实施例3-2

观察状态	最远点	中远点	中间点	最近点
					物体距离	12.00	4.36	2.67	1.50
(可变1)	1.269	0.964	0.962	0.147
					(可变2)	0.185	0.491	0.492	1.307
(可变3)	0.150	0.245	0.419	1.308
					(可变4)	1.812	1.717	1.544	0.654

实施例3-2的内窥镜用物镜的最远点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图分别示出在图11(A)、图11(B)、图11(C)、图11(D)中，实施例3-2的内窥镜用物镜的最近点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图分别示出在图13(A)、图13(B)、图13(C)、图13(D)中。图14(A)、图14(B)、图14(C)、图14(D)中分别示出实施例3-2的内窥镜用物镜的中间点观察状态的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。

表8中归纳了上述实施例1、2-1、2-2、3-1、3-2的内窥镜用物镜的在最远点观察状态、中远点观察状态、中间点观察状态、中近点观察状态、最近点观察状态下的物体距离、焦距、焦距比率。还有，所谓中近点观察状态，意思是在中近点物体合焦的状态，至中近点物体的物体距离dmt由下式表示。

dmt＝(4×dw×dt)/(3×dw+dt)

在此，

dt：至最近点物体的物体距离，

dw：至最远点物体的物体距离。

另外，所谓表8的焦距比率，是在某一状态下的全系统的焦距设为fx时，由(fx-fw)/(ft-fw)表示的值。中远点观察状态下的焦距比率，由(fmw-fw)/(ft-fw)表示，中间点观察状态下的焦距比率由(fm-fw)/(ft-fw)表示。

【表8】

表9中表示上述实施例1、2-1、2-2、3-1、3-2的内窥镜用物镜的条件式(1)～(3)的对应值。由表9可知，全部实施例满足条件式(1)～(3)。表9的数据将基准波长作为d线。

【表9】

接下来，一边参照表10，一边对于比较例进行说明。表10的比较例1～6分别对应上述专利文献1(专利第2876252号公报)所述的实施例1～6的内窥镜物镜。该比较例1～6的在最远点观察状态、中间点观察状态、最近点观察状态下的物体距离、焦距、条件式(2)的对应值示出在表10中。还有，表10所示的比较例2的最近点观察状态的物体距离，不是转述专利文献1所述的物体距离，而是使用专利文献1所述的透镜数据，使广角状态和远距离状态的后截距(back focus)相同而计算出的物体距离。由表10可知，比较例1～6均不满足条件式(2)。

【表10】

接着，对于应用了本发明的内窥镜用物镜的内窥镜的实施方式，一边参照图15～图17一边加以说明。图15中表示该内窥镜的概略的整体构成图。图15所示的内窥镜100，主要具备操作部102、插入部104、引出综合电缆(ュニバ一サルコ一ド)106的连接器部(未图示)。在操作部102的前端侧，联结有插入到患者的体内的插入部104，从操作部102的基端侧，引出有用于与连接器部连接的综合电缆106，所述连接器部用于与光源装置等连接。

插入部104的大半是可沿着插入路径向任意的方向弯曲的柔性部107，在该柔性部107的前端联结有弯曲部108，在该弯曲部108的前端，依次联结前端部110。弯曲部108是为了使前端部110朝向期望的方向而设的，通过使设于操作部102的弯曲操作旋钮109转动，可以进行弯曲操作。

在图16中示出与插入部104的长轴方向垂直的面的前端部110的前端的平面图。图17中示出图16的A-A线剖面的前端部110的要部剖面图。如图16所示，在前端部110的前端面，设有如下：作为内窥镜用物镜2的外表面的观察窗3；配置在观察窗3的两侧，用于照射来自光导的照明光的2个照明窗4；处置工具插入口5；送气/送水喷嘴6。

另外，如图17所示，在前端部110的内部配置有如下：按照与插入部104的长轴方向平行的方式配置其光轴的内窥镜用物镜2；用于使内窥镜用物镜2的像侧的光路大约折曲90度的光路变换棱镜7；使其光接收面与插入部104的长轴方向平行而与光路变换棱镜7接合的固体摄像元件8。

还有，图17中概念性地图示了内窥镜用物镜2。就固体摄像元件8而言，使其摄像面与内窥镜用物镜2的像面一致而配置，拍摄由内窥镜用物镜2所形成的光学像并输出电信号。固体摄像元件8具有光接收面保护用的保护玻璃，但在图16和图17中，作为固体摄像元件8也包含保护玻璃在内进行图示。在图17中，由点划线表示内窥镜用物镜2形成的观察光学系统的光轴Z。通过采用图17所示这样的折曲光路的结构，如图16所示，在前端部110的下半部分构成直视型的观察光学系统，在前端部110的上半部分构成处置工具插入通道9，能够在细径的插入部内配设大量的元件。

以上，列举实施方式和实施例说明了本发明，但本发明不受上述实施方式和实施例限定，可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值不受上述各数值实施例所示的值限定，也能够取其他的值。

例如，上述的实施例的内窥镜用物镜由完全没有使用非球面的折射透镜构成，但本发明的内窥镜用物镜不限定于此。本发明的内窥镜用物镜，不仅可以使用球面的折射透镜，也可以使用非球面、GRIN透镜(折射率分布透镜)、衍射光学元件的任意一种，或其任意的组合，也可以是进行色像差和诸像差的校正构成。

Claims (15)

1.一种内窥镜用物镜，其中，通过使除了最靠物体侧的透镜组以外的至少1个透镜组沿光轴移动，来从最远点物体向最近点物体进行对焦，

在所述最近点物体合焦时的全系统的焦距设为ft，在所述最远点物体合焦时的全系统的焦距设为fw，至所述最近点物体的物体距离设为dt，至所述最远点物体的物体距离设为dw，由dm＝(2×dw×dt)/(dw+dt)表示的dm设为至中间点物体的物体距离，在所述中间点物体合焦时的全系统的焦距设为fm时，满足下述条件式(1)、(2)，

1.2≤ft/fw…(1)

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.5…(2)。

2.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜，其中，

以相互间隔变化的方式使2个透镜组移动，由此进行所述对焦。

3.根据权利要求2所述的内窥镜用物镜，其中，

在所述对焦时移动的透镜组之中的1个透镜组是负透镜组。

4.根据权利要求2或3所述的内窥镜用物镜，其中，

在所述对焦时移动的2个透镜组是正透镜组和负透镜组。

5.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

由dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)表示的dmw设为至中远点物体的物体距离，在所述中远点物体合焦时的全系统的焦距设为fmw时，满足下述条件式(3)，

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.25…(3)。

6.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

由从物体侧依次具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组实质构成。

7.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

在所述对焦时移动的透镜组的移动轨迹可变。

8.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

满足下述条件式(2’)，

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.4…(2’)。

9.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

由dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)表示的dmw设为至中远点物体的物体距离，在所述中远点物体合焦时的全系统的焦距设为fmw时，满足下述条件式(3’)，

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.20…(3’)。

10.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

由dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)表示的dmw设为至中远点物体的物体距离，在所述中远点物体合焦时的全系统的焦距设为fmw时，满足下述条件式(3)，

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw)≤0.25…(3)。

11.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

由从物体侧依次具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组实质构成。

12.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

在所述对焦时移动的透镜组的移动轨迹可变。

13.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

满足下述条件式(2’)，

0.0＜(fm-fw)/(ft-fw)≤0.4…(2’)。

14.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

由dmw＝(4×dw×dt)/(dw+3×dt)表示的dmw设为至中远点物体的物体距离，在所述中远点物体合焦时的全系统的焦距设为fmw时，满足下述条件式(3’)，

0.0＜(fmw-fw)/(ft-fw）≤0.20…(3’)。

15.一种内窥镜，其特征在于，具备权利要求1至14中任一项所述的内窥镜用物镜。