CN106066533A

CN106066533A - 内窥镜用物镜和内窥镜

Info

Publication number: CN106066533A
Application number: CN201610239477.4A
Authority: CN
Inventors: 原田惠介; 长伦生
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP2016206336A; US20160306161A1; JP6401103B2; CN106066533B; US9709796B2

Abstract

内窥镜用物镜和内窥镜，其小型、广角且抑制包含倍率色差的各像差而能够实现良好的光学性能。内窥镜用物镜(1)从物体侧起依次由前组(GF)、孔径光阑(St)、正的后组(GR)构成。前组(GF)从物体侧起依次由与物体侧的面相比像侧的面的曲率半径的绝对值较小的负的第1透镜(L1)、1枚以上的平行平面板构成。后组(GR)从物体侧起依次由正的第2透镜(L2)和将正的第3透镜(L3)与负的第4透镜(L4)接合得到的接合透镜(CE)构成。接合透镜(CE)的接合面为凸面朝向像侧。内窥镜用物镜1满足关于前组(GF)的平行平面板、第1透镜(L1)的焦距、接合透镜(CE)的接合面的曲率半径等的条件式(1)～(3)。

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具有该内窥镜用物镜的内窥镜。

背景技术

以往，在医疗领域中插入型的内窥镜已普及，该插入型的内窥镜将在前端部分内设有拍摄装置的长条的插入部从被检者的口或鼻等插入而拍摄体腔内。作为能够用于这样的内窥镜的物镜，已知例如下述专利文献1～3中记载的装置。在专利文献1、2中记载有透镜枚数为4枚的透镜系统，在专利文献3中记载有透镜枚数为4～6枚的透镜系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-269450号公报

专利文献2：日本特许第3574484号公报

专利文献3：日本特开2009-80413号公报

由于内窥镜为了减轻被检者的负担而优选细径化或小型化，因此优选相对于内窥镜用物镜小型的结构。此外，为了使内窥镜用物镜提高病变的发现率而寻求能够观察广范围的广角透镜系统，近年来处于优选更广角化的倾向。

然而，专利文献1、2中记载的内窥镜用物镜采用透镜系统全长较长、视角较窄的结构。专利文献3中记载的内窥镜用物镜比专利文献1、2中记载的内窥镜用物镜广角，但近年来有时需要进一步实现广角化的透镜系统。

并且，通常越是广角倍率色差越容易变大，但如果考虑到搭载于近年的电子内窥镜的拍摄元件的高像素化，则还寻求校正包含倍率色差的各像差而具有良好的光学性能。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供构成为小型且为广角的、并且抑制包含倍率色差的各像差而能够实现良好的光学性能的内窥镜用物镜以及具有该内窥镜用物镜的内窥镜。

本发明的内窥镜用物镜从物体侧起依次由前组、孔径光阑、整体上具有正屈光力的后组构成，前组从物体侧起依次由与物体侧的面的曲率半径的绝对值相比像侧的面的曲率半径的绝对值较小的具有负屈光力的第1透镜和至少1枚平行平面板构成，后组从物体侧起依次由具有正屈光力的第2透镜、具有正屈光力的第3透镜以及具有负屈光力的第4透镜构成，将第3透镜与第4透镜接合而构成接合透镜，接合透镜的接合面为凸面朝向像侧，满足所有的下述条件式(1)～(3)。

0.045 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.15 - - - (1)

-0.9＜f/f1＜-0.5 (2)

-2.9＜Dsc/RC＜-1 (3)

其中，

f是系统整体的焦距，

k是前组所具有的平行平面板的总数，

i为从1到k的自然数，

ti为从前组的物体侧起第i个平行平面板的光轴上的厚度，

Ndi为从前组的物体侧起第i个平行平面板针对d线的折射率，

vdi为从前组的物体侧起第i个平行平面板的d线基准的阿贝数，

f1为第1透镜的焦距，

Dsc为从孔径光阑到接合透镜的接合面的光轴上的距离，

RC为接合透镜的接合面的曲率半径。

在本发明的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(1-1)。

0.05 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.12 - - - (1 - 1)

在本发明的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(2-1)。

-0.8＜f/f1＜-0.6 (2-1)

在本发明的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(3-1)。

-2.7＜Dsc/RC＜-1.2 (3-1)

在本发明的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。

2.5 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 6 m m - - - (4)

2.8 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 5.5 m m - - - (4 - 1)

其中，k、i、Ndi、ti的符号的含义与前面说明的相同，mm是长度单位的毫米。

在本发明的内窥镜用物镜中，优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。

0.8 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 3 - - - (5)

1 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 2 - - - (5 - 1)

其中，f、k、i、Ndi、ti的符号的含义与前面说明的相同。

在本发明的内窥镜用物镜中，优选第1透镜和最靠物体侧的平行平面板构成为能够与比最靠物体侧的平行平面板靠像侧的光学部件分离。

并且，在本发明的内窥镜用物镜中，优选第1透镜具有平面部，平面部与最靠物体侧的平行平面板在光轴方向上抵接。在该情况下，优选满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6-1)。

0.4＜(R2-D2)/f＜1 (6)

0.5＜(R2-D2)/f＜0.85 (6-1)

其中，

R2：第1透镜的像侧的透镜面的曲率半径

D2：第1透镜与最靠物体侧的平行平面板的光轴上的空气间隔

在本发明的内窥镜用物镜中，也可以是，前组所具有的平行平面板仅为2枚。

本发明的内窥镜具有本发明的内窥镜用物镜。

另外，本说明书的“实质上由～构成”的“实质上”是指除了作为结构要素所列举的内容以外，实质上也可以包含不具有屈光力的透镜、光阑或护罩玻璃等透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒等。

另外，上述的屈光力的符号、面形状、曲率半径是关于包含非球面的结构考虑在近轴区域的参数。关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的形状设为正，凸面朝向像侧的形状设为负。并且，上述的焦距是针对d线(波长587.6nm)的焦距。

发明效果

根据本发明，在将透镜枚数设为4枚且包含平行平面板的透镜系统中，适当地设定各光学要素的结构，并且，使得满足关于平行平面板的材料和厚度、最靠物体侧的透镜的焦距、接合透镜的接合面等的条件式，因此能够提供构成为小型且为广角、并且抑制包含倍率色差的各像差而能够实现良好的光学性能的内窥镜用物镜以及具有该内窥镜用物镜的内窥镜。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图。

图2是示出本发明的实施例2的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图。

图3是示出本发明的实施例3的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图。

图4是示出本发明的实施例4的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图。

图5是示出本发明的实施例5的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图。

图6是示出能够将图1的内窥镜用物镜的一部分分离的一结构例的剖面图。

图7是本发明的实施例1的内窥镜用物镜的各像差图，从左起依次表示球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。

图8是本发明的实施例2的内窥镜用物镜的各像差图，从左起依次表示球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。

图9是本发明的实施例3的内窥镜用物镜的各像差图，从左起依次表示球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。

图10是本发明的实施例4的内窥镜用物镜的各像差图，从左起依次表示球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。

图11是本发明的实施例5的内窥镜用物镜的各像差图，从左起依次表示球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。

图12是示出本发明的实施方式的内窥镜的概略结构的图。

标号说明

1：内窥镜用物镜；2：轴上光束；3：轴外光束；4：光学部件；8：固体拍摄元件；10：第1透镜单元；11：第1镜筒；11a、21a：嵌合部；12：接合剂；20：第2透镜单元；21：第2镜筒；21b：凸缘部；22、23：间隔调整部件；30：光路转换棱镜；31：第3镜筒；100：内窥镜；102：操作部；104：插入部；106：通用线缆；107：软性部；108：弯曲部；109：弯曲操作钮；110：前端部；AD：粘接剂；CE：接合透镜；GF：前组；GR：后组；L1：第1透镜；L1a：透镜面；L1b：平面部；L2：第2透镜；L3：第3透镜；L4：第4透镜；P1、P2、P12：平行平面板；S：空间；Sim：像面；St：孔径光阑；Z：光轴。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1～图5是示出本发明的实施方式的内窥镜用物镜的结构和光路的剖面图，分别与后述的实施例1～5对应。由于图1～图5所示的例的基本结构或图示方法相同，因此以下主要参照图1所示的例进行说明。在图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧，示出轴上光束2和最大视角的轴外光束3的光路，还图示最大全视角的半值ω。

该内窥镜用物镜沿着光轴Z从物体侧起依次由整体上具有负屈光力的前组GF、孔径光阑St、整体上具有正屈光力的后组GR构成。通过这样从物体侧起依次配置负透镜组、正透镜组而能够采用反远距型的屈光力配置，实现广角化。

在图1中示出在后组GR与像面Sim之间配置入射面与射出面平行的光学部件4的例子。关于光学部件4，假定了用于弯折光路的光路转换棱镜和滤镜或护罩玻璃等，在本发明中也可以采用省略光学部件4的结构。另外，在使用光路转换棱镜的情况下为弯曲光路，为了易于理解而在图1中示出展开光路的图。

前组GF构成为从物体侧起依次由具有负屈光力的第1透镜L1、至少1枚平行平面板构成。图1的前组GF由第1透镜L1、2枚平行平面板P1、P2构成。

第1透镜L1构成为像侧的面的曲率半径的绝对值比物体侧的面的曲率半径的绝对值小，通过采用这样的形状而有利于广角化。

在该内窥镜用物镜中通过在比孔径光阑St靠物体侧配置平行平面板，而能够使周边视角的光线与第1透镜L1的物体侧的面相交的点距光轴Z的高度降低，有利于第1透镜L1的小径化。并且，还能够得到根据平行平面板产生的F线(波长486.1nm)与C线(波长656.3nm)的光路长差来校正倍率色差的效果。由于平行平面板具有上述作用并且无近轴屈光力，因此在偏移的情况下对光学性能带来的影响与透镜相比较小。具体而言，平行平面板即使平行偏移也不会产生像的劣化，能够使倾斜误差的允许量与透镜相比较大。因此，组装容易，能够有助于良好的光学性能的实现。另外，这里所说的平行偏移是指与光轴Z垂直的方向的移动，倾斜是指包含光轴Z的剖面内的旋转。

后组GR是整体上具有正屈光力的透镜组，由此能够使系统整体的屈光力保持为正。后组GR实质上从物体侧起依次由具有正屈光力的第2透镜L2、具有正屈光力的第3透镜L3、具有负屈光力的第4透镜L4构成，将第3透镜L3与第4透镜L4接合而构成接合透镜CE。

通过将后组GR的正屈光力像上述那样分割成2个，而能够使球面像差、畸变像差的校正有效。并且，通过将接合透镜CE配置在像侧，而使接合透镜CE的接合面的周边光线的高度变高，能够容易地兼顾倍率色差与轴上色差的良好的校正。

接合透镜CE的接合面构成为凸面朝向像侧的形状。由此，能够抑制像散的产生，并且使球面像差的校正容易。

该内窥镜用物镜构成为满足所有的下述条件式(1)～(3)。

0.045 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.15 - - - (1)

-0.9＜f/f1＜-0.5 (2)

-2.9＜Dsc/RC＜-1 (3)

其中，

f是系统整体的焦距，

k是前组所具有的平行平面板的总数，

i是从1到k的自然数，

ti是从前组的物体侧起第i个平行平面板的光轴上的厚度，

Ndi是从前组的物体侧起第i个平行平面板针对d线的折射率，

vdi是从前组的物体侧起第i个平行平面板的d线基准的阿贝数，

f1是第1透镜的焦距，

Dsc是从孔径光阑到接合透镜的接合面的光轴上的距离，

RC是接合透镜的接合面的曲率半径。

如果将从前组GF的物体侧起第i个平行平面板关于F线、C线的折射率分别设为NFi、NCi，则条件式(1)的物理量能够以如下的方式改写。

\frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} = \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} t i \times (N F i - N C i)

从上式可知，条件式(1)表示利用系统整体的焦距将基于平行平面板的F线与C线的光路长差归一化后的值的优选的范围。由于F线的入射光瞳位置比C线的入射光瞳位置靠物体侧，因此第1透镜L1的F线的主光线的高度比C线的主光线的高度低。因不会成为条件式(1)的下限以下，而能够校正由第1透镜L1产生的倍率色差，有利于广角化。通常，高折射率且高分散的光学材料具有易于吸收短波长的光这样的性质、即具有着色度差的性质，但因使得不会成为条件式(1)的上限以上，而能够避免着色度差的材料，或者使平行平面板的厚度变薄，能够抑制因光学材料的着色而产生的短波段的光线的吸收量。

条件式(2)是关于第1透镜L1的屈光力的式。因使得不会成为条件式(2)的下限以下而能够抑制第1透镜L1的屈光力，能够防止后焦距、透镜系统全长变长。并且，因使得不会成为条件式(2)的下限以下，而能够抑制倍率色差，并且能够增大第1透镜L1的平行偏移的允许量、倾斜误差的允许量。因使得不会成为条件式(2)的上限以上，而能够减小从前组GF入射到后组GR的周边视角相对于主光线的光轴Z的角度，有利于广角化。

条件式(3)是关于接合透镜CE的式。因使得不会成为条件式(3)的下限以下，而有利于轴上色差的校正和透镜系统全长的缩短，并且能够利用高视角防止像散变得校正过度，有利于广角化。因使得不会成为条件式(3)的上限以上，而有利于倍率色差的校正。

为了在广角的透镜系统中抑制透镜枚数而构成为小型，倍率色差的校正变得重要。通过以满足条件式(1)的方式适当地选择配置在比孔径光阑St靠物体侧的平行平面板的厚度和分散、以满足条件式(2)的方式将第1透镜L1的屈光力保持在适当的范围内、以满足条件式(3)的方式适当地选择比孔径光阑St靠像侧的接合面的位置和曲率半径这3个事项而能够利用较少的透镜枚数良好地抑制倍率色差。

另外，为了进一步提高关于条件式(1)的上述效果而优选满足下述条件式(1-1)。

0.05 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.12 - - - (1 - 1)

为了进一步提高关于条件式(2)的上述效果而优选满足下述条件式(2-1)。

-0.8＜f/f1＜-0.6 (2-1)

为了进一步提高关于条件式(3)的上述效果而优选满足下述条件式(3-1)。

-2.7＜Dsc/RC＜-1.2 (3-1)

另外，前组GF所具有的平行平面板的数量可以任意地选择。并且，关于同一材料的平行平面板，如果厚度的总和相等，则不会对近轴各量、像差图等带来任何影响，因此平行平面板的厚度的总和很重要，各个平行平面板的厚度的比并不重要。因此，关于同一材料的平行平面板，如果维持平行平面板的厚度的总和，则能够自由地变更枚数和厚度，例如也可以根据机械部件的构造或配置而以适当的方式适当变更枚数和厚度。图1的平行平面板P1、P2由同一材料构成，利用1枚平行平面板P12取代该图1的2枚平行平面板P1、P2的例是图5所示的例。平行平面板P12与平行平面板P1、P2由同一材料构成，平行平面板P12的厚度与平行平面板P1、P2的厚度的总和相同。

前组GF所具有的多个平行平面板也可以由彼此不同的材料构成，图2的平行平面板P1、P2由彼此不同的材料构成。关于不同的材料的多个平行平面板，变更少许的参数而调整近轴各量、各像差，由此能够变更各平行平面板的厚度。

该内窥镜用物镜还优选满足下述条件式(4)。

2.5 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 6 m m - - - (4)

其中，k、i、Ndi、ti的符号的含义与上述相同，mm是长度单位的毫米。由于光学材料的光线的吸收量成为问题，因此条件式(4)成为具有单位的式。

因使得不会成为条件式(4)的下限以下，而能够减小第1透镜L1的有效径。因使得不会成为条件式(4)的上限以上，而能够抑制因光学材料的着色导致的短波段的光线的吸收量。

为了进一步提高关于条件式(4)的上述效果而更优选满足下述条件式(4-1)。

2.8 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 5.5 m m - - - (4 - 1)

并且，该内窥镜用物镜优选满足下述条件式(5)。

0.8 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 3 - - - (5)

其中，f、k、i、Ndi、ti的符号的含义与前面说明的相同。

因使得不会成为条件式(5)的下限以下，而能够良好地校正畸变像差。因使得不会成为条件式(5)的上限以上，而能够抑制透镜系统全长变长。

为了进一步提高关于条件式(5)的上述效果而更优选满足下述条件式(5-1)。

1 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 2 - - - (5 - 1)

并且，该内窥镜用物镜优选采用第1透镜L1和最靠物体侧的平行平面板能够相对于比最靠物体侧的平行平面板靠像侧的光学部件分离的结构。图6中示出这样构成的例的剖面图。图6所示的内窥镜用物镜1的透镜结构与图1所示的内窥镜用物镜的结构相同。在图6中为了易于理解而对第1透镜L1～第4透镜L4、平行平面板P1、P2附加斜线。

在图6的例中，第1透镜L1与平行平面板P1构成第1透镜单元10，平行平面板P2、孔径光阑St、第2透镜L2、第3透镜L3与第4透镜L4构成第2透镜单元20，第1透镜单元10与第2透镜单元20构成内窥镜用物镜1。

第1透镜单元10固定在第1镜筒11内，第2透镜单元20固定在第2镜筒21内。在平行平面板P2与第2透镜L2之间配置间隔调整部件22，在第2透镜L2与第3透镜L3之间配置间隔调整部件23。第2镜筒21固定在第3镜筒31内，光路转换棱镜30与第3镜筒31的像侧端部抵接，固体拍摄元件8与光路转换棱镜30的射出面接合。作为固体拍摄元件8可以使用例如CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补性金属氧化物半导体)等。

在第1镜筒11的像侧的嵌合部11a内部嵌合有第2镜筒21的物体侧的嵌合部21a。在第2镜筒21的外周在与第1镜筒11的像侧端部隔着间隙对置的位置上设置有凸缘部21b。在第1镜筒11的像侧端部与凸缘部21b之间填充粘接剂AD，第1镜筒11与第2镜筒21相互粘接。

粘接剂AD例如是能够通过溶剂、热或光这样的外部刺激而解体的粘接剂，第1镜筒11能够相对于第2镜筒21分离。通过采用这样的结构而能够使第1透镜单元10相对于第2透镜单元20分离。在第1透镜L1产生污损或破损的情况下，将粘接剂AD解体去除而将第1镜筒11从第2镜筒21拆卸，能够一体地更换第1透镜单元10和第1镜筒11。

配置在最靠物体侧且向外部露出的第1透镜L1有可能伴随着使用而污损并且破损。在第1透镜L1产生污损或破损的情况下，内窥镜用物镜以不能分离的方式一体地构成导致内窥镜用物镜整体的更换，修理费用提高。对此，在像本实施方式那样构成为仅物体侧的一部分的光学部件能够更换的内窥镜用物镜1中，能够抑制更换所花费的费用。更换的光学部件的数量较少在成本上有利，在本实施方式中因仅采用第1透镜L1和平行平面板P1，而抑制更换的光学部件的数量。

另外，有可能因更换导致在将新的第1透镜单元10与第2透镜单元20结合时产生微小的偏移。但是，在本实施方式中，将构成第1透镜单元10的2个光学部件中的1个做成平行平面板，由于像上述那样因平行平面板的偏移对光学性能的影响与透镜相比较小，因此与利用2个透镜构成第1透镜单元10的情况相比，能够减少因更换时的偏移导致的光学性能的劣化。

并且，由于平行平面板P1能够密封第1透镜单元10的像侧，因此在使第1透镜单元10与第2透镜单元20分离时处理变得容易，去除灰尘或污染等进行清扫变得容易。同样地，由于平行平面板P2能够将第2透镜单元20的物体侧密封，因此在使1透镜单元10与第2透镜单元20分离时处理变得容易，维护变得容易。并且，由于将第2透镜单元20的最靠物体侧的光学部件设为平行平面板P2，能够避免在使第1透镜单元10与第2透镜单元20分离时作业者与孔径光阑St接触。

在采用第1透镜L1和最靠物体侧的平行平面板能够与比最靠物体侧的平行平面板靠像侧的光学部件分离的情况下，优选前组GF所具有的平行平面板仅为2枚。在这样的情况下，将部件点数抑制为必要的最小限，并且能够通过各个平行平面板将第1透镜L1的像侧、第2透镜L2的物体侧分别密封，处理变得容易，维护变得容易。

这里，第1透镜L1在有效径的径向外侧具有平面部，由于平面部与最靠物体侧的平行平面板在光轴方向上抵接。图6所示的第1透镜L1在其像侧的面上在比凹形状的透镜面L1a靠径向外侧具有与光轴Z垂直的平面部L1b，在平面部L1b与平行平面板P1在光轴方向上抵接的状态下通过接合剂12将第1透镜L1与平行平面板P1接合而固定在第1镜筒11内。

在这样使第1透镜L1的平面部L1b与平行平面板P1抵接的情况下，能够防止第1透镜L1的倾斜产生，能够减轻因制造误差导致的性能劣化。并且，当在整周设置平面部L1b且在整周施加接合剂12的情况下，不使用其他的部件而将由第1透镜L1的像侧的透镜面L1a与平行平面板P1形成的空间S密封而能够气密地保持。内窥镜用物镜1通过例如用于去除在外部露出的第1透镜L1物体侧的面上附着的污染的送水等来冷却，但通过使空间S气密而抑制湿气浸入空间S，抑制结露的产生。

在使第1透镜L1的平面部L1b与平行平面板P1抵接的情况下，优选满足下述条件式(6)。

0.4＜(R2-D2)/f＜1 (6)

其中，

R2：第1透镜的像侧的透镜面的曲率半径

D2：第1透镜与最靠物体侧的平行平面板的光轴上的空气间隔

如果条件式(6)的(R2-D2)采用比0大的值，在第1透镜的像侧的透镜面为球面的情况下能够实现平面部L1b与平行平面板P1的抵接。因使得不会成为条件式(6)的下限以下，而能够使进行上述抵接时的生产率更高，并且在成本的方面也有利。因使得不会成为条件式(6)的上限以上，而能够在第1透镜L1的物体侧的面不具有较大屈光力的情况下使第1透镜L1具有足够的屈光力，有利于广角化。

以上描述的优选的结构或可能的结构可以任意组合，优选根据所要求的规格而适当选择性地采用。通过适当采用上述结构，而能够实现小型且广角的、并且抑制包含倍率色差的各像差而具有良好的光学性能的内窥镜用物镜。另外，这里所说的广角是指最大全视角为130°以上。

接着，对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结构与光路如图1所示，其图示方法像前面说明的那样，在这里省略重复说明。在表1中示出实施例1的内窥镜用物镜的基本透镜数据。表1的Sno.的栏中将最靠物体侧的结构要素的面作为第1个，示出随着朝向像侧而依次增加的表面编号，在R的栏中示出各面的曲率半径，在D的栏中示出各面与其像侧紧后的面在光轴Z上的间隔。并且，在Nd的栏中示出各结构要素针对d线(波长587.6nm)的折射率，在νd的栏中示出各结构要素的d线基准的阿贝数。

曲率半径的符号以凸面朝向物体侧的面形状为正，以凸面朝向像侧的面形状为负。表1的第7面是与孔径光阑St对应的面，在表面编号的栏中记载表面编号和(St)这样的短语。表1的第13面～第16面是与光学部件4对应的面，其中的第13面～第15面表示光路转换棱镜。D的最下栏的值是光学部件4的像侧的面与像面Sim的间隔。

在表1的框外上部以d线基准示出物体距离(从第1透镜L1的物体侧的面到物体的光轴上的距离)OB、系统整体的焦距f、采用空气换算长度的后焦距Bf、F数FNo.、最大全视角2ω。图1的光路、表1的D的最下栏的值、后述的像差图是物体距离为表1中示出的值时的光路、值、像差图。

在以下所示的各表中，角度的单位使用度，长度的单位使用mm，但光学系统即使按比例放大或者按比例缩小也能够使用，因此也可以使用其他的适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载以规定的位数取近似值而得到的数值。

【表1】

实施例1

OB＝6.7mm，f＝0.73，Bf＝2.20，FNo.＝5.29，2ω＝135.4°

Sno.	R	D	Nd	vd
					1	∞	0.4500	1.88300	40.95
2	0.8320	0.3200
					3	∞	0.7000	1.80518	25.42
4	∞	0.3000
					5	∞	1.0000	1.80518	25.42
6	∞	0.0000
					7(St)	∞	0.0350
8	∞	0.6000	1.71300	53.90
					9	-1.7090	0.3000
10	∞	0.8100	1.71300	53.90
					11	-0.7030	0.3700	1.92286	18.90
12	-1.3820	0.7191
					13	∞	1.0500	1.55920	53.92
14	∞	1.1500	1.55920	53.92
					15	∞	0.1500	1.51633	64.05
16	∞	0.0382

图7中从左起依次示出实施例1的内窥镜用物镜的球面像差、像散、畸变像差(歪曲)、倍率色差(倍率的色差)的各像差图。在球面像差图中，分别用黑的实线、长虚线、短虚线、灰色的实线表示关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)的像差。在像散图中分别用实线、短虚线表示弧矢方向、切向方向的关于d线的像差。在畸变像差图中用实线表示关于d线的像差。在倍率色差图中，分别用长虚线、短虚线、灰色的实线表示关于C线、F线、g线的像差。球面像差图的FNo.指F数，其他的像差图的ω指半视角。

在上述的实施例1的说明中描述的各数据的符号、含义、记载方法除非另有说明，关于以下的实施例都相同，因此以下省略重复说明。

[实施例2]

实施例2的内窥镜用物镜的透镜结构图与光路如图2所示。在表2中表示实施例2的内窥镜用物镜的基本透镜数据，在图8中表示各像差图。

【表2】

实施例2

OB＝6.7mm，f＝0.73，Bf＝2.00，FNo.＝5.52，2ω＝136.8°

Sno.	R	D	Nd	vd
					1	∞	0.4500	1.88300	40.95
2	0.8320	0.3200
					3	∞	0.6400	1.88300	40.95
4	∞	0.3000
					5	∞	1.5000	1.89286	20.36
6	∞	0.0000
					7(St)	∞	0.0350
8	2.7836	0.8300	1.58144	40.75
					9	-2.7836	0.1100
10	2.3330	0.9000	1.49700	81.54
					11	-0.7030	0.3700	1.92286	18.90
12	-1.2140	0.5111
					13	∞	1.0500	1.55920	53.92
14	∞	1.1500	1.55920	53.92
					15	∞	0.1500	1.51633	64.05
16	∞	0.0411

[实施例3]

实施例3的内窥镜用物镜的透镜结构图和光路如图3所示。在表3中示出实施例3的内窥镜用物镜的基本透镜数据，在图9中示出各像差图。

【表3】

实施例3

OB＝6.7mm，f＝0.73.Bf＝2.00，FNo.＝5.39，2ω＝135.2°

Sno.	R	D	Nd	vd
					1	18.2195	0.4500	1.88300	40.95
2	0.7914	0.3700
					3	∞	2.0000	2.00330	28.27
4	∞	0.4236
					5	∞	0.7000	1.89286	20.36
6	∞	0.0000
					7(St)	∞	0.0350
8	∞	0.6000	1.69895	30.13
					9	-1.7813	0.3000
10	1.5842	0.7200	1.49700	81.54
					11	-1.1904	0.3700	1.92286	18.90
12	-2.8769	0.5111
					13	∞	1.0500	1.55920	53.92
14	∞	1.1500	1.55920	53.92
					15	∞	0.1500	1.51633	64.05
16	∞	0.0429

[实施例4]

实施例4的内窥镜用物镜的透镜结构图和光路如图4所示。在表4中示出实施例4的内窥镜用物镜的基本透镜数据，在图10中示出各像差图。对表4的表面编号施加＊标记的面为非球面，在曲率半径的栏中示出近轴曲率半径的数值。在表5中示出这些非球面的非球面系数。表5的非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)是指“×10-n”。非球面系数是由下式表示的非球面式的各系数KA、Am(m＝4、6、8、10)的值。

Zd = \frac{C \times h^{2}}{1 + \sqrt{1 - KA \times C^{2} \times h^{2}}} + \underset{m}{Σ} Am \times h^{m}

其中，

Zd：非球面深度(从高度为h的非球面上的点向非球面顶点所接触的与光轴垂直的平面引出的垂线的长度)

h：高度(从光轴到透镜面的距离)

C：近轴曲率

KA，Am：非球面系数(m＝4、6、8、10)

【表4】

实施例4

OB＝6.7mm，f＝0.79，Bf＝2.01，FNo.＝5.63，2ω＝134.6°

Sno.	R	D	Nd	vd
					1	∞	0.4500	1.88300	40.95
*2	0.9128	0.3200
					3	∞	0.8600	1.89286	20.36
4	∞	0.3000
					5	∞	1.1500	1.89286	20.36
6	∞	0.0000
					7(St)	∞	0.0350
8	∞	0.6000	1.69895	30.13
					9	-1.7856	0.3000
*10	2.2913	0.8500	1.49700	81.54
					11	-0.8333	0.3700	1.92286	18.90
12	-1.4005	0.5285
					13	∞	1.0500	1.55920	53.92
14	∞	1.1500	1.55920	53.92
					15	∞	0.1500	1.51633	64.05
16	∞	0.0484

【表5】

实施例4

Sno.	2	10
			KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A4	3.4330990E-02	9.4958424E-02
			A6	4.7600102E-01	1.9887186E-01
A8	-9.5719219E-01	-5.6841522E+00
			A10	2.0261452E+00	1.6851212E+01

[实施例5]

实施例5的内窥镜用物镜的透镜结构图和光路如图5所示。实施例5的第1透镜L1～第4透镜L4与实施例1相同，取代实施例1的2枚平行平面板P1、P2而在实施例5中使用1枚平行平面板P12。在表6中示出实施例5的内窥镜用物镜的基本透镜数据，在图11中示出各像差图。

【表6】

实施例5

OB＝6.7mm，f＝0.73，Bf＝2.20，FNo.＝5.29，2ω＝135.4°

Sno.	R	D	Nd	vd
					1	∞	0.4500	1.88300	40.95
2	0.8320	0.3200
					3	∞	1.7000	1.80518	25.42
4	∞	0.3000
					5(St)	∞	0.0350
6	∞	0.6000	1.71300	53.90
					7	-1.7090	0.3000
8	∞	0.8100	1.71300	53.90
					9	-0.7030	0.3700	1.92286	18.90
10	-1.3820	0.7191
					11	∞	1.0500	1.55920	53.92
12	∞	1.1500	1.55920	53.92
					13	∞	0.1500	1.51633	64.05
14	∞	0.0382

在表7中示出实施例1～5的内窥镜用物镜的条件式(1)～(6)的对应值。表7的数据是针对d线的数据。

【表7】

式编号		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
							(1)	1/f×∑[{ti×(Ndi-1)}/v di]	0.054	0.080	0.102	0.088	0.054
(2)	f/f1	-0.774	-0.776	-0.769	-0.767	-0.774
							(3)	Dsc/RC	-2.482	-2.667	-1.390	-2.142	-2.482
(4)	∑(Ndi×ti)	3.069	4.044	5.332	3.805	3.069
							(5)	1/f×∑(ti/Ndi)	1.291	1.548	1.875	1.340	1.291
(6)	(R2-D2)/f	0.702	0.700	0.577	0.748	0.702

从以上的数据可知，在实施例1～5的内窥镜用物镜中，系统整体所具有的透镜仅为4枚，系统整体所具有的平行平面板为1枚或2枚，构成为小型，全视角处于130°～140°的范围，实现广角的透镜系统，并且包含倍率色差的各像差被良好地校正而达成高的光学性能。

接着，参照图12对应用本发明的内窥镜用物镜的内窥镜的实施方式进行说明。在图12中示出该内窥镜的概略的整体结构图。图12所示的内窥镜100主要具有操作部102、插入部104、与连接器部(未图示)连接的通用线缆106。插入部104的大半是沿着插入路径向任意的方向弯曲的软性部107，在该软性部107的前端连结有弯曲部108，在该弯曲部108的前端连结有前端部110。弯曲部108是为了使前端部110朝向期望的方向而设置的，通过使设置于操作部102的弯曲操作钮109转动而能够进行弯曲操作。在前端部110的内部前端配设有本发明的实施方式的内窥镜用物镜1。在图12中概略性地图示出内窥镜用物镜1。由于本实施方式的内窥镜具有内窥镜用物镜1，能够实现前端部110的小型化，能够以广角取得良好的图像。

以上，列举实施方式和实施例而对本发明进行说明，但本发明不限于上述实施方式和实施例，可以进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数不限于上述实施例所示的值，可以取其他的值。同样地，前组GF所具有的平行平面板的数量、厚度、折射率也不限于上述实施例所示的值，可以取其他的值。

并且，参照图6对第1透镜L1和最靠物体侧的平行平面板能够与其他的光学部件分离的结构进行了说明，但用于该结构的机构部件不限于上述实施方式，可以进行各种方式的变更。

Claims

1.一种内窥镜用物镜，其特征在于，

所述内窥镜用物镜从物体侧起依次由前组、孔径光阑、整体上具有正屈光力的后组构成，

所述前组从物体侧起依次由第1透镜和至少1枚平行平面板构成，所述第1透镜具有负屈光力，且像侧的面的曲率半径的绝对值比物体侧的面的曲率半径的绝对值小，

所述后组从物体侧起依次由具有正屈光力的第2透镜、具有正屈光力的第3透镜以及具有负屈光力的第4透镜构成，

所述第3透镜与所述第4透镜接合而构成接合透镜，该接合透镜的接合面为凸面朝向像侧，

所述内窥镜用物镜满足所有的下述条件式(1)～(3)，

0.045 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.15 - - - (1)

-0.9＜f/f1＜-0.5 (2)

-2.9＜Dsc/RC＜-1 (3)

其中，

f是系统整体的焦距，

k是所述前组所具有的所述平行平面板的总数，

i为从1到k的自然数，

ti为从所述前组的物体侧起第i个所述平行平面板的光轴上的厚度，

Ndi为从所述前组的物体侧起第i个所述平行平面板针对d线的折射率，

vdi为从所述前组的物体侧起第i个所述平行平面板的d线基准的阿贝数，

f1为所述第1透镜的焦距，

Dsc为从所述孔径光阑到所述接合透镜的所述接合面的光轴上的距离，

RC为所述接合透镜的所述接合面的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(4)，

2.5 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 6 m m - - - (4)

其中，mm是长度单位的毫米。

3.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(5)，

0.8 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 3 - - - (5) .

4.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

所述第1透镜和最靠物体侧的所述平行平面板构成为能够与比该最靠物体侧的平行平面板靠像侧的光学部件分离。

5.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

所述第1透镜具有平面部，该平面部与最靠物体侧的所述平行平面板在光轴方向上抵接。

6.根据权利要求5所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(6)，

0.4＜(R2-D2)/f＜1 (6)

其中，

R2为所述第1透镜的像侧的透镜面的曲率半径，

D2为所述第1透镜与最靠物体侧的所述平行平面板的光轴上的空气间隔。

7.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜，其中，

所述前组所具有的平行平面板仅为2枚。

8.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(1-1)，

0.05 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i \times (N d i - 1)}{v d i} < 0.12 - - - (1 - 1) .

9.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(2-1)，

-0.8＜f/f1＜-0.6 (2-1)。

10.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(3-1)，

-2.7＜Dsc/RC＜-1.2 (3-1)。

11.根据权利要求2所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(4-1)，

2.8 m m < Σ_{i = 1}^{k} N d i \times t i < 5.5 m m - - - (4 - 1)

其中，mm是长度单位的毫米。

12.根据权利要求3所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(5-1)，

1 < \frac{1}{f} Σ_{i = 1}^{k} \frac{t i}{N d i} < 2 - - - (5 - 1) .

13.根据权利要求6所述的内窥镜用物镜，其中，

该内窥镜用物镜满足下述条件式(6-1)，

0.5＜(R2-D2)/f＜0.85 (6-1)。

14.一种内窥镜，其中，

该内窥镜具有权利要求1至13中的任意一项所述的内窥镜用物镜。