CN107076967B - 内窥镜用变倍光学系统及内窥镜 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种内窥镜用变倍光学系统，其构成为，由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成，所述第一透镜组具有负的屈光度，所述第二透镜组具有正的屈光度，所述第三透镜组至少具有凹面朝向物体侧的凸凹透镜及正透镜，在将第一透镜组的最物体侧的透镜面至像面的距离保持为一定的同时，通过使至少第二透镜组相对于固定透镜组即该第一透镜组沿光轴方向移动，使光学像变倍。

Description

内窥镜用变倍光学系统及内窥镜
技术领域
本发明关于一种内窥镜用变倍光学系统及组装有内窥镜用变倍光学系统的内窥镜。
背景技术
在医疗领域中，作为用于观察患者的体腔内的设备，内窥镜(光纤电子镜或者电子镜)广为知晓并投入实际使用。在这种内窥镜中，为了进行精细地病变观察而搭载有具有变倍功能的变倍光学系统。
例如，在专利第3845331号公报(以下记为“专利文献1”)中记载了内窥镜用变倍光学系统的具体的构成。专利文献1记载的内窥镜用变倍光学系统的构成为，从物体侧依次包括具有负的屈光度(パワー)的第一透镜组、具有正的屈光度的第二透镜组、具有正的屈光度的第三透镜组、具有负的屈光度的第四透镜组，无需变化从第一透镜组至像面的全长，通过使物体距离变化的同时使第二及第三透镜组移动，在保持合焦状态的同时能够使整体系统的焦点距离发生变化。
发明内容
这样，由于专利文献1记载的内窥镜用变倍光学系统为使具有正的屈光度的第二、第三两个透镜组移动的构成，因此，关于变倍控制的设计的自由度高。但是，在这种构成中，像差不能被充分地校正，特别是在变倍时，轴上颜色像差或倍率颜色像差大幅变化。在望远端侧越为变化，则轴上颜色像差或倍率颜色像差越为过度校正，光学性能的劣化变大。
近年来，在电子镜上大多搭载有高像素的拍摄元件。但是，存在如下问题：如果在内窥镜用变倍光学系统中发生较大的像差的话，则拍摄元件即使为高像素，也不能得到画质高的图像。
本发明基于以上情况而作出，其目的在于提供一种像差被良好地校正的内窥镜用变倍光学系统及搭载有该内窥镜用变倍光学系统的内窥镜。
本发明的一实施方式涉及的内窥镜用变倍光学系统，其构成为，由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成，所述第一透镜组具有负的屈光度，所述第二透镜组具有正的屈光度，所述第三透镜组至少具有凹面朝向物体侧的凸凹透镜及正透镜，在将第一透镜组的最物体侧的透镜面至像面的距离保持为一定的同时，通过使至少第二透镜组相对于固定透镜组即该第一透镜组沿光轴方向移动，使光学像变倍。
此外，本发明的一实施方式涉及的内窥镜用变倍光学系统，将望远端处的第二透镜组的倍率定义为m2t，将广角端处的该第二透镜组的倍率定义为m2w，将从该望远端变化至该广角端或者从该广角端变化至该望远端所必要的该第二透镜组的移动量定义为d(单位：mm)，将该第二透镜组的焦点距离定义为f2(单位：mm)，在此情况下，满足下述两个条件式：
-1<m2t<m2w<-0.35
0.3<d/f2<0.6。
在本发明的一实施方式中，可以如下构成：第一透镜组至少具有一片单透镜和一个接合透镜。
在本发明的一实施方式中，可以如下构成：第一透镜组至少具有：负透镜和接合透镜、或者具有负的屈光度的接合透镜和凹面朝向物体侧的凸凹透镜。
并且，在本发明的一实施方式中，可以如下构成：第二透镜组由从物体侧依次排列的正透镜、具有正的屈光度的接合透镜构成，将第二透镜组内的正透镜的焦点距离定义为f21(单位：mm)，将广角端处的从第一至第三透镜组的合成焦点距离定义为fw(单位：mm)，在此情况下，满足下述条件式：
2<f21/fw<6。
在本发明的一实施方式中，可以如下构成：第二透镜组由从物体侧依次排列的正透镜、正透镜、具有正的屈光度的接合透镜构成。
这种情况下，可以如下构成：第二透镜组具有的两片正透镜的焦点距离互不相同，将两片正透镜的合成焦点距离定义为fc(单位：mm)，将该两片正透镜的焦点距离中的较长一方的焦点距离定义为fp(单位：mm)，在此情况下，满足下述条件式：
0.3<fc/fp。
本发明一实施方式涉及的内窥镜用变倍光学系统，可以如下构成：在第一和第二透镜组之间，具有在光轴上与该第二透镜组一体地移动的光圈。
并且，本发明的一实施方式涉及的内窥镜，为在其前端搭载有上述的内窥镜用变倍光学系统的设备。
根据本发明的一实施方式，提供了一种像差被良好地校正的内窥镜用变倍光学系统及搭载有该内窥镜用变倍光学系统的内窥镜。
附图说明
图1为示出本发明的第一实施方式涉及的电子镜的外观的外观图。
图2为示出本发明的实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图3为示出本发明的实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图4为示出本发明的实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图5为示出本发明的实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图6为示出本发明的实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图7为示出本发明的实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图8为示出本发明的实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图9为示出本发明的实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图10为示出本发明的实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图11为示出本发明的实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图12为示出本发明的实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图13为示出本发明的实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
图14为示出本发明的实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统的构成的透镜配置图。
图15为示出本发明的实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统的各种像差图。
具体实施方式
以下参照附图对于本发明的第一实施方式涉及的内窥镜用变倍光学系统以及具有内窥镜用变倍光学系统的电子镜进行说明。
图1为本发明的第一实施方式涉及的电子镜1的外观的外观图。如图1所示，电子镜1具备通过具有挠性的护套11a而被外装的插入部可挠管11。插入部可挠管11的前端部分(弯曲部14)对应于来自连结于插入部可挠管11的基端的手边操作部13的远距离操作(具体而言，弯曲操作旋钮13a的旋转操作)而弯曲。弯曲机构为组装于一般的内窥镜的公知的机构，通过与弯曲操作旋钮13a的旋转操作连动的操作线的牵引使弯曲部14弯曲。在弯曲部14的前端连结有通过具有硬质性的树脂制框体而被外装的前端部12的基端。前端部12的方向对应于弯曲操作旋钮13a的旋转操作所引起的弯曲动作而变化，从而，电子镜1的拍摄区域移动。
在前端部12的树脂制框体的内部组装有内窥镜用变倍光学系统100(图1中斜线所示的部分)。由于内窥镜用变倍光学系统100采取拍摄区域中的被拍摄体的图像数据，因此，使来自被拍摄体的光在固体拍摄元件(图示省略)的感光面上成像。作为固体拍摄元件，可以列举CCD(电荷耦合装置，Charge Coupled Device)图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器。
接着，对于本发明的实施例1～7涉及的内窥镜用变倍光学系统100进行说明。
实施例1
图2(a)、图2(b)为示出本发明的实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图2(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图2(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100，如图2所示，从物体(被拍摄体)侧依次包括：第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2、第三透镜组G3。本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的构成为：在将第一透镜组G1的从最物体侧的透镜面至像面的距离(即，内窥镜用变倍光学系统100的全长)保持为一定的同时，使第二透镜组G2相对于作为固定透镜组的第一透镜组G1及第三透镜组G3沿光轴方向AX移动，在保持合焦状态的同时使整体系统的焦点距离(从第一透镜组G1至第三透镜组的合成焦点距离)变化，使光学像变倍。构成各透镜组G1～G3的各光学透镜具有以内窥镜用变倍光学系统100的光轴AX为中心的旋转对称的形状。在第三透镜组G3的后段，配置有固体拍摄元件用的颜色校正滤光片F。颜色校正滤光片F粘接于保护固体拍摄元件的罩玻璃CG。
第一透镜组G1为相比光圈S配置于物体侧的具有负的屈光度的透镜组。第一透镜组G1至少具有接合透镜CL1，所述接合透镜CL1通过从物体侧依次地接合负透镜L1、负透镜L2和正透镜L3而形成。记载为“至少具有”的原因在于，在本发明的技术思想的范围内，也可以包括追加配置平行平板等的其他光学元件的构成例。在第二透镜组G2、第三透镜组G3的说明中，出于同样的理由也表现为“至少具有”。
换言之，第一透镜组G1为包含一片单透镜和一个接合透镜的构成。
通过将第一透镜组G1形成为包含一片单透镜和一个接合透镜(在本实施例1中为一片负透镜和具有正或负的屈光度的一个接合透镜)的构成，分散第一透镜组G1内的负的屈光度而具有正的屈光度，从而作为组得以良好地校正彗形像差及颜色像差。从而，抑制了整体系统中的像差的变动，以从广角端至望远端的各倍率良好地抑制了像差。
第二透镜组G2为具有正的屈光度的透镜组。第二透镜组G2至少具有接合透镜CL2，所述接合透镜CL2具有正的屈光度，通过从物体侧依次地接合正透镜L4、负透镜L5和正透镜L6而形成。第二透镜组G2为了使成像在固体拍摄元件的感光面上的光学像变倍而与光圈S一体地沿光轴AX方向移动。通过使第二透镜组G2和光圈S一体地移动，能够有效地抑制成为望远端时的非点像差的发生。
光圈S为具有以光轴AX为中心的规定的圆形开口的板状部件或者在最接近第二透镜组G2的光圈S的透镜面(在图2的构成例中为正透镜L4的物体侧的面r7)以光轴AX为中心的规定的圆形区域以外涂布的遮光膜。光圈S的厚度与构成内窥镜用变倍光学系统100的各光学透镜的厚度相比非常薄，在计算内窥镜用变倍光学系统100的光学性能时可以忽略不计。因此，在本说明书中，将光圈S的厚度视为零来进行说明。
第三透镜组G3从物体侧依次地至少具有：凹面朝向物体侧的凸凹透镜L7、正透镜L8。通过将凹面朝向物体侧的凸凹透镜L7配置于第二透镜组G2的像侧即第三透镜组G3内，能够使第三透镜组G3较大地负担在使用电子镜1观察体腔内时求取的倍率。因此，能够实现第一透镜组G1及第二透镜组G2的小型化，有利于电子镜1的细径化设计。并且，通过将正透镜L8相比凸凹透镜L7配置于像侧，能够良好地校正于凸凹透镜L7较大地发生的轴上颜色像差及倍率颜色像差。从而，以从广角端至望远端的各倍率良好地抑制了像差。
本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100，将望远端处的第二透镜组G2的倍率定义为m2t，将广角端处的第二透镜组G2的倍率定义为m2w，将从望远端变化至广角端或者从广角端变化至望远端所必要的第二透镜组G2的移动量定义为d(单位：mm)，将第二透镜组G2的焦点距离定义为f2(单位：mm)，在此情况下，满足下述两个条件式(1)(2)。
-1<m2t<m2w<-0.35…(1)
0.3<d/f2<0.6…(2)
通过满足条件式(1)及(2)，能够将内窥镜用变倍光学系统100设定为适合精细的焦点调整的构成的同时实现小型化。
在条件式(1)中，在倍率m2w变为右边的值以上的情况下，由于广角端处的第二透镜组G2的倍率m2w低，因此，变倍所需要的第二透镜组G2的移动量变大，内窥镜用变倍光学系统100的全长变长。其结果是，需要收容全长长度的内窥镜用变倍光学系统100，并且，必须增长作为硬质部分的电子镜1的前端部12的全长。另外，在条件式(1)中，在倍率m2w变为右边的值以上的情况下，由于望远端处的第二透镜组G2的倍率m2t相对地变大，因此，使第二透镜组G2移动时的最佳物体距离的变化变大。因此，不再能够进行精细的焦点调整。
考虑观察体腔内时的电子镜1的使用方便性时，最佳物体距离优选的是，从广角端越接近望远端则变得越短，当到达望远端时变为最短。但是，在条件式(1)中，在倍率m2t为左边的值以下的情况下，最佳物体距离在到达望远端前变为最短。因此，观察体腔内时的电子镜1的使用方便性变差。
在条件式(2)中，在中间(中辺)的值变为右边的值以上的情况下，由于第二透镜组G2的屈光度变得过强或者移动量d变得过大，因此，广角端和望远端的变倍比变得过大。从而，放大观察时(望远端侧处的)实效F数变大、发生光量不足或分辨率下降，例如景深变窄或变得难以观察。
在条件式(2)中，在中间的值变为左边的值以下的情况下，由于第二透镜组G2的屈光度变得过弱或者移动量d变得过小，因此，必须以第二透镜组G2的微小的移动进行焦点调整。因此，需要精度高的焦点调整机构，导致电子镜1高成本化或大型化。并且，由于焦点调整的范围变得过窄，因此，观察体腔内时的电子镜1的使用方便性变差。
并且，本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100，在将第二透镜组G2内的正透镜的焦点距离定义为f21(单位：mm)，将广角端处的整体系统的焦点距离定位为fw(单位：mm)，在此情况下，成为满足下述条件式(3)的构成。
2<f21/fw<6…(3)
通过满足条件式(3)，第二透镜组G2内的各透镜的偏芯灵敏度(例如，相对于光轴AX在配置面/形状面上产生偏芯时的像差的变化量)降低。
在条件式(3)中，在中间的值变为右边的值以上的情况下，由于第二透镜组G2内的接合透镜的屈光度变得过强，接合透镜的偏芯灵敏度变大。在此，特别地，由于接合透镜的偏芯，非点像差或倍率颜色像差较大地发生。并且，由于变倍时的第二透镜组G2的移动量变大，因此，不利于内窥镜用变倍光学系统100的小型化设计。
在条件式(3)中，在中间的值变为左边的值以下的情况下，由于第二透镜组G2内的正透镜的屈光度变得过强，正透镜的偏芯灵敏度变大。在此，特别地，由于正透镜的偏芯，非点像差较大地发生。并且，距离望远端越近，则球面像差越大地发生，分辨率下降。
表1为示出本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100(及配置于其后段的光学部件)的具体的数值构成(设计值)。表1中，左上栏示出广角端处的值(面数据)，右上栏示出望远端处的值(面数据)。表1所示的面编号NO，为在图2中对于从物体侧向像侧排列的各面(包含光圈S)顺序赋予的编号。在表1中，R(单位：mm)示出光学部件的各面的曲率半径，D(单位：mm)示出光轴AX上的光学部件厚度或者光学部件间隔，N(d)示出d线(波长588nm)的折射率，νd示出d线的阿贝数。
并且，表1示出本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的规格(各种数据)。具体而言，示出实效F数、整体系统的焦点距离(单位：mm)、光学倍率、半视角(半画角)(单位：度(degree))、BF(后焦点)(单位：mm)、像高(单位：mm)、内窥镜用变倍光学系统100的全长(单位：mm)。表1中，左下栏示出广角端处的值(各种数据)，右下栏示出望远端处的值(各种数据)。
[表1]
Figure GDA0002392501320000091
图3(a)的图形A～D为示出在本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图3(b)的图形A～D为示出在本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。图3(a)、(b)的图形(A)示出d线、g线(波长436nm)、C线(波长656nm)处的球面像差及轴上颜色像差。图3(a)、(b)的图形B示出d线、g线、C线处的倍率颜色像差。图形A、B中，实线示出d线处的像差，点线示出g线处的像差，一点划线示出C线处的像差。图3(a)、(b)的图形C示出非点像差。图形C中，实线示出弧矢分量，点线示出子午分量。图3(a)、(b)的图形D示出扭曲像差。图形A～C的纵轴示出像高，横轴示出像差量。图形D的纵轴示出像高，横轴示出扭曲率。此外，在广角端和望远端的中间区域，各种像差在图3(a)和图3(b)所示的范围内变化。此外，对于本实施例1的各表或者各附图的说明，在之后的各数值实施例中所提示的各表或者各附图中也适用。
如图2及图3以及表1可知，本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例2
图4(a)、图4(b)为示出本发明的实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图4(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图4(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图4所示，本实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100与本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
图5(a)的图形A～D为示出在本实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图5(b)的图形A～D为示出在本实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表2为示出包含本实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表2]
Figure GDA0002392501320000101
本实施例2涉及的内窥镜用变倍光学系统100，如图4及图5以及表2可知，小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例3
图6(a)、图6(b)为示出本发明的实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图6(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图6(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图6所示，本实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100与本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
图7(a)的图形A～D为示出在本实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图7(b)的图形A～D为示出在本实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表3为示出包含本实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表3]
Figure GDA0002392501320000111
如图6及图7以及表3可知，本实施例3涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例4
图8(a)、图8(b)为示出本发明的实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图8(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图8(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图8所示，本实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100与本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
图9(a)的图形A～D为示出在本实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图9(b)的图形A～D为示出在本实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表4为示出包含本实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表4]
Figure GDA0002392501320000121
如图8及图9以及表4可知，本实施例4涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例5
图10(a)、图10(b)为示出本发明的实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图10(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图10(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图10所示，本实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100与本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
图11(a)的图形A～D为示出在本实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图11(b)的图形A～D为示出在本实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表5为示出包含本实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表5]
Figure GDA0002392501320000131
如图10及图11以及表5可知，本实施例5涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例6
图12(a)、图12(b)为示出本发明的实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图12(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图12(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图12所示，本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100，除了第二透镜组G2之外，与本实施例1涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
本实施例6涉及的第二透镜组G2为具有正的屈光度的透镜组。第二透镜组G2至少具有接合透镜CL2，所述接合透镜CL2具有正的屈光度，通过从物体侧依次地接合正透镜L4、正透镜L4＇、负透镜L5和正透镜L6而形成。接合透镜CL2可以从物体侧依次地排列有负透镜、正透镜，也可以从物体侧依次地排列有正透镜、负透镜。
实现内窥镜用变倍光学系统100的小型化，需要使作为移动透镜组的第二透镜组G2具有强屈光度。但是，仅单纯地增强第二透镜组G2的屈光度的话，则光学性能有可能劣化(在此，特别是有关非点像差，偏芯灵敏度增大)。因此，将第二透镜组G2形成为包含两片正透镜和接合透镜的构成，使两片正透镜分担屈光度的负担，从而，在使第二透镜组G2具有正的屈光度的同时，能够使第二透镜组G2内的偏芯灵敏度降低。并且，通过在第二透镜组G2内将接合透镜配置于最像侧，由于轴外光线通过离开光轴AX的位置，因此，有利于倍率颜色像差的降低。
此外，第二透镜组G2内的正透镜的片数也并非单纯地多多益善。例如，即使将第二透镜组G2内的正透镜的片数增加至三片以上，也并不能较大地得到与正透镜为两片的构成相比使偏芯灵敏度降低的效果。在将正透镜的片数增加至三片以上的情况下，其缺点反而显著，例如，成本随着部件件数的增加而增加，内窥镜用变倍光学系统100的全长随着部件件数的增加而增长等。
并且，本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100，第二透镜组G2具有的两片正透镜的焦点距离互不相同，将两片正透镜的合成焦点距离定义为fc(单位：mm)，将两片正透镜的焦点距离中的较长一方的焦点距离定位为fp(单位：mm)，在此情况下，成为满足下述条件式(4)的构成。
0.3<fc/fp…(4)
在条件式(4)中，在右边的值变为左边的值以下的情况下，由于不能使两片正透镜适当地分担屈光度的负担(两片正透镜中的一方的屈光度过强)，因此，第二透镜组G2内的偏芯灵敏度的降低效果低。
图13(a)的图形A～D为示出在本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图13(b)的图形A～D为示出在本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表6为示出包含本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表6]
Figure GDA0002392501320000151
如图12及图13以及表6可知，本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
实施例7
图14(a)、图14(b)为示出本发明的实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100及配置于其后段的光学部件的配置的截面图。图14(a)为示出变倍位置位于广角端时的透镜配置的截面图。图14(b)为示出变倍位置位于望远端时的透镜配置的截面图。
如图14所示，本实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100，除了第一透镜组G1之外，与本实施例6涉及的内窥镜用变倍光学系统100的透镜构成相同。
本实施例7涉及的第一透镜组G1为相比光圈S配置于物体侧的具有负的屈光度的透镜组。本实施例7涉及的第一透镜组G1从物体侧依次地至少具有：接合有负透镜L1＇和正透镜L2＇并具有负的屈光度的接合透镜CL1＇、凹面朝向物体侧的凸凹透镜L3＇。
通过将第一透镜组G1形成为包含一片单透镜和一个接合透镜(在本实施例7中为具有负的屈光度的一个接合透镜和一片凸凹透镜)的构成，分散第一透镜组G1内的负的屈光度而具有正的屈光度，从而作为组得以良好地校正彗形像差及颜色像差。从而，抑制了整体系统中的像差的变动，以从广角端至望远端的各倍率良好地抑制了像差。
图15(a)的图形A～D为示出在本实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于广角端时的各种像差图。图15(b)的图形A～D为示出在本实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100中变倍位置位于望远端时的各种像差图。
表7为示出包含本实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100的各光学部件的具体的数值构成及规格。
[表7]
Figure GDA0002392501320000161
如图14及图15以及表7可知，本实施例7涉及的内窥镜用变倍光学系统100在小型的同时，在从广角端至望远端的各变倍位置，光学性能(特别是，非点像差、彗形像差、颜色像差的校正)良好。
(条件式的验证)
表8为在本实施例1～7的各实施例中，适用条件式(1)～(4)的各条件式时算出的值的一览表。
[表8]
条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
(1)m<sub>2w</sub> -0.641 -0.607 -0.493 -0.535 -0.526 -0.467 -0.52
(1)m<sub>2t</sub> -0.975 -0.984 -0.941 -0.904 -0.982 -0.954 -0.988
(2) 0.33 0.38 0.45 0.37 0.46 0.49 0.47
(3) 2.3 2.2 3.4 2.6 5.3 - -
(4) - - - - - 0.41 0.33
本实施例1～5的各实施例涉及的内窥镜用变倍光学系统100，如表8所示，满足条件式(1)～(3)。并且，本实施例6、7的各实施例涉及的内窥镜用变倍光学系统100，如表8所示，满足条件式(1)、(2)、(4)。在本实施例1～7的各实施例中，发挥了满足各条件式所带来的效果。
以上为本发明的例示性的实施方式的说明。本发明的实施方式不限于上述说明的内容，在本发明的技术思想的范围内能够进行各种变形。例如，适当地组合说明书中例示性明示的实施方式等或者显而易见的实施方式等的内容也包含于本申请的实施方式中。

Claims (7)

1.一种内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成，所述第一透镜组具有负的屈光度，所述第二透镜组具有正的屈光度，所述第三透镜组至少具有凹面朝向物体侧的凸凹透镜及正透镜，
在将所述第一透镜组的最物体侧的透镜面至像面的距离保持为一定的同时，通过使至少所述第二透镜组相对于固定透镜组即该第一透镜组沿光轴方向移动，使光学像变倍，
所述第二透镜组由从物体侧依次排列的正透镜、正透镜、具有正的屈光度的接合透镜构成。
2.根据权利要求1所述的内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
将望远端处的所述第二透镜组的倍率定义为m2t，将广角端处的该第二透镜组的倍率定义为m2w，将从该望远端变化至该广角端或者从该广角端变化至该望远端所必要的该第二透镜组的移动量定义为d(单位：mm)，将该第二透镜组的焦点距离定义为f2(单位：mm)，在此情况下，满足下述两个条件式：
-1<m2t<m2w<-0.35
0.3<d/f2<0.6。
3.根据权利要求1所述的内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
所述第一透镜组至少具有一片单透镜和一个接合透镜。
4.根据权利要求3所述的内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
所述第一透镜组至少具有：负透镜和接合透镜、或者具有负的屈光度的接合透镜和凹面朝向物体侧的凸凹透镜。
5.根据权利要求1所述的内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
在所述第一和所述第二透镜组之间，具有在光轴上与该第二透镜组一体地移动的光圈。
6.一种内窥镜用变倍光学系统，其特征在于，
由从物体侧依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成，所述第一透镜组具有负的屈光度，所述第二透镜组具有正的屈光度，所述第三透镜组至少具有凹面朝向物体侧的凸凹透镜及正透镜，
在将所述第一透镜组的最物体侧的透镜面至像面的距离保持为一定的同时，通过使至少所述第二透镜组相对于固定透镜组即该第一透镜组沿光轴方向移动，使光学像变倍，
所述第二透镜组由从物体侧依次排列的正透镜、正透镜、具有正的屈光度的接合透镜构成，
所述第二透镜组具有的两片正透镜的焦点距离互不相同，
将所述两片正透镜的合成焦点距离定义为fc(单位：mm)，将该两片正透镜的焦点距离中的较长一方的焦点距离定义为fp(单位：mm)，在此情况下，满足下述条件式：
0.3<fc/fp。
7.一种内窥镜，其特征在于，
在前端搭载有根据权利要求1至6中任一项所述的内窥镜用变倍光学系统。
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