CN105717627B - 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜 - Google Patents

内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN105717627B
CN105717627B CN201510971486.8A CN201510971486A CN105717627B CN 105717627 B CN105717627 B CN 105717627B CN 201510971486 A CN201510971486 A CN 201510971486A CN 105717627 B CN105717627 B CN 105717627B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
group lens
image pickup
rear group
endoscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510971486.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105717627A (zh
Inventor
花田康行
宫西哲
长田晃典
松村善夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epro Japan Co ltd
Original Assignee
Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd filed Critical Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd
Publication of CN105717627A publication Critical patent/CN105717627A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105717627B publication Critical patent/CN105717627B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/0011—Manufacturing of endoscope parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2484—Arrangements in relation to a camera or imaging device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

一种内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜，该内窥镜用透镜单元具有镜筒、容纳在镜筒的内部的前组透镜即透镜(L1)和后组透镜即透镜(L2、L3)以及配置在透镜(L2)和透镜(L3)之间的光圈，透镜(L3)的摄像侧最后面(L3R2)通过粘接层而固定在摄像元件的玻璃盖片上，前组透镜(透镜L1)的焦距fF、后组透镜(透镜L2、L3)的焦距fB、光学透镜组(LNZ)整体的焦距fel以及光学透镜组(LNZ)的光学总长OL、光学透镜组(LNZ)的金属后距(MB)满足如下的关系：fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0。

Description

内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜
技术领域
本发明涉及例如在医疗领域中使用的直径较细的内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜。
背景技术
以往，在医疗领域或者工业领域中，用于拍摄人的体内、设备、或者结构物的内部的内窥镜得到普及。作为这种内窥镜，已有在被插入观察对象的内部中的插入部搭载有包括摄像透镜、摄像元件在内的摄像单元的电子内窥镜。在电子内窥镜中，使来自摄像部位的光通过摄像透镜而在摄像元件的摄像面上成像，并且将该成像光通过摄像元件转换为电信号，再作为影像信号而通过信号线缆发送到外部的图像处理装置等。在内窥镜中，为了扩大观察对象的范围、减轻被观察者的负担、结构的简化、成本降低等，从以前就将插入部的小型化作为课题提出，在电子内窥镜中，包括摄像单元的末端部的进一步小型化、细径化变得重要。
例如，在日本专利公开2013-200537号公报中公开了如下的摄像机构及内窥镜：为了实现内窥镜等光学设备的小型化，在透镜单元的摄像元件侧设置平凹透镜，使平凹透镜的平面部从镜筒的端部突出并固定在覆盖摄像元件的表面的盖部件上。另外，在日本专利第3426378号公报中公开了如下的内窥镜物镜：在内窥镜的物镜中具有3个透镜组，即使仅是球面透镜也能够降低畸变、实现低成本化。
电子内窥镜的摄像单元通常构成为使用框体(末端硬性部)进行摄像透镜和摄像元件的摄像面的聚焦调整，该框体保持用于容纳摄像透镜的镜筒和摄像元件。在以往的摄像透镜的结构中，在想要实现优异的光学性能时，需要使后焦距变长，并从摄像透镜的最后面到摄像元件的盖部件表面为止确保预定距离。因此，难以实现以小型化为目的而利用粘接剂等固定摄像透镜和摄像元件的结构。在日本专利第3426378号公报中公开的内窥镜物镜中，光学总长约为6.51～7.22mm，后焦距约为0.70～0.87mm，由于后焦距相对于光学总长较长，因此无法不通过框体等而固定摄像透镜和摄像元件。另外，在日本专利公开2013-200537号公报记载的摄像机构中，虽然是将摄像元件侧的最后面的平面固定于摄像元件的盖部件的结构，但由于在最后面没有折射力，因此不能对来自被摄体的光线的收敛及光学系统的像差的降低有所贡献。因此，难以在实现摄像透镜的小型化的同时得到期望的光学性能。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够实现利用粘接剂等来固定摄像透镜和摄像元件的结构的内窥镜用透镜单元及内窥镜。
本发明提供一种内窥镜用透镜单元，包括镜筒、容纳在所述镜筒的内部的前组透镜和后组透镜以及配置在所述前组透镜和所述后组透镜之间的光圈，所述后组透镜的摄像侧最后面通过粘接层而固定在摄像元件的玻璃盖片上，所述前组透镜的焦距fF、所述后组透镜的焦距fB、包括所述前组透镜和所述后组透镜的光学透镜组整体的焦距fel以及所述光学透镜组的光学总长OL、所述光学透镜组的金属后距MB满足如下的关系：
fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0。
本发明提供一种内窥镜，包括上述的内窥镜用透镜单元、摄像面被玻璃盖片覆盖的摄像元件以及由粘接用树脂构成的粘接层，该粘接层固定所述内窥镜用透镜单元中的所述后组透镜的摄像侧最后面和所述摄像元件的所述玻璃盖片。
根据本发明，能够实现在内窥镜的摄像单元中利用粘接剂等来固定摄像透镜和摄像元件的结构。
附图说明
图1是使用本发明的实施方式的内窥镜的内窥镜系统的整体结构图。
图2是表示本实施方式的内窥镜的末端部的结构的立体图。
图3是本实施方式的内窥镜的末端部的剖视图。
图4是表示在本实施方式的内窥镜的末端部中去除模塑树脂后的部分的结构的立体图。
图5是表示第1实施方式的透镜单元的光学透镜组的结构的剖视图。
图6是表示第1实施方式的透镜单元的透镜数据的图。
图7是表示第2实施方式的透镜单元的光学透镜组的结构的剖视图。
图8是表示第2实施方式的透镜单元的透镜数据的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的内窥镜用透镜单元及内窥镜的实施方式(以下称为“本实施方式”)。在本实施方式中示出了适用于医疗用的内窥镜的结构例。
图1是使用本发明的实施方式的内窥镜的内窥镜系统的整体结构图。图2是表示本实施方式的内窥镜的末端部的结构的立体图。图3是本实施方式的内窥镜的末端部的剖视图。图4是表示在本实施方式的内窥镜的末端部中去除模塑树脂后的部分的结构的立体图。
在图1中通过立体图示出了包括内窥镜11和视频处理器19的内窥镜系统13的整体结构。在图2中通过立体图示出了图1所示的内窥镜11的末端部15的结构。在图3中通过剖视图示出了图2所示的末端部15的结构。在图4中通过立体图示出了在图2所示的末端部15中去除模塑树脂17后的结构。
另外，关于在本说明书的说明中使用的方向依据于各图中的方向的记述。在此，“上”、“下”分别对应于放置在水平面上的视频处理器19的上和下，“前(末)”、“后”分别对应于内窥镜主体(此后称为“内窥镜11”)的插入部21的末端侧和插头部23的基端侧。
如图1所示，内窥镜系统13构成为具有作为医疗用的软性镜的内窥镜11和视频处理器19，该视频处理器19对拍摄观察对象(此处指人体)的内部而得到的静态图像和动态图像进行公知的图像处理等。内窥镜11包括：插入部21，大致沿前后方向延伸，并插入观察对象的内部；以及插头部23，与插入部21的后部连接。
插入部21具有后端与插头部23连接的具有挠性的软性部29以及与软性部29的末端连接的末端部15。软性部29具有与各种内窥镜检查、内窥镜手术等方式对应的适当长度。
视频处理器19具有在前面板25开口的插座部27，在设备内部具有图像处理部和电源部。内窥镜11的插头部23的后端部插入插座部27并进行卡合，由此，内窥镜11能够在与视频处理器19之间进行电力及各种信号(影像信号、控制信号等)的收发。
上述的电力及各种信号通过插通于软性部29内部的传输线缆31(参照图2、图3)从插头部23传导到软性部29、末端部15。在内窥镜11的末端部15设置的摄像元件33所输出的图像信号通过传输线缆31从插头部23传输到视频处理器19。视频处理器19对在图像处理部接收到的图像信号实施颜色校正、灰度校正等图像处理，将实施过图像处理的图像信号输出到显示装置(省略图示)。显示装置例如是具有液晶显示面板等显示器件的监视器装置，显示通过内窥镜11拍摄到的被摄体的图像。
如图2、图3所示，本实施方式的内窥镜11在末端部15安装有摄像单元，具有构成摄像透镜的透镜单元35和摄像元件33。透镜单元35构成为在镜筒39的内部容纳多个透镜(例如后述的第1透镜L1～第3透镜L3)。透镜单元35的摄像元件33侧(后侧)的端部、摄像元件33的外周部及传输线缆31的摄像元件33侧(前侧)的端部被密封用的树脂部件即模塑树脂17覆盖。即，内窥镜11的插入部21的末端部15利用模塑树脂17来覆盖摄像元件33整体和透镜单元35的摄像元件33侧的至少一部分。
如图3所示，摄像元件33的摄像面41被玻璃盖片43覆盖。透镜单元35的摄像侧的端部通过形成粘接层的粘接用树脂37而粘接固定在摄像元件33的玻璃盖片43上。粘接用树脂37例如由透明的UV/热硬化性树脂构成，并以使透镜单元35和摄像元件33的玻璃盖片43之间具有间隔部47的方式将透镜单元35和玻璃盖片43固定。此时，在将透镜单元35和摄像元件33对齐以使透镜的光轴与摄像面41的中心一致后，进行透镜单元35的光轴方向的聚焦位置调整(对焦)，并利用粘接用树脂37进行粘接固定。由此，成为透镜单元35和摄像元件33通过粘接用树脂37直接地粘接固定的结构。粘接用树脂37例如是如下类型的粘接剂，即虽然需要热处理来获得最终的硬度，但是通过紫外线照射也能够使硬化进行到某种程度的硬度。
另外，模塑树脂17例如由黑色等具有遮光性的树脂材料构成。这样，透镜单元35和摄像元件33的连接固定部位形成为如下的双重结构：在供被摄体像的光线透射的透明材料等具有透光性的粘接用树脂37的外周部设置黑色等具有遮光性的模塑树脂17进行覆盖。
在摄像元件33的与玻璃盖片43相反的一侧(后侧)的面上安装有电路基板49，并安装有防静电用的电容器45。传输线缆31在电路基板49的后部电连接，电路基板49的连接部位被密封用的模塑树脂17覆盖。另外，在此后的说明中，用语“粘接剂”不是用于将固体物的面和面粘接的物质这种严格的意义，而是采用如下的广泛的意义，即能够用于两个物体的接合的物质、或者在硬化的粘接剂相对于气体和液体具有较高的阻透性时具有作为密封部件的功能的物质。
镜筒39由刚性较高的圆筒材料例如金属制的筒状部件构成。通过对镜筒39使用硬质材料，使末端部15构成硬性部。构成镜筒39的金属材料例如使用镍。镍的刚性率比较高且耐蚀性也较高，适用作构成末端部15的材料。例如也可以使用铜镍合金来取代镍。铜镍合金也具有较高的耐蚀性，适用作构成末端部15的材料。此外，作为构成镜筒39的金属材料，优选的是，选择能够通过电铸(电镀)进行制造的材料。在此，采用电铸的理由是因为通过电铸制造的部件的尺寸精度极高而到达小于1μm(所谓超微级精度)，而且在制造多个部件时的偏差也小。如在后文中说明的那样，镜筒39是极小的部件，内外径尺寸的误差对内窥镜11的光学性能(画质)产生影响。通过利用例如镍电铸管来构成镜筒39，能够得到尽管直径小却能确保较高的尺寸精度地拍摄高画质的图像的内窥镜11。
由光学材料(玻璃、树脂等)形成的多片(在图示例中是3片)透镜(第1透镜L1～第3透镜L3)、和被第1透镜L1及第2透镜L2夹持的光圈51以在光轴LC的方向上彼此紧密接触的状态组装在镜筒39中。第1透镜L1、第3透镜L3在整周上利用粘接剂固定在镜筒39的内周面。镜筒39的前端被第1透镜L1密闭(密封)，后端被第3透镜L3密闭(密封)，使得空气或者水分等不会进入到镜筒39的内部。因此，空气等无法从镜筒39的一端向另一端泄露。在此后的说明中，将第1透镜L1～第3透镜L3一并称为光学透镜组LNZ。另外，基于多个透镜的光学透镜组LNZ不限于3片透镜结构，也可以是两片或者4片以上等的具有前组透镜和后组透镜的结构，透镜片数是任意的。
如图3、图4所示，摄像元件33例如由从前后方向观察呈正方形形状的小型的CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或者CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor,互补式金属氧化物半导体)等摄像器件构成。在这种情况下，在摄像元件33的中央部设置有从前面观察呈正方形形状的摄像面41。从外部向摄像单元入射的光通过镜筒内的光学透镜组LNZ而在摄像元件33的摄像面41上成像。安装在摄像元件33的后部(背面侧)的电路基板49具有从后方观察比摄像元件33略小的外形。摄像元件33例如在背面具有LGA(Land Grid Array,栅格阵列封装)，与形成于电路基板49的电极图案电连接。
在此，形成镜筒39的外周的圆是与摄像元件33构成的正方形大致内切且与摄像面41构成的正方形外切的关系。并且，摄像面41的中央(摄像面41的对角线的交点)、透镜单元35的中央(透镜单元35的内周所形成的圆的中心)、镜筒39的中央(镜筒39的外周所形成的圆的中心)的位置一致，光轴LC贯通该位置。更准确地讲，贯通摄像面41的中央的法线是光轴LC，以使该光轴LC贯通透镜单元35的中央的方式，将透镜单元35与摄像元件33对齐。
接着，说明内窥镜11的透镜单元35的光学透镜组LNZ(第1透镜L1～第3透镜L3)的结构例。
图5是表示第1实施方式的透镜单元的光学透镜组的结构的剖视图。
第1实施方式表示内窥镜的末端部15中的透镜单元35的光学透镜组LNZ的第1结构例。本实施方式的透镜单元35将第1透镜L1作为前组透镜、将第2透镜L2和第3透镜L3作为后组透镜而发挥功能。在此，第1透镜L1是光学透镜组LNZ的最前透镜，第3透镜L3是光学透镜组LNZ的最后透镜。透镜单元35构成为从被摄体侧朝向摄像侧依次为：作为最前面的第1透镜L1的第1面L1R1具有凹面、第2面L1R2具有凹面、第2透镜L2的第1面L2R1具有凸面、第2面L2R2具有凸面、第3透镜L3的第1面L3R1具有凹面、作为最后面的第2面L3R2具有凹面。
在第1透镜L1和第2透镜L2之间即前组透镜和后组透镜之间设置有光圈51。作为凹面的第3透镜L3的第2面L3R2(最后面)和摄像元件33的玻璃盖片43之间填充有粘接用树脂37而形成粘接层。
图6是表示第1实施方式的透镜单元的透镜数据的图。在图6中，面分别与第1透镜L1～第3透镜L3的各个面L1R1～L3R2和光圈51、粘接层(粘接用树脂37)对应，并示出了各个面的曲率半径(mm)、二次曲线系数、有效直径(mm)。并且，厚度示出了从相应的面到下一个面的光学中心的光轴方向的距离(厚度)，折射率和阿贝数示出了形成相应的面的光学部件的折射率和阿贝数。在此，光学透镜组LNZ的外径φ(第1透镜L1和第3透镜L3的外径)约为φ＝0.9～1.0mm。摄像元件33的玻璃盖片43的厚度为0.4mm。
在第1实施方式中，设光学透镜组LNZ整体的焦距fel为fel＝0.58mm、设前组透镜(第1透镜L1)的焦距fF为fF＝-0.714、设后组透镜(第2透镜L2和第3透镜L3)的焦距fB为fB＝0.481。并且，将光学透镜组LNZ的光学总长OL设为从最前透镜的最前面(第1透镜L1的第1面L1R1)到摄像面(摄像元件33的玻璃盖片43的摄像侧的后端面)的长度，光学总长OL＝2.287mm。
并且，在将从最后透镜的最后面(第3透镜L3的第2面L3R2)的周边部端面到摄像元件33的玻璃盖片43的被摄体侧的前端面的长度设为金属后距(Metal Back)MB时，金属后距MB＝0.04mm。另外，也存在根据最后透镜的最后面的凹凸而将金属后距MB称为后焦距(BackFocus)的情况。在此，使用金属后距MB作为包括后焦距BF的概念的参数，并统一为金属后距MB进行说明。如图6所示，粘接层的光学中心的厚度为0.05mm，但由于第3透镜L3的第2面L3R2是凹面，因此相对于从第2面L3R2的周边部端面到玻璃盖片43的前端面的距离的金属后距MB比光学中心短。
此时，fel/fF＝-0.812、fel/fB＝1.206、OL/MB＝38.12，
并满足fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0的关系。
并且，后组透镜的摄像侧最后面(第3透镜L3的第2面L3R2)的曲率半径rLbR2(rL3R2)为rLbR2＝-214.043≠∞。并且，后组透镜的最后透镜(第3透镜L3)的折射率nbe(n3)为nbe＝1.68，粘接层的折射率nad为nad＝1.52，nbe≠nad。
另外，后组透镜的最后透镜(第3透镜L3)的阿贝数υbe(υ3)为υbe＝31>25，最后透镜的折射率nbe＝1.68，因此满足1.40<nbe<1.90的关系。
另外，前组透镜的最前面(第1透镜L1的第1面L1R1)是凹面，凹面的凹陷(SAG)量d为d＝0.021mm。在此，关于凹面的凹陷量d和光学透镜组LNZ的透镜外径φ，在设为φ＝1.0mm的情况下，d/φ＝0.021，满足-0.1<d/φ<0.1的关系。
图7是表示第2实施方式的透镜单元的光学透镜组的结构的剖视图。
第2实施方式是表示内窥镜的末端部15中的透镜单元35的光学透镜组LNZ的第2结构例的方式。与第1实施方式同样地，本实施方式的透镜单元35将第1透镜L1作为前组透镜、将第2透镜L2和第3透镜L3作为后组透镜而发挥功能。在此，第1透镜L1是光学透镜组LNZ的最前透镜，第3透镜L3是光学透镜组LNZ的最后透镜。透镜单元35构成为从被摄体侧朝向摄像侧依次为：作为最前面的第1透镜L1的第1面L1R1具有凹面、第2面L1R2具有凹面、第2透镜L2的第1面L2R1具有凸面、第2面L2R2具有凸面、第3透镜L3的第1面L3R1具有凹面、作为最后面的第2面L3R2具有凸面。
图8是表示第2实施方式的透镜单元的透镜数据的图。在图8中，与图6同样地示出了各个面L1R1～L3R2、光圈、粘接层的曲率半径(mm)、二次曲线系数、厚度(mm)、有效直径(mm)和形成相应的面的光学部件的折射率及阿贝数。在此，光学透镜组LNZ的外径φ(第1透镜L1和第3透镜L3的外径)约为φ＝0.9～1.0mm。摄像元件33的玻璃盖片43的厚度为0.4mm。
在第2实施方式中，设光学透镜组LNZ整体的焦距fel为fel＝0.61mm、设前组透镜(第1透镜L1)的焦距fF为fF＝-0.79、设后组透镜(第2透镜L2和第3透镜L3)的焦距fB为fB＝0.501。并且，光学透镜组LNZ的光学总长OL为OL＝2.300mm。并且，金属后距MB为MB＝0.08mm。如图8所示，粘接层的光学中心的厚度为0.05mm，但由于第3透镜L3的第2面L3R2是凸面，因此相对于从第2面L3R2的周边部端面到玻璃盖片43的前端面的距离的金属后距MB比光学中心长。
此时，fel/fF＝-0.772、fel/fB＝1.217、OL/MB＝37.1，
并满足fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0的关系。
并且，后组透镜的摄像侧最后面(第3透镜L3的第2面L3R2)的曲率半径rLbR2(rL3R2)为rLbR2＝-1.345≠∞。并且，后组透镜的最后透镜(第3透镜L3)的折射率nbe(n3)为nbe＝1.55，粘接层的折射率nad为nad＝1.52，nbe≠nad。
另外，后组透镜的最后透镜(第3透镜L3)的阿贝数υbe(υ3)为υbe＝71.7>25，最后透镜的折射率nbe＝1.55，因此满足1.40<nbe<1.90的关系。
另外，前组透镜的最前面(第1透镜L1的第1面L1R1)是凹面，凹面的凹陷量d为d＝0.030mm。在此，关于凹面的凹陷量d和光学透镜组LNZ的透镜外径φ，在设为φ＝1.0mm的情况下，d/φ＝0.030，满足-0.1<d/φ<0.1的关系。
在此，示出了本实施方式的内窥镜用透镜单元及内窥镜的尺寸的一例。另外，以下示出的数值表示一个具体例，可以根据用途、使用环境等想到各种示例。作为一例，如上述的示例所述地，透镜单元35的光学总长OL为2.2～2.3mm、透镜外径φ为1.0mm、包括镜筒39和摄像元件33在内的摄像单元的长度方向尺寸约为2.5mm、外径约为1.1mm。另外，安装有摄像单元的末端部15的长度约为3.5mm，最大外径约为1.5mm。
在上述的实施方式中构成为，在内窥镜用的透镜单元35中设置具有负光焦度(negative power)的前组透镜(第1透镜L1)和具有正光焦度(positive power)的后组透镜(第2透镜L2、第3透镜L3)，使光学总长OL比金属后距MB大。由此，金属后距MB比光学总长OL小，从光学透镜组LNZ的最后面到摄像元件33的玻璃盖片43的前端面的距离变短，因此能够形成利用粘接用树脂37将光学透镜组LNZ和摄像元件33的玻璃盖片43直接地粘接固定的结构。因此，能够将摄像单元形成为高强度且部件数量较少的结构，能够实现短焦距的摄像透镜，实现摄像透镜的长度的缩短及小型化。
这样一来，在本实施方式中，将摄像透镜细径化，并且实现缩短了包括摄像透镜和摄像元件在内的摄像单元的长度的光学设计，形成通过粘接层将摄像透镜和摄像元件直接固定的结构，实现进一步小型化的摄像单元。
另外，在通过粘接用树脂37的粘接层将光学透镜组LNZ和玻璃盖片43直接固定的结构中，将光学透镜组LNZ的最后面(L3R2)作为曲面，使最后透镜(第3透镜L3)和粘接层的折射率不同。由此，能够使光学透镜组LNZ的最后面中具有折射力，进一步提高透射过透镜单元35的来自被摄体的光线的收敛性，能够有助于像差的降低。并且，关于光学透镜组LNZ的光学性能(析像度、色差、畸变等)，能够削减用于获得需要的光学性能的透镜片数。因此，能够在实现摄像透镜的小型化及成本降低的同时得到期望的光学性能。
另外，通过使最后透镜(第3透镜L3)的阿贝数υbe(υ3)大于25，将折射率nbe(n3)设为1.40～1.90的范围，能够降低倍率色差，能够使其小于摄像元件33的像素间距，因此能够降低摄像图像周边部的色溢。
另外，通过将光学透镜组LNZ的最前面(L1R1)设为凹面，使凹面的凹陷量d相对于透镜外径φ的相对比率d/φ的绝对值小于0.1，从而能够使最前面接近平面，能够降低内窥镜使用时的污物的附着。另外，光学透镜组LNZ的最前面(L1R1)也可以是凸面。在这种情况下，对于凸面的凹陷量d，使d/φ的绝对值小于0.1。
以上参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然不限于上述的示例。本领域技术人员显然能够在权利要求书所记载的范围内想到各种变更例或者修正例，对于这些变更例或者修正例当然应该理解为属于本发明的技术范围。并且，也可以在不脱离发明的主旨的范围内任意组合上述实施方式的各构成要素。
标号说明
11 内窥镜；
15 末端部；
21 插入部；
31 传输线缆；
33 摄像元件；
35 透镜单元；
37 粘接用树脂(粘接层)；
39 镜筒；
41 摄像面；
43 玻璃盖片；
51 光圈；
L1、L2、L3 透镜；
LNZ 光学透镜组。

Claims (10)

1.一种用于内窥镜的透镜单元，
包括：镜筒；
前组透镜和后组透镜，容纳在所述镜筒的内部；以及
光圈，配置在所述前组透镜和所述后组透镜之间，
所述后组透镜的摄像侧最后面通过粘接层而固定在摄像元件的玻璃盖片上，
所述前组透镜的焦距fF、所述后组透镜的焦距fB、包括所述前组透镜和所述后组透镜的光学透镜组整体的焦距fel以及所述光学透镜组的光学总长OL、所述光学透镜组的金属后距MB满足如下的关系：
fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0，
其中，MB≠0，
所述后组透镜的摄像侧最后面的曲率半径rLbR2为rLbR2≠∞。
2.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的折射率nbe和所述后组透镜被所述粘接层固定时的所述粘接层的折射率nad为nbe≠nad。
3.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的阿贝数υbe为υbe>25，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的折射率nbe为1.40<nbe<1.90。
4.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，
所述前组透镜的被摄体侧最前面是凹面或凸面，所述凹面或凸面的凹陷量d和所述光学透镜组的透镜外径φ满足-0.1<d/φ<0.1的关系。
5.一种内窥镜，
包括：透镜单元，具有镜筒、容纳在所述镜筒的内部的前组透镜和后组透镜以及配置在所述前组透镜和所述后组透镜之间的光圈；
摄像元件，摄像面被玻璃盖片覆盖；以及
由粘接用树脂构成的粘接层，固定所述内窥镜用透镜单元中的所述后组透镜的摄像侧最后面和所述摄像元件的所述玻璃盖片，
所述后组透镜的摄像侧最后面通过粘接层而固定在摄像元件的玻璃盖片上，
所述前组透镜的焦距fF、所述后组透镜的焦距fB、包括所述前组透镜和所述后组透镜的光学透镜组整体的焦距fel以及所述光学透镜组的光学总长OL、所述光学透镜组的金属后距MB满足如下的关系：
fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0，
其中，MB≠0，
所述后组透镜的摄像侧最后面的曲率半径rLbR2为rLbR2≠∞。
6.根据权利要求5所述的内窥镜，其中，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的折射率nbe和所述后组透镜被所述粘接层固定时的所述粘接层的折射率nad为nbe≠nad。
7.根据权利要求5所述的内窥镜，其中，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的阿贝数υbe为υbe>25，
所述后组透镜的摄像侧的最后透镜的折射率nbe为1.40<nbe<1.90。
8.根据权利要求5所述的内窥镜，其中，
所述前组透镜的被摄体侧最前面是凹面或凸面，所述凹面或凸面的凹陷量d和所述光学透镜组的透镜外径φ满足-0.1<d/φ<0.1的关系。
9.一种内窥镜，
包括：透镜单元，具有镜筒、容纳在所述镜筒的内部的前组透镜和后组透镜以及配置在所述前组透镜和所述后组透镜之间的光圈；
摄像元件，摄像面被玻璃盖片覆盖；以及
由粘接用树脂构成的粘接层，固定所述透镜单元中的所述后组透镜的摄像侧最后面和所述摄像元件的所述玻璃盖片，
所述后组透镜的摄像侧最后面和所述镜筒的摄像侧端面通过所述粘接层而固定在所述玻璃盖片上，
所述前组透镜的焦距fF、所述后组透镜的焦距fB、包括所述前组透镜、所述后组透镜、所述粘接层以及所述玻璃盖片的光学系统整体的焦距fel以及相当于从所述前组透镜的被摄体侧最前面到所述玻璃盖片的摄像侧后端面的距离的光学总长OL、相当于从所述后组透镜的摄像侧最后面到所述玻璃盖片的被摄体侧前端面的距离的金属后距MB满足如下的关系：
fel/fF<0且fel/fB>0且OL/MB>7.0，
其中，MB≠0，
所述后组透镜的摄像侧最后面的曲率半径rLbR2为rLbR2≠∞。
10.根据权利要求9所述的内窥镜，其中，
所述镜筒的至少摄像侧的端部、所述粘接层以及所述玻璃盖片被模塑树脂覆盖。
CN201510971486.8A 2014-12-22 2015-12-22 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜 Active CN105717627B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-259324 2014-12-22
JP2014259324A JP5866565B1 (ja) 2014-12-22 2014-12-22 内視鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105717627A CN105717627A (zh) 2016-06-29
CN105717627B true CN105717627B (zh) 2020-05-01

Family

ID=55347046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510971486.8A Active CN105717627B (zh) 2014-12-22 2015-12-22 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160178884A1 (zh)
JP (1) JP5866565B1 (zh)
CN (1) CN105717627B (zh)
DE (1) DE102015219212B4 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107205614A (zh) * 2015-01-23 2017-09-26 奥林巴斯株式会社 摄像装置和内窥镜
DE102015007830B4 (de) * 2015-06-18 2017-12-28 e.solutions GmbH Optische Baugruppe, elektronisches Gerät und Kraftfahrzeug mit einer optischen Baugruppe sowie Verfahren zum Herstellen einer optischen Baugruppe
TWI606256B (zh) * 2015-10-08 2017-11-21 先進光電科技股份有限公司 光學成像系統
CN106842548B (zh) * 2017-02-24 2023-04-28 东莞市宇光光电科技有限公司 内窥用摄像物镜光学系统
WO2018211652A1 (ja) * 2017-05-18 2018-11-22 オリンパス株式会社 撮像装置および内視鏡
JP6850200B2 (ja) * 2017-05-31 2021-03-31 富士フイルム株式会社 内視鏡及び内視鏡装置
JP6877309B2 (ja) * 2017-09-27 2021-05-26 富士フイルム株式会社 内視鏡用対物光学系および内視鏡
TWI670539B (zh) * 2018-03-14 2019-09-01 先進光電科技股份有限公司 光學成像系統
US10700780B2 (en) 2018-05-30 2020-06-30 Apple Inc. Systems and methods for adjusting movable lenses in directional free-space optical communication systems for portable electronic devices
US11303355B2 (en) * 2018-05-30 2022-04-12 Apple Inc. Optical structures in directional free-space optical communication systems for portable electronic devices
US11549799B2 (en) 2019-07-01 2023-01-10 Apple Inc. Self-mixing interference device for sensing applications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984878A (en) * 1988-09-29 1991-01-15 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Ojective lens for endoscope
JP2005021719A (ja) * 2004-10-07 2005-01-27 Olympus Corp 内視鏡用撮像装置
JP2008079881A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Pentax Corp 電子内視鏡の先端光学ユニット
WO2013031276A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用撮像ユニット

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223982A (en) 1991-03-05 1993-06-29 Olympus Optical Co., Ltd. Objective lens system for endoscopes
JP3426378B2 (ja) 1994-01-27 2003-07-14 ペンタックス株式会社 内視鏡対物レンズ
DE19732991C2 (de) * 1997-07-31 1999-09-09 Storz Karl Gmbh & Co Endoskop und Verfahren zum Montieren von Bauelementen eines optischen Systems
WO1999006866A1 (fr) * 1997-08-01 1999-02-11 Olympus Optical Co., Ltd. Objectif d'endoscope
JP4681921B2 (ja) * 2005-03-30 2011-05-11 Ｈｏｙａ株式会社 内視鏡対物レンズ系
WO2008020899A2 (en) * 2006-04-17 2008-02-21 Cdm Optics, Inc. Arrayed imaging systems and associated methods
JP5019830B2 (ja) * 2006-09-20 2012-09-05 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像ユニット及びこれを適用する内視鏡
JP5041925B2 (ja) * 2007-08-31 2012-10-03 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像ユニット
JP4819203B2 (ja) * 2009-12-07 2011-11-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 対物レンズおよび内視鏡装置
WO2013051366A1 (ja) * 2011-10-06 2013-04-11 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用光学系
JP5450704B2 (ja) * 2012-03-26 2014-03-26 株式会社フジクラ 電気ケーブルおよび外筒付き撮像機構、内視鏡、電気ケーブルおよび外筒付き撮像機構の製造方法
JP5933393B2 (ja) * 2012-08-20 2016-06-08 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP2014191222A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Panasonic Corp 内視鏡用レンズユニットおよびこれを備えた内視鏡
JP5853179B2 (ja) * 2014-02-27 2016-02-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 内視鏡及び内視鏡の製造方法
WO2015174406A1 (ja) * 2014-05-15 2015-11-19 オリンパス株式会社 光学ユニットおよびこの光学ユニットを備えた内視鏡

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984878A (en) * 1988-09-29 1991-01-15 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Ojective lens for endoscope
JP2005021719A (ja) * 2004-10-07 2005-01-27 Olympus Corp 内視鏡用撮像装置
JP2008079881A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Pentax Corp 電子内視鏡の先端光学ユニット
WO2013031276A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用撮像ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016116780A (ja) 2016-06-30
JP5866565B1 (ja) 2016-02-17
US20160178884A1 (en) 2016-06-23
DE102015219212B4 (de) 2022-10-06
CN105717627A (zh) 2016-06-29
DE102015219212A1 (de) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105717627B (zh) 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜
US10368727B2 (en) Endoscope and manufacturing method of endoscope
JP4516475B2 (ja) 略球形状の観察窓を有する内視鏡用撮像光学系
TWI390244B (zh) 攝影鏡頭
JP5042767B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
JP4308233B2 (ja) 内視鏡用撮像モジュール
TWI424188B (zh) 廣視角取像鏡組
TWI398685B (zh) 攝影光學鏡片組
TWI531813B (zh) 光學影像拾取鏡頭組
TWI409522B (zh) 影像擷取透鏡系統
JP2009092798A (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
TW201116847A (en) Image-capturing lens assembly
JP2006003549A (ja) 内視鏡用撮像ユニット及びその組立方法
CN112946870A (zh) 视频内窥镜透镜系统、内窥镜物镜、视频内窥镜及方法
CN116009214A (zh) 光学镜头及摄像模组
WO2018235352A1 (ja) 内視鏡用対物光学系
JP2009288377A (ja) レンズユニット及びカメラモジュール
JP5958727B2 (ja) 内視鏡
JP6873741B2 (ja) 撮像装置
CN107656359B (zh) 五表面宽视场复合透镜和相关联相机模块
JP5972415B1 (ja) 内視鏡
JP6226207B2 (ja) 内視鏡
JP2014191222A (ja) 内視鏡用レンズユニットおよびこれを備えた内視鏡
WO2015122261A1 (ja) 撮像レンズ及び撮像装置
WO2015182488A1 (ja) 複眼撮像光学系及び複眼撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200103

Address after: Fukuoka

Applicant after: Panasonic i-pro sensor solutions Co.,Ltd.

Address before: Osaka

Applicant before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Fukuoka

Patentee after: Panasonic i-PRO sensor solutions Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Panasonic i-PRO sensor solutions Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210122

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Panasonic i-PRO sensor solutions Co.,Ltd.

Address before: Fukuoka

Patentee before: Panasonic i-PRO sensor solutions Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Tokyo

Patentee after: Epro (Japan) Co.,Ltd.

Address before: Fukuoka

Patentee before: Panasonic i-pro sensor solutions Co.,Ltd.