CN109073864B

CN109073864B - 内窥镜对物光学系统

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Publication number: CN109073864B
Application number: CN201780026828.6A
Authority: CN
Inventors: 辻善文
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: WO2018042797A1; CN109073864A; EP3508900A4; US20190064500A1; US10809521B2; EP3508900A1

Abstract

本发明提供一种小型且能够确保充分的观察深度、具有广角的视场角、易于进行病变的观察和诊断的、高性能的内窥镜对物光学系统。该内窥镜对物光学系统从物体侧按顺序包括负折射力的前组(FL)、亮度光圈(S)以及正折射力的后组(RL)，前组(FL)从物体侧按顺序具有由负的单透镜构成的第1透镜(L1)和由正的单透镜构成的第2透镜(L2)，后组(RL)具有由正的单透镜构成的第3透镜(L3)、正的第4透镜(L4)与负的第5透镜(L5)的接合透镜(CL1)、以及正的第6透镜(L6)，第1透镜(L1)的物体侧面是平面，第2透镜(L2)是将凸面朝向图像侧的凹凸形状，第6透镜(L6)与摄像元件(IMG)接合，满足以下的条件式(1)。－1.2≤D6/F12≤－0.47…(1)在此，D6是第6透镜(L6)的壁厚，F12是从第1透镜(L1)到第2透镜(L2)的合成焦点距离。

Description

内窥镜对物光学系统

技术领域

本发明涉及一种小型且明亮的对物光学系统，特别是涉及一种内窥镜对物光学系统。

背景技术

内窥镜是在医疗用领域和工业用领域中广泛使用的装置。特别是在医疗用领域中，从对患者造成的负担减轻、诊断精度的提高等方面考虑，进行内窥镜的摄像元件、例如CCD、CMOS的小型化和高像素化，像素间距逐年地变小。为此，对于内窥镜对物光学系统也寻求满足广角化、像差校正等光学性能并谋求小型化。例如在专利文献1、2中提出了小型的内窥镜对物光学系统。例如在专利文献3、4中还提出了数字照相机用的小型的光学系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4997348号公报

专利文献2：日本专利第5927368号公报

专利文献3：日本特开2008－107478号公报

专利文献4：日本特开2006－84886号公报

专利文献1的对物光学系统为小型且成为较大的Fno的光学规格。专利文献2的对物光学系统为小型且具有较小的Fno，是不易受到衍射的影响的结构。此外，成为缓和由焦点位置的偏差引起的灵敏度而使焦点调整作业变容易的对物光学系统。专利文献3的变焦透镜是具有防振功能的小型、高性能的光学系统。专利文献4的光学系统是主要应用于数字照相机这样的小型摄像装置的小型、高性能的光学系统。

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的对物光学系统中，期望对物光学系统的Fno是满足下述的式子(A)的范围，从而不受衍射的影响。

Fno＜2×P/1.22/λ (A)

在此，P是摄像元件的像素间距。

在像素间距较小的光学系统中，会发生由光的衍射引起的光学性能的劣化。因此，在由小型化、高像素引起像素间距变小的近年中，鉴于光的衍射的影响，不能应用专利文献1的对物光学系统。

鉴于由焦点调整后的组装负荷引起焦点位置偏移的情况，专利文献2的对物光学系统是尚不足以稳定地获得良好的光学性能的结构。例如为了在焦点调整之后固定焦点位置，需要利用机械构件锁定光学系统，并利用粘接剂固定。此时，在锁定光学系统时发生的焦点位置的偏移、粘接剂的固化收缩、以及为了促进粘接剂的固化而放置在高温环境下的情况下，认为由把持着焦点位置的机械构件的热膨胀引起焦点位置的偏移等。因此，即便是相同规格的对物光学系统，也会因上述的制造偏差而发生观察深度不同的现象，在用近距离物体或者远距离物体进行的观察中，图像有时会模糊。在该情况下，无法进行高精细的观察，对手术操作者来说会产生诊断精度下降的问题。

并且，在专利文献2的对物光学系统中，通过增大与摄像元件接合的场镜的正折射力来缓和焦点灵敏度。在此，为了解决上述的问题，需要进一步缓和焦点灵敏度。但是，仅是增大场镜的正折射力来缓和焦点灵敏度的话，像散变大。因此，周边性能会恶化，因此很难进一步缓和焦点。

这样，在专利文献1、2的内窥镜对物光学系统中，在由小型化所引起的衍射的影响、组装负荷导致焦点位置偏移的情况下，光学性能会劣化，因此不能应用。

此外，专利文献3、4的光学系统为小型且高性能，但光学系统的透镜结构、例如最靠物体侧的透镜形状并不适合应用于内窥镜。

本发明即是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种小型且能够确保充分的观察深度、具有广角的视场角、易于进行病变的观察和诊断的、高性能的内窥镜对物光学系统。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题而达到目的，本发明的至少几个技术方案的内窥镜对物光学系统的特征在于，该内窥镜对物光学系统从物体侧按顺序包括整体具有负的折射力的前组、亮度光圈、以及整体具有正的折射力的后组，前组从物体侧按顺序具有由负的折射力的单透镜构成的第1透镜和由正的折射力的单透镜构成的第2透镜，后组具有由正的折射力的单透镜构成的第3透镜、正的折射力的第4透镜与负的折射力的第5透镜的接合透镜、以及正的折射力的第6透镜，

第1透镜的物体侧面是平面，第2透镜是将凸面朝向图像侧的凹凸形状，第6透镜与摄像元件接合，满足以下的条件式(1)，

－1.2≤D6/F12≤－0.47…(1)

在此，

D6是第6透镜的壁厚，

F12是从第1透镜到第2透镜的合成焦点距离。

发明的效果

本发明起到能够提供一种小型且能够确保充分的观察深度、具有广角的视场角、易于进行病变的观察和诊断的、高性能的内窥镜对物光学系统这样的效果。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图2的(a)是表示本发明的实施例1的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图2的(b)、图2的(c)、图2的(d)、图2的(e)分别是表示实施例1的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图3的(a)是表示本发明的实施例2的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图3的(b)、图3的(c)、图3的(d)、图3的(e)分别是表示实施例2的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图4的(a)是表示本发明的实施例3的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图4的(b)、图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)分别是表示实施例3的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图5的(a)是表示本发明的实施例4的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图5的(b)、图5的(c)、图5的(d)、图5的(e)分别是表示实施例4的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图6的(a)是表示本发明的实施例5的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图6的(b)、图6的(c)、图6的(d)、图6的(e)分别是表示实施例5的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图7的(a)是表示本发明的实施例6的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图7的(b)、图7的(c)、图7的(d)、图7的(e)分别是表示实施例6的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图8的(a)是表示本发明的实施例7的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图8的(b)、图8的(c)、图8的(d)、图8的(e)分别是表示实施例7的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图9的(a)是表示本发明的实施例8的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图9的(b)、图9的(c)、图9的(d)、图9的(e)分别是表示实施例8的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图10的(a)是表示本发明的实施例9的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图10的(b)、图10的(c)、图10的(d)、图10的(e)分别是表示实施例9的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图11的(a)是表示本发明的实施例10的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图11的(b)、图11的(c)、图11的(d)、图11的(e)分别是表示实施例10的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图12的(a)是表示本发明的实施例11的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图12的(b)、图12的(c)、图12的(d)、图12的(e)分别是表示实施例11的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

图13的(a)是表示本发明的实施例12的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。图13的(b)、图13的(c)、图13的(d)、图13的(e)分别是表示实施例12的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明实施方式的内窥镜对物光学系统。另外，本发明并不被该实施方式所限定。

本实施方式的内窥镜对物光学系统的特征在于，从物体侧按顺序包括整体具有负的折射力的前组FL、亮度光圈S、以及整体具有正的折射力的后组RL，前组FL从物体侧按顺序具有由负的折射力的单透镜构成的第1透镜L1和由正的折射力的单透镜构成的第2透镜L2，后组RL具有由正的折射力的单透镜构成的第3透镜L3、正的折射力的第4透镜L4与负的折射力的第5透镜L5的接合透镜CL1、以及正的折射力的第6透镜L6，第1透镜L1的物体侧面是平面，第2透镜L2是将凸面朝向图像侧的凹凸形状，第6透镜L6与摄像元件IMG接合，满足以下的条件式(1)。

－1.2≤D6/F12≤－0.47…(1)

在此，

D6是第6透镜L6的壁厚，

F12是从第1透镜L1到第2透镜L2的合成焦点距离。

此外，亮度光圈S形成在红外线吸收滤光器F1的图像侧面。此外，在摄像元件IMG的摄像面I粘贴有玻璃盖片CG，该玻璃盖片CG用于防止摄像元件IMG产生划痕等。第6透镜L6与玻璃盖片CG接合。因此，第6透镜L6与摄像元件IMG接合。

以下，说明在本实施方式中采用这样的结构的原因和作用。为了构成内窥镜所能够使用的小型且高性能的内窥镜对物光学系统，首先配置最靠物体侧是平面的负的第1透镜L1，在其图像侧配置将凸面朝向图像侧的凹凸形状的正的第2透镜L2。

这样，采用反焦结构，为了校正第1透镜L1的像差并使透镜直径不变大而配置具有正的折射力的第2透镜L2。由此，构成适合内窥镜的小型且高性能的对物光学系统。

此外，第1透镜L1优选设为以下的结构。在利用内窥镜进行观察的情况下，在第1透镜L1的物体侧的透镜面附着污物、血液等时，通过从设于内窥镜顶端的喷嘴射出水来进行透镜面的清洗。在清洗时，在第1透镜L1的物体侧的透镜面的形状是凸形状的情况下，污物难以掉落。此外，在第1透镜L1的物体侧的透镜面是凹形状的情况下，水积存等除水变得不良好。并且，在第1透镜L1的物体侧的透镜面是凸形状的情况下，易于产生由冲击引起的划痕、裂纹。因此，将负的第1透镜L1设为平凹透镜，并且以将平面朝向物体侧的方式配置负的第1透镜L1。通过这样做，从而使观察过程中的除水变良好，并且减轻由冲击引起的透镜裂纹。

而且，通过在第2透镜L2的图像侧配置用于保持主要有助于成像的正折射力的正透镜组，从而即便Fno较小且明亮，也抑制产生像差，而且分配小型化所需要的焦度。

此外，在第3透镜L3的图像侧且是周边的光线高度变高的位置配置正透镜与负透镜的接合透镜。由此，校正色像差。

并且，在后组RL内的图像侧配置与摄像元件IMG接合的正的第6透镜L6。由此，即使提高光学倍率，焦点位置产生偏差，也能够获得对光学性能产生的影响较少的光学性能。

但是，在像上述那样仅是增大第6透镜L6的正的折射力来缓和焦点灵敏度的情况下，像散恶化，无法确保良好的光学性能。为此，需要通过加厚第6透镜L6的厚度，使透镜的曲面远离图像面来提高光学倍率，缓和焦点灵敏度。此外，为了实现小型且抑制各像差，期望构成为满足以下的条件式(1)。

－1.2≤D6/F12≤－0.47…(1)

在此，

D6是第6透镜L6的壁厚，

F12是从第1透镜L1到第2透镜L2的合成焦点距离。

条件式(1)关于第6透镜L6的壁厚与从第1透镜L1到第2透镜L2的合成焦点距离之比。

在超过条件式(1)的上限值时，通过第1透镜L1和第2透镜L2的负折射力变小，从而像散变大，无法在较广视场中获得高精细的画质。此外，第6透镜L6的曲面会接近图像面，无法获得充分的焦点缓和效果。因此，会成为不擅应对由制造偏差引起的焦点位置的偏移的内窥镜对物光学系统。

在低于条件式(1)的下限值时，能够获得充分的焦点缓和效果，但第1透镜L1和第2透镜L2的负折射力变得过大，彗星像差等会恶化。此外，由于通过第6透镜L6的曲面远离图像面而光学系统的全长变长或者无法确保用于进行失焦的后焦距，因此无法获得小型且高精细的画质。

优选的是，替代条件式(1)而满足以下的条件式(1’)。

－1.1≤D6/F12≤－0.5 (1’)

进而优选的是，替代条件式(1)而满足以下的条件式(1”)。

－1.0≤D6/F12≤－0.55 (1”)

此外，负的第1透镜L1为了构成反焦类型而需要比较大的负折射力。但是，在像上述那样使第1透镜L1的负折射力过大时，彗星像差等有时会恶化。此外，由于正的第4透镜L4配置在远离亮度光圈S的位置，光线高度上升，因此取得周边性能的彗星像差、各色像差等的平衡。因而，通过适当地设定该负的第1透镜L1和正的第4透镜L4的折射力，从而即便是像本实施方式这样Fno明亮、充分地缓和焦点灵敏度并且也确保了后焦距的内窥镜对物光学系统，也能够取得整体的像差平衡。

因此，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(2)。

1.5≤|F4/F1|≤2.0…(2)

在此，

F4是第4透镜L4的焦点距离，

F1是第1透镜L1的焦点距离。

条件式(2)关于第4透镜L4的焦点距离与第1透镜L1的焦点距离之比。

在超过条件式(2)的上限值时，负折射力变得过大，彗星像差未被完全校正而恶化，或者色像差变为校正不足。

在低于条件式(2)的下限值时，透镜直径变得过大，不满足小型化，或者色像差变为校正过剩。

优选的是，替代条件式(2)而满足以下的条件式(2’)。

1.55≤|F4/F1|≤1.95 (2’)

进而优选的是，替代条件式(2)而满足以下的条件式(2”)。

1.6≤|F4/F1|≤1.75 (2”)

此外，由于第1透镜L1和第5透镜L5配置在远离亮度光圈S的位置，因此对画面周边的光学性能产生影响，而且由于周边光线高度升高，因此也对透镜直径产生影响。为了互相抵消画面周边的像差，周边光线高度升高的负的第5透镜L5的结构是很重要的。

因此，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(3)。

1.6≤|F5/F1|≤2.0…(3)

在此，

F5是第5透镜L5的焦点距离，

F1是第1透镜L1的焦点距离。

在超过条件式(3)的上限值时，负折射力变得过大，彗星像差未被完全校正而恶化，或者倍率色像差变为校正不足。

在低于条件式(3)的下限值时，透镜直径变得过大，或者倍率色像差变为校正过剩。

优选的是，替代条件式(3)而满足以下的条件式(3’)。

1.63≤|F5/F1|≤1.95…(3’)

进而优选的是，替代条件式(3)而满足以下的条件式(3”)。

1.66≤|F5/F1|≤1.8…(3”)

此外，在Fno明亮的对物光学系统中，存在球面像差、彗星像差的校正变为不利的倾向。本实施方式的透镜结构的主要的正折射力利用第3透镜L3和接合透镜CL1的第4透镜L4来确保。因此，在此易于产生像差。此外，构成反焦的正折射力也利用第3透镜L3和第4透镜L4来保持，与对物光学系统的大小有关系。特别是，由于轴上光线升高，因此像差的影响升高，此外，未接合的第3透镜L3易于确保折射力，焦点缓和时的后焦距确保的贡献度(日文：寄与度)也较高。因此，需要适当地设定第3透镜L3和第4透镜L4的折射力。

因此，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(4)。

0.16≤|(R3R+R4L)/(R3R－R4L)|≤0.5…(4)

在此，

R3R是第3透镜L3的图像侧的曲率半径，

R4L是第4透镜L4的物体侧的曲率半径。

条件式(4)关于第3透镜L3的图像侧的曲率半径与第4透镜L4的物体侧的曲率半径的适当的关系。

在超过条件式(4)的上限时，由于彗星像差的校正下降，全长也变长，因此无法获得小型且高精细的画质。

在低于条件式(4)的下限时，球面像差恶化，也无法确保失焦所需要的后焦距。

优选的是，替代条件式(4)而满足以下的条件式(4’)。

0.17≤|(R3R+R4L)/(R3R－R4L)|≤0.45…(4’)

进而优选的是，替代条件式(4)而满足以下的条件式(4”)。

0.2≤|(R3R+R4L)/(R3R－R4L)|≤0.4…(4”)

此外，配置于前组FL的负的第1透镜L1和正的第2透镜L2为了实现光学系统的广角化且小型化而起到重要的作用。在此，正的第2透镜L2的曲率半径有助于彗星像差、色像差的产生。此外，第6透镜L6的曲率半径在缓和焦点灵敏度的方面起到重要的作用，但有助于像散的产生。

因此，根据本实施方式的优选的方式，为了取得各像差的产生量与透镜直径和焦点灵敏度的平衡，期望满足以下的条件式(5)、(6)。优选的是，同时满足条件式(5)、(6)。

－2.0≤F12/R6L≤－0.62…(5)

－4.0≤R2L/R6L≤－1.5…(6)

在此，

F12是从第1透镜L1到第2透镜L2的合成焦点距离，

R6L是第6透镜L6的物体侧的曲率半径，

R2L是第2透镜L2的物体侧的曲率半径。

条件式(5)关于从第1透镜L1到第2透镜L2的合成焦点距离与第6透镜L6的物体侧的曲率半径之比。条件式(6)关于第2透镜L2的物体侧的曲率半径与第6透镜L6的物体侧的曲率半径之比。

在超过条件式(5)的上限值时，彗星像差会恶化，或者像散会恶化。

在低于条件式(5)的下限值时，由于透镜直径会变大或者无法获得充分的焦点缓和效果，因此成为不擅应对由制造偏差引起的焦点位置偏移的内窥镜对物光学系统。

在超过条件式(6)的上限值时，色像差会恶化，或者像散会恶化。

在低于条件式(6)的下限值时，由于彗星像差会恶化或者无法获得充分的焦点缓和效果，因此成为不擅应对由制造偏差引起的焦点位置偏移的内窥镜对物光学系统。

优选的是，替代条件式(5)、(6)而满足以下的条件式(5’)、(6’)。

－1.8≤F12/R6L≤－0.7…(5’)

－3.8≤R2L/R6L≤－1.6…(6’)

进而优选的是，替代条件式(5)、(6)而满足以下的条件式(5”)、(6”)。

－1.6≤F12/R6L≤－0.75…(5”)

－3.5≤R2L/R6L≤－1.7…(6”)

就第4透镜L4的图像侧的面而言，由于光线高度较高，因此该面较大程度地有助于各色像差的校正。此外，就第3透镜L3的图像侧的面而言，由于彗星像差的产生量和轴上光线高度升高，因此该面也较大程度地有助于球面像差。

因此，根据本实施方式的优选的方式，关于各像差和各色像差校正，期望满足以下的条件式(7)。

0.55≤R4R/R3R≤1.2…(7)

在此，

R4R是第4透镜L4的图像侧的曲率半径，

R3R是第3透镜L3的图像侧的曲率半径。

条件式(7)关于第4透镜L4的图像侧的曲率半径与第3透镜L3的图像侧的曲率半径之比。

在超过条件式(7)的上限值时，会导致色像差的校正不足，或者球面像差会恶化，也无法确保失焦所需要的后焦距。

在低于条件式(7)的下限值时，会导致色像差的校正过剩，或者彗星像差会恶化，光学系统的全长也变长，因此无法获得小型且高精细的画质。

优选的是，替代条件式(7)而满足以下的条件式(7’)。

0.65≤R4R/R3R≤1.15…(7’)

进而优选的是，替代条件式(7)而满足以下的条件式(7”)。

0.7≤R4R/R3R≤1.1…(7”)

此外，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(8)。

0.6≤R4R/R2R≤1.0…(8)

在此，

R4R是第4透镜L4的图像侧的曲率半径，

R2R是第2透镜L2的图像侧的曲率半径。

条件式(8)关于第4透镜L4的图像侧的曲率半径与第2透镜L2的图像侧的曲率半径之比。

在小型且与高像素的摄像元件相对应的内窥镜对物光学系统中，色像差校正是很重要的。条件式(8)与条件式(7)均关于色像差，第2透镜L2的图像侧的面较大程度地有助于各色像差。

在超过条件式(8)的上限值时，会导致倍率色像差的校正不足，或者会导致轴上色像差校正不足，也无法确保失焦所需要的后焦距。

在低于条件式(8)的下限时，会导致倍率色像差的校正过剩，或者会导致轴上色像差校正过剩，光学系统的全长也会变长，因此无法获得小型且高精细的画质。

优选的是，替代条件式(8)而满足以下的条件式(8’)。

0.62≤R4R/R2R≤0.9…(8’)

进而优选的是，替代条件式(8)而满足以下的条件式(8”)。

0.65≤R4R/R2R≤0.7…(8”)

此外，正的第3透镜L3为了构成反焦而具有比较大的折射力。因此，像差的产生量也变大。

因此，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(9)。

0.5≤|(R3L+R3R)/(R3L－R3R)|≤5…(9)

在此，

R3R是第3透镜L3的图像侧的曲率半径，

R3L是第3透镜L3的物体侧的曲率半径。

条件式(9)关于第3透镜L3的图像侧的曲率半径与第3透镜L3的物体侧的曲率半径之比。

在超过条件式(9)的上限值时，彗星像差恶化，光学系统的全长也会变长。

在低于条件式(9)的下值限时，倍率色像差变为校正不足，也无法确保失焦所需要的后焦距。

优选的是，替代条件式(9)而满足以下的条件式(9’)。

0.7≤|(R3L+R3R)/(R3L－R3R)|≤4…(9’)

进而优选的是，替代条件式(9)而满足以下的条件式(9”)。

0.8≤|(R3L+R3R)/(R3L－R3R)|≤3.5…(9”)

第4透镜L4与第5透镜L5的接合透镜CL1较大程度地有助于各色像差的校正，第6透镜L6的正的折射力较大程度地有助于焦点灵敏度的缓和。

因此，为了校正色像差并满足焦点灵敏度的缓和，根据本实施方式的优选的方式，期望满足以下的条件式(10)。

2.3≤F45/F6≤7.3…(10)

在此，

F45是第4透镜L4与第5透镜L5的接合透镜的焦点距离，

F6是第6透镜L6的焦点距离。

在超过条件式(10)的上限值时，倍率色像差变为校正过剩或者像散会恶化。

在低于条件式(10)的下限值时，由于倍率色像差变为校正不足或者无法获得充分的焦点缓和效果，因此成为不擅应对由制造偏差引起的焦点位置偏移的内窥镜对物光学系统。

优选的是，替代条件式(10)而满足以下的条件式(10’)。

2.5≤F45/F6≤7.2…(10’)

进而优选的是，替代条件式(10)而满足以下的条件式(10”)。

2.7≤F45/F6≤7.1…(10”)

以下，说明各实施例。

(实施例1)

说明实施例1的内窥镜对物光学系统。图2的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

本实施例从物体侧按顺序包括整体具有负的折射力的前组FL、亮度光圈S、以及整体具有正的折射力的后组RL。

本实施例从物体侧按顺序由将平面朝向物体侧的平凹的负的第1透镜L1、将凸面朝向图像侧的正的第2凹凸透镜L2、红外吸收滤光器F1、亮度光圈S、双凸的正的第3透镜L3、双凸的正的第4透镜L4、将凹面朝向物体侧的负的第5凹凸透镜L5、将凸面朝向物体侧的正的第6透镜L6、以及CCD玻璃盖片CG构成。I是摄像面，IMG是摄像元件。

前组FL具有负的第1透镜L1和正的第2凹凸透镜L2。后组RL具有正的第3透镜L3、正的第4透镜L4、负的第5凹凸透镜L5以及正的第6透镜L6。

此外，对红外吸收滤光器F1的物体侧实施YAG激光截止的涂覆，对图像侧实施LD激光截止的涂覆。

正的第4透镜L4与负的第5凹凸透镜L5接合而构成接合透镜CL1。正的第6透镜L6和CCD玻璃盖片CG接合。

图2的(b)、图2的(c)、图2的(d)、图2的(e)分别是表示实施例1的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例2)

说明实施例2的内窥镜对物光学系统。图3的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图3的(b)、图3的(c)、图3的(d)、图3的(e)分别是表示实施例2的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例3)

说明实施例3的内窥镜对物光学系统。图4的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图4的(b)、图4的(c)、图4的(d)、图4的(e)分别是表示实施例3的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例4)

说明实施例4的内窥镜对物光学系统。图5的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图5的(b)、图5的(c)、图5的(d)、图5的(e)分别是表示实施例4的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例5)

说明实施例5的内窥镜对物光学系统。图6的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

本实施例从物体侧按顺序由将平面朝向物体侧的平凹的负的第1透镜L1、将凸面朝向图像侧的正的第2凹凸透镜L2、红外吸收滤光器F1、亮度光圈S、将凸面朝向图像侧的正的第3凹凸透镜L3、双凸的正的第4透镜L4、将凹面朝向物体侧的负的第5凹凸透镜L5、将凸面朝向物体侧的正的第6透镜L6、以及CCD玻璃盖片CG构成。I是摄像面，IMG是摄像元件。

前组FL具有负的第1透镜L1和正的第2凹凸透镜L2。后组RL具有正的第3凹凸透镜L3、正的第4透镜L4、负的第5凹凸透镜L5以及正的第6透镜L6。

图6的(b)、图6的(c)、图6的(d)、图6的(e)分别是表示实施例5的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例6)

说明实施例6的内窥镜对物光学系统。图7的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图7的(b)、图7的(c)、图7的(d)、图7的(e)分别是表示实施例6的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例7)

说明实施例7的内窥镜对物光学系统。图8的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

前组FL具有负的第1透镜L1和正的第2凹凸透镜L2。后组RL具有正的第3透镜L3、正的第4透镜L4、负的第5凹凸透镜L5、以及第6透镜L6。

图8的(b)、图8的(c)、图8的(d)、图8的(e)分别是表示实施例7的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例8)

说明实施例8的内窥镜对物光学系统。图9的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图9的(b)、图9的(c)、图9的(d)、图9的(e)分别是表示实施例8的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例9)

说明实施例9的内窥镜对物光学系统。图10的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图10的(b)、图10的(c)、图10的(d)、图10的(e)分别是表示实施例9的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例10)

说明实施例10的内窥镜对物光学系统。图11的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

本实施例从物体侧按顺序由将平面朝向物体侧的平凹的负的第1透镜L1、将凸面朝向图像侧的正的第2凹凸透镜L2、红外吸收滤光器F1、亮度光圈S、将凸面朝向图像侧的正的第3凹凸透镜L3、双凸的正的第4透镜L4、双凹的负的第5透镜L5、将凸面朝向物体侧的正的第6透镜L6、以及CCD玻璃盖片CG构成。I是摄像面，IMG是摄像元件。

前组FL具有负的第1透镜L1和正的第2凹凸透镜L2。后组RL具有正的第3凹凸透镜L3、正的第4透镜L4、负的第5透镜L5以及正的第6透镜L6。

正的第4透镜L4与负的第5透镜L5接合而构成接合透镜CL1。正的第6透镜L6和CCD玻璃盖片CG接合。

图11的(b)、图11的(c)、图11的(d)、图11的(e)分别是表示实施例10的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例11)

说明实施例11的内窥镜对物光学系统。图12的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图12的(b)、图12的(c)、图12的(d)、图12的(e)分别是表示实施例11的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

(实施例12)

说明实施例12的内窥镜对物光学系统。图13的(a)是表示本实施例的内窥镜对物光学系统的透镜截面结构的图。

图13的(b)、图13的(c)、图13的(d)、图13的(e)分别是表示实施例12的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)及倍率色像差(CC)的像差图。

以下表示上述各实施例的数值数据。记号r是各透镜面的曲率半径，d是各透镜面之间的间隔，nd是各透镜的d线的折射率，νd是各透镜的阿贝数，Fno是光圈值，ω是半视角，IH是像高。

数值实施例1

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.994

ω(半视角) 66.6°

IH(mm) 1

数值实施例2

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 3.023

ω(半视角) 65.6°

IH(mm) 1

数值实施例3

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.993

ω(半视角) 67.0°

IH(mm) 1

数值实施例4

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.951

ω(半视角) 65.7°

IH(mm) 1

数值实施例5

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 3.036

ω(半视角) 64.8°

IH(mm) 1

数值实施例6

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.906

ω(半视角) 63.9°

IH(mm) 1

数值实施例7

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 3.042

ω(半视角) 67.5°

IH(mm) 1

数值实施例8

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.785

ω(半视角) 69.8°

IH(mm) 1

数值实施例9

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.963

ω(半视角) 66.0°

IH(mm) 1

数值实施例10

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.935

ω(半视角) 66.6°

IH(mm) 1

数值实施例11

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.879

ω(半视角) 68.8°

IH(mm) 1

数值实施例12

单位mm

面数据

各种数据

Fno. 2.972

ω(半视角) 65.3°

IH(mm) 1

以下表示各实施例的条件式对应值。

条件式

(1)D6/F12

(2)|F4/F1|

(3)|F5/F1|

(4)|(R3R+R4L)/(R3R－R4L)|

(5)F12/R6L

(6)R2L/R6L

(7)R4R/R3R

(8)R4R/R2R

(9)|(R3L+R3R)/(R3L－R3R)|

(10)F45/F6

另外，也可以是上述的内窥镜对物光学系统同时满足多个结构。在获得良好的内窥镜对物光学系统的方面，优选为这样的方式。此外，优选的结构的组合是任意的。此外，各条件式也可以仅限定进一步限定的条件式的数值范围的上限值或者下限值。

以上，说明了本发明的各种实施方式，但本发明并不仅限于这些实施方式，在不脱离其主旨的范围内将这些实施方式的结构适当地组合而构成的实施方式也在本发明的范围内。

产业上的可利用性

像以上那样，本发明可用于小型且能够确保充分的观察深度、具有广角的视场角、易于病变的观察和诊断的、高性能的内窥镜对物光学系统。

附图标记说明

L1、L2、L3、L4、L5、L6、透镜；F1、红外线吸收滤光器；CL1、接合透镜；CG、CCD、玻璃盖片；IMG、摄像元件。

Claims

1.一种内窥镜对物光学系统，其特征在于，

该内窥镜对物光学系统从物体侧按顺序包括整体具有负的折射力的前组、亮度光圈、以及整体具有正的折射力的后组，

所述前组从物体侧按顺序由由负的折射力的单透镜构成的第1透镜和由正的折射力的单透镜构成的第2透镜组成，

所述后组由由正的折射力的单透镜构成的第3透镜、正的折射力的第4透镜与负的折射力的第5透镜的接合透镜、以及正的折射力的第6透镜组成，

所述第1透镜的物体侧面是平面，所述第2透镜是将凸面朝向图像侧的凹凸形状，所述第6透镜与摄像元件接合，满足以下的条件式(1)，

－1.2≤D6/F12≤－0.47 …(1)

在此，

D6是所述第6透镜的壁厚，

F12是从所述第1透镜到所述第2透镜的合成焦点距离，

其中，所述内窥镜对物光学系统还满足以下的条件式(9)，

0.5≤|(R3L+R3R)/(R3L－R3R)|≤5 …(9)

在此，

R3R是所述第3透镜的图像侧的曲率半径，

R3L是所述第3透镜的物体侧的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(2)，

1.5≤|F4/F1|≤2.0 …(2)

在此，

F4是所述第4透镜的焦点距离，

F1是所述第1透镜的焦点距离。

3.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(3)，

1.6≤|F5/F1|≤2.0 …(3)

在此，

F5是所述第5透镜的焦点距离，

F1是所述第1透镜的焦点距离。

4.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(4)，

0.16≤|(R3R+R4L)/(R3R－R4L)|≤0.5 …(4)

在此，

R3R是所述第3透镜的图像侧的曲率半径，

R4L是所述第4透镜的物体侧的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(5)、(6)，

－2.0≤F12/R6L≤－0.62 …(5)

－4.0≤R2L/R6L≤－1.5 …(6)

在此，

F12是从所述第1透镜到所述第2透镜的合成焦点距离，

R6L是所述第6透镜的物体侧的曲率半径，

R2L是所述第2透镜的物体侧的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(7)，

0.55≤R4R/R3R≤1.2 …(7)

在此，

R4R是所述第4透镜的图像侧的曲率半径，

R3R是所述第3透镜的图像侧的曲率半径。

7.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(8)，

0.6≤R4R/R2R≤1.0 …(8)

在此，

R4R是所述第4透镜的图像侧的曲率半径，

R2R是所述第2透镜的图像侧的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的内窥镜对物光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式(10)，

2.3≤F45/F6≤7.3 …(10)

在此，

F45是所述第4透镜与所述第5透镜的接合透镜的焦点距离，

F6是所述第6透镜的焦点距离。