CN109557658B - 内窥镜用对物光学系统及内窥镜 - Google Patents

内窥镜用对物光学系统及内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN109557658B
CN109557658B CN201811121349.5A CN201811121349A CN109557658B CN 109557658 B CN109557658 B CN 109557658B CN 201811121349 A CN201811121349 A CN 201811121349A CN 109557658 B CN109557658 B CN 109557658B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical system
objective optical
endoscope
endoscopic
object side
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
CN201811121349.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109557658A (zh
Inventor
山本力
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of CN109557658A publication Critical patent/CN109557658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109557658B publication Critical patent/CN109557658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407Optical details
    • G02B23/2423Optical details of the distal end
    • G02B23/243Objectives for endoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments 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
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096Optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments 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
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00174Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments 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
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00188Optical arrangements with focusing or zooming features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04Reversed telephoto objectives
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407Optical details
    • G02B23/2461Illumination

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明的课题在于提供一种广角且最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径小、并且具有良好的光学性能的内窥镜用对物光学系统及具备该内窥镜用对物光学系统的内窥镜。本发明的内窥镜用对物光学系统构成为如下:在与物体面共轭的位置形成中间像,并使中间像再成像于成像面(Sim),在中间像与成像面(Sim)之间具有开口光圈(St),在将从最靠物体侧的透镜面至近轴上的入射光瞳位置的光轴上的距离设为FS,将整个系统的焦距设为f时,满足条件式(1):|FS/f|<0.75……(1)。

Description

内窥镜用对物光学系统及内窥镜
技术领域
本发明涉及一种内窥镜用对物光学系统及具备该内窥镜用对物光学系统的内窥镜。
背景技术
以往,在医疗领域中,普及有从受检者的口或鼻子等插入在前端部分内置有摄像装置的细长的插入部来拍摄体腔内的插入型内窥镜。作为能够在这种内窥镜中使用的对物光学系统,例如已知有下述专利文献1、2中记载的对物光学系统。
专利文献1:日本特开2016-151629号公报
专利文献2:日本专利第5185578号公报
如上述的内窥镜具有逐渐高像素化及广角化的趋势,并且已发展成读入近距离摄影时的图像,并进行详细的分析和观察,因此希望进一步提高画质。并且,为了简化针对用于预防感染症的灭菌处理的应对或修理应对而在对物光学系统的最靠物体侧配置盖玻璃的情况也逐渐增加。
作为应对高像素化及广角化的对物光学系统,已知有专利文献1中记载的对物光学系统。该对物光学系统中,在比光圈更靠物体侧配设有3个透镜,在比光圈更靠像侧配设有3个透镜,在广角区域的光线高度变高的位置进行广角区域的像差校正,从而应对高像素化,但存在最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径变大,导致物体侧的透镜直径大型化的问题。
若物体侧的透镜大型化,则配置于对物光学系统附近的照明配光用光学系统的配置受到制约,导致无法近距离配置对物光学系统与照明配光用光学系统。其结果,尤其是近距离区域的照明配光具有分布,对详细分析或观察产生影响。并且,在对物光学系统的最靠物体侧配置盖玻璃时,变成直径非常大的盖玻璃,违背对内窥镜的小型化的要求。
作为应对细径化的对物光学系统,已知有专利文献2中记载的对物光学系统。该对物光学系统中,通过在光学系统内形成中间像来设为细径的光学系统,但视场角狭窄,无法用作内窥镜对物光学系统。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种广角且最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径小、并且具有良好的光学性能的内窥镜用对物光学系统及具备该内窥镜用对物光学系统的内窥镜。
本发明的内窥镜用对物光学系统是在与物体面共轭的位置形成中间像,并使中间像再成像于成像面的内窥镜用对物光学系统,其中,在中间像与成像面之间具有光圈,在将从最靠物体侧的透镜面至近轴上的入射光瞳位置的光轴上的距离设为FS,将整个系统的焦距设为f时,满足条件式(1)。
|FS/f|<0.75……(1)
另外,优选满足条件式(1-1)。
0≤|FS/f|<0.5……(1-1)
本发明的内窥镜用对物光学系统中,在将相对于中间像的成像面的近轴上的中继倍率设为βR时,优选满足条件式(2),更优选满足条件式(2-1)。
-2<βR<-0.8……(2)
-1.5<βR<-0.9……(2-1)
另外,关于中继倍率βR,如图18所示,在将中间像的像高设为HM,将成像面中的像高设为HI时,以下述式表示。
βR=HI/HM
并且,在将整个系统的各透镜面中的有效光束直径之中的最大有效光束直径设为BD,将成像面中的最大有效像高设为HI时,优选满足条件式(3),更优选满足条件式(3-1)。
BD/(2×HI)<1.2……(3)
0.5<BD/(2×HI)<1.1……(3-1)
并且,在将成像面中的最大有效像高设为HI,将整个系统的半视场角设为ω,将整个系统的焦距设为f时,优选满足条件式(4),更优选满足条件式(4-1)。
HI/(tan(ω)×|f|)<0.75……(4)
0.01<HI/(tan(ω)×|f|)<0.65……(4-1)
并且,优选在比最靠物体侧的透镜面更靠物体侧具有平行平面板。
本发明的内窥镜具备上述所述的本发明的内窥镜用对物光学系统。
发明效果
本发明的内窥镜用对物光学系统是在与物体面共轭的位置形成中间像,并使中间像再成像于成像面的内窥镜用对物光学系统,其中,在中间像与成像面之间具有光圈,将从最靠物体侧的透镜面至近轴上的入射光瞳位置的光轴上的距离设为FS,将整个系统的焦距设为f时,满足条件式(1),因此能够提供一种广角且最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径小、并且具有良好的光学性能的内窥镜用对物光学系统及具备该内窥镜用对物光学系统的内窥镜。
|FS/f|<0.75……(1)
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的内窥镜用对物光学系统(与实施例1共同)的结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例4的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例5的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例6的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图7是表示本发明的实施例7的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图8是表示本发明的实施例8的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。
图9是本发明的实施例1的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图10是本发明的实施例2的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图11是本发明的实施例3的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图12是本发明的实施例4的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图13是本发明的实施例5的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图14是本发明的实施例6的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图15是本发明的实施例7的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图16是本发明的实施例8的内窥镜用对物光学系统的各像差图。
图17是本发明的一实施方式所涉及的内窥镜的概略结构图。
图18是针对中继倍率的说明图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的一实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的内窥镜用对物光学系统的结构共同。图1中,左侧是物体侧,右侧是像侧,图示的开口光圈St并不一定表示大小或形状,而是表示在光轴Z上的位置。并且,图1中,除了轴上光束a及最大视场角的光束b以外,还一并记入各条件式的记号。
另外,图1中示出有在内窥镜用对物光学系统与成像面Sim之间配置有入射面与出射面平行的光学部件PP的例子。光学部件PP是设想有用于弯折光路的光路转换棱镜、滤波器和/或盖玻璃等的光学部件,本发明中,还可以是省略了光学部件PP的结构。另外,使用了光路转换棱镜时成为弯曲光路,但为了便于理解,图1中示出将光路展开的图。
本实施方式的内窥镜用对物光学系统是在与物体面共轭的位置形成中间像,并使中间像再成像于成像面Sim的内窥镜用对物光学系统,其构成为如下:在中间像与成像面Sim之间具有开口光圈St,将从最靠物体侧的透镜面至近轴上的入射光瞳位置的光轴上的距离设为FS,将整个系统的焦距设为f时,满足条件式(1)。
|FS/f|<0.75……(1)
通过设为在内窥镜用对物光学系统内形成中间像的结构,能够在进行广角化时的像差校正的同时缩小透镜直径。并且,与在比中间像更靠物体侧设置开口光圈St相比,在中间像与成像面Sim之间设置开口光圈St,由此能够抑制开口光圈St的厚度引起的周边光量的下降。
通过设为不会成为条件式(1)的上限以上,能够防止前透镜直径变得过大,因此对照明光学系统的配置空间的确保和/或如盖玻璃那样的平行平面板的配置有利。另外,若设为满足条件式(1-1),则能够设为更加良好的特性。
0≤|FS/f|<0.5……(1-1)
本实施方式的内窥镜用对物光学系统中,将相对于中间像的成像面的近轴上的中继倍率设为βR时,优选满足条件式(2)。通过设为不会成为条件式(2)的下限以下,能够防止在比中间像更靠物体侧的透镜中产生的像差在成像面Sim变得过大,因此对像差校正有利。通过设为不会成为条件式(2)的上限以上,能够防止中间像附近的透镜直径大型化。另外,若设为满足条件式(2-1),则能够设为更加良好的特性。
-2<βR<-0.8……(2)
-1.5<βR<-0.9……(2-1)
并且,将整个系统的各透镜面中的有效光束直径中的最大有效光束直径设为BD,将成像面Sim中的最大有效像高设为HI时,优选满足条件式(3)。通过设为不会成为条件式(3)的上限以上,能够防止透镜直径变得过大,因此对内窥镜插入部的小型化有利。另外,若设为满足条件式(3-1),则能够设为更加良好的特性。通过没为不会成为条件式(3-1)的下限以下,对像散及畸变像差的校正有利。
BD/(2×HI)<1.2……(3)
0.5<BD/(2×HI)<1.1……(3-1)
并且,将成像面Sim中的最大有效像高设为HI,将整个系统的半视场角设为ω,将整个系统的焦距设为f时,优选满足条件式(4)。通过设为不会成为条件式(4)的上限以上,能够防止详细地进行观察的光轴附近的像变得过小,并且能够确保周边部的光量。另外,若设为满足条件式(4-1),则能够设为更加良好的特性。通过设为不会成为条件式(4-1)的下限以下,能够防止视场角变得过宽,因此能够防止针对观察物体的照明光量不足的现象。
HI/(tan(ω)×|f|)<0.75……(4)
0.01<HI/(tan(ω)×|f|)<0.65……(4-1)
并且,优选在比最靠物体侧的透镜面更靠物体侧具有如盖玻璃那样的平行平面板。通过设置这种平行平面板,能够实现简化对用于预防感染症的灭菌处理的应对或修理应对。
接着,对本发明的内窥镜用对物光学系统的数值实施例进行说明。首先,对实施例1的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例1的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图1。图1及与后述的实施例2~8对应的图2~8中,左侧是物体侧,右侧是像侧,图示的开口光圈St并不一定表示大小或形状,而是表示在光轴Z上的位置。并且,图1~8中,一并记入轴上光束a及最大视场角的光束b。
实施例1的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有透镜L1~透镜L10的10个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。
将实施例1的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表1。另外,透镜数据中的数值是将焦距f规格化为1的数值。以下中,关于表中的记号的含义,取实施例1的记号为例来进行说明,但实施例2~8中也基本相同。
表1的透镜数据中,面编号一栏中示出将最靠物体侧的构成要件的面作为第1个,随着朝向像面侧而逐渐增加的面编号,曲率半径一栏中示出各面的曲率半径,面间隔一栏中示出各面与下一个面之间的光轴Z上的间隔。并且,n一栏中示出各光学要件在d线(波长587.6nm(纳米))上的折射率,v一栏中示出各光学要件在d线(波长587.6nm(纳米))上的色散系数,有效光束直径一栏中示出最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径与成为最大有效光束直径的透镜面中的有效光束直径。并且,透镜数据中一并示出成像面Sim中的最大有效像高HI的值。
另外,关于曲率半径的符号,面形状向物体侧突出时设为正,面形状向像面侧突出时设为负。透镜数据中还包含物体面、开口光圈St、光学部件PP、成像面Sim而示出,包含平行平面板CP的实施例的情况下,还包含平行平面板CP而示出。相当于开口光圈St的面的面编号一栏中,与面编号一同记载有(St)一词。
[表1]
实施例1·透镜数据(n、v是d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n ν 有效光束直径
物体面 7.850
1 0.416 2.00100 29.1 0.437
2 -0.473 0.628 1.89286 20.4
3 -1.106 0.328
4 1.541 0.559 2.00100 29.1
5 3.395 2.785
6 1.491 0.726 1.88300 40.8 1.811
7 -4.662 0.079
8 -2.877 0.236 1.89286 20.4
9 5.544 0.570
10 0.937 0.616 1.89286 20.4
11 3.675 0.079
12(St) 0.063
13 -0.675 0.236 1.95906 17.5
14 1.705 0.079
15 -1.295 0.478 1.83481 42.7
16 -0.783 0.079
17 1.588 0.631 1.72916 54.7
18 -2.008 0.236 1.84666 23.8
19 5.952 0.348
20 2.474 1.55920 53.9
21 0.236 1.51633 51.6
成像面 0.000
HI=1.079
将实施例1的内窥镜用对物光学系统的各像差图示于图9。另外,从图9中的左侧依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在表示球面像差、像散及畸变像差的各像差图中,表示以d线(波长587.6nm(纳米))为基准波长的像差。球面像差图中,分别以实线、虚线及双点划线表示针对d线(波长587.6nm(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及C线(波长656.3nm(纳米))的像差。像散图中,分别以实线及虚线表示弧矢方向及子午方向的像差。倍率色差图中,分别以虚线及双点划线表示针对F线(波长486.1nm(纳米))及C线(波长656.3nm(纳米))的像差。另外,球面像差图的FNo表示F值,其他像差图的ω表示半视场角。
接着,对实施例2的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例2的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图2。实施例2的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有平行平面板CP及透镜L1~透镜L10的10个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例2的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表2,将各像差图示于图10。
[表2]
实施例2·透镜数据(n、v是d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n ν 有效光束直径
物体面 7.850
1 0.393 1.88299 40.8
2 0.079
3 0.416 2.00100 29.1 0.437
4 -0.473 0.628 1.89286 20.4
5 -1.106 0.328
6 1.541 0.559 2.00100 29.1
7 3.395 2.785
8 1.491 0.726 1.88300 40.8 1.811
9 -4.662 0.079
10 -2.877 0.236 1.89286 20.4
11 5.544 0.570
12 0.937 0.616 1.89286 20.4
13 3.675 0.079
14(St) 0.063
15 -0.675 0.236 1.95906 17.5
16 1.705 0.079
17 -1.295 0.478 1.83481 42.7
18 -0.783 0.079
19 1.588 0.631 1.72916 54.7
20 -2.008 0.236 1.84666 23.8
21 5.952 0.348
22 2.474 1.55920 53.9
23 0.236 1.51633 51.6
成像面 0.000
HI=1.079
接着,对实施例3的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例3的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图3。实施例3的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例3的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表3,将各像差图示于图11。
[表3]
实施例3·透镜数据(n、v是d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n ν 有效光束直径
物体面 8.120
1 0.528 1.90043 37.4 0.179
2 -0.524 0.545 1.89286 20.4
3 -0.953 0.218
4 15.047 0.608 1.77250 49.6
5 -2.404 0.615
6 3.825 0.673 1.91082 35.3 2.045
7 -4.485 0.081
8 1.176 0.718 2.00100 29.1
9 1.757 0.178
10 -5.833 0.244 1.89286 20.4
11 0.642 0.324
12 -1.551 0.475 1.89286 20.4
13 0.829 0.722 1.90043 37.4
14 -1.587 0.081
15 1.193 0.553 1.89286 20.4
16 -4.597 0.184
17(St) 0.148
18 -0.955 0.244 1.84666 23.8
19 1.671 0.108
20 -1.689 0.534 1.85150 40.8
21 -1.029 0.081
22 4.851 0.759 1.61800 63.3
23 -0.891 0.244 1.89286 20.4
24 -2.532 1.552
25 2.558 1.55920 53.9
26 0.244 1.51633 64.1
成像面
HI=1.115
接着,对实施例4的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例4的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图4。实施例4的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有平行平面板CP及透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例4的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表4,将各像差图示于图12。
[表4]
实施例4·透镜数据(n、v是d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n ν 有效光束直径
物体面 8.120
1 0.325 1.88299 40.8
2 0.081
3 0.528 1.90043 37.4 0.179
4 -0.524 0.545 1.89286 20.4
5 -0.953 0.218
6 15.047 0.608 1.77250 49.6
7 -2.404 0.615
8 3.825 0.673 1.91082 35.3 2.045
9 -4.485 0.081
10 1.176 0.718 2.00100 29.1
11 1.757 0.178
12 -5.833 0.244 1.89286 20.4
13 0.642 0.324
14 -1.551 0.475 1.89286 20.4
15 0.829 0.722 1.90043 37.4
16 -1.587 0.081
17 1.193 0.553 1.89286 20.4
18 -4.597 0.184
19(St) 0.148
20 -0.955 0.244 1.84666 23.8
21 1.671 0.108
22 -1.689 0.534 1.85150 40.8
23 -1.029 0.081
24 4.851 0.759 1.61800 63.3
25 -0.891 0.244 1.89286 20.4
26 -2.532 1.552
27 2.558 1.55920 53.9
28 0.244 1.51633 64.1
成像面
HI=1.115
接着,对实施例5的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例5的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图5。实施例5的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例5的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表5,将各像差图示于图13。
[表5]
实施例5·透镜数据(n、v是d线)
Figure BDA0001810166090000101
Figure BDA0001810166090000111
HI=1.114
接着,对实施例6的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例6的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图6。实施例6的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例6的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表6,将各像差图示于图14。
[表6]
实施例6·透镜数据(n、v是d线)
Figure BDA0001810166090000112
Figure BDA0001810166090000121
HI=1.165
接着,对实施例7的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例7的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图7。实施例7的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有平行平面板CP及透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例7的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表7,将各像差图示于图15。
[表7]
实施例7·透镜数据(n、v是d线)
Figure BDA0001810166090000122
Figure BDA0001810166090000131
HI=1.165
接着,对实施例8的内窥镜用对物光学系统进行说明。将表示实施例8的内窥镜用对物光学系统的结构的剖视图示于图8。实施例8的内窥镜用对物光学系统构成为从物体侧依次具有透镜L1~透镜L13的13个透镜,开口光圈St配设于内窥镜用对物光学系统内。并且,将实施例8的内窥镜用对物光学系统的透镜数据示于表8,将各像差图示于图16。
[表8]
实施例8·透镜数据(n、v是d线)
Figure BDA0001810166090000132
Figure BDA0001810166090000141
HI=0.8747
将与实施例1~8的内窥镜用对物光学系统的条件式(1)~(4)对应的值示于表9。另外,所有实施例中,均将d线作为基准波长,下述表9所示的值是该基准波长中的值。
[表9]
Figure BDA0001810166090000142
从以上的数据可知,实施例1~8的内窥镜用对物光学系统均满足条件式(1)~(4),是所有视场角为90°以上的广角且最靠物体侧的透镜面中的有效光束直径小、并且具有良好的光学性能的内窥镜用对物光学系统。
接着,参考图17,对适用本发明的内窥镜用对物光学系统的内窥镜的实施方式进行说明。图17中示出该内窥镜的概略的整体结构图。图17所示的内窥镜100主要具备操作部102、插入部104、与连接器部(未图示)连接的通用塞绳106。插入部104的大半是沿着插入路径向任意方向弯曲的软性部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为了使前端部110朝向所希望的方向而设置,通过使设置于操作部102的弯曲操作旋钮109转动,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所涉及的内窥镜用对物光学系统1。图17中概略地图示有内窥镜用对物光学系统1。本实施方式的内窥镜具备内窥镜用对物光学系统1,因此能够实现前端部110的小型化,能够获得广角且良好的图像。
以上,举出实施方式及实施例来对本发明进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式及实施例,能够进行各种变形。例如,各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数并不限定于上述实施例中示出的值,可取其他值。
并且,内窥镜用对物光学系统除了球面透镜以外,还可以包含非球面透镜、GRIN透镜和/或衍射光学元件等。
符号说明
1-内窥镜用对物光学系统,100-内窥镜,102-操作部,104-插入部,106-通用塞绳,107-软性部,108-弯曲部,109-弯曲操作旋钮,110-前端部,CP-平行平面板,L1~L13-透镜,PP-光学部件,Sim-成像面,St-开口光圈,a-轴上光束,b-最大视场角的光束,Z-光轴。

Claims (9)

1.一种内窥镜用对物光学系统,其在与物体面共轭的位置形成中间像,并使该中间像再成像于成像面,所述内窥镜用对物光学系统的特征在于,
在所述中间像与所述成像面之间具有光圈,
在将从最靠物体侧的透镜面至近轴上的入射光瞳位置的光轴上的距离设为FS,
将整个系统的焦距设为f,
将所述成像面中的最大有效像高设为HI,
将整个系统的半视场角设为ω时,
满足以如下表示的条件式(1)及(4):
|FS/f|<0.75……(1)
HI/(tan(ω)×|f|)<0.75……(4)。
2.根据权利要求1所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
在将相对于所述中间像的所述成像面的近轴上的中继倍率设为βR时,满足以如下表示的条件式(2):
-2<βR<-0.8……(2)。
3.根据权利要求1或2所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
在将整个系统的各透镜面中的有效光束直径之中的最大有效光束直径设为BD,
将所述成像面中的最大有效像高设为HI时,
满足以如下表示的条件式(3):
BD/(2×HI)<1.2……(3)。
4.根据权利要求1或2所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
在比最靠物体侧的透镜面更靠物体侧具有平行平面板。
5.根据权利要求1所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
该内窥镜用对物光学系统满足以如下表示的条件式(1-1):
0≤|FS/f|<0.5……(1-1)。
6.根据权利要求2所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
该内窥镜用对物光学系统满足以如下表示的条件式(2-1):
-1.5<βR<-0.9……(2-1)。
7.根据权利要求3所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
该内窥镜用对物光学系统满足以如下表示的条件式(3-1):
0.5<BD/(2×HI)<1.1……(3-1)。
8.根据权利要求1所述的内窥镜用对物光学系统,其中,
该内窥镜用对物光学系统满足以如下表示的条件式(4-1):
0.01<HI/(tan(ω)×|f|)<0.65……(4-1)。
9.一种内窥镜,其具备权利要求1至8中任一项所述的内窥镜用对物光学系统。
CN201811121349.5A 2017-09-27 2018-09-25 内窥镜用对物光学系统及内窥镜 Active CN109557658B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-187093 2017-09-27
JP2017187093A JP6877309B2 (ja) 2017-09-27 2017-09-27 内視鏡用対物光学系および内視鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109557658A CN109557658A (zh) 2019-04-02
CN109557658B true CN109557658B (zh) 2021-11-16

Family

ID=65806883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811121349.5A Active CN109557658B (zh) 2017-09-27 2018-09-25 内窥镜用对物光学系统及内窥镜

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11169369B2 (zh)
JP (1) JP6877309B2 (zh)
CN (1) CN109557658B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6807818B2 (ja) * 2017-09-27 2021-01-06 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

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62173415A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡対物レンズ
US4764001A (en) * 1984-06-13 1988-08-16 Olympus Optical Co., Ltd. Retrofocus-type objective for an endoscope
JPH10509812A (ja) * 1994-12-06 1998-09-22 ホーグランド、ジャン 内視鏡等のための統合光学系
CN1953698A (zh) * 2004-05-14 2007-04-25 奥林巴斯株式会社 内窥镜及内窥镜装置
CN101479642A (zh) * 2006-07-04 2009-07-08 英国国防部 观察装置
JP5185578B2 (ja) * 2007-08-22 2013-04-17 オリンパス株式会社 細径対物光学系
CN105717627A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 松下知识产权经营株式会社 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜
JP2016151629A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 富士フイルム株式会社 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡
JP2017086900A (ja) * 2015-10-28 2017-05-25 株式会社リコー ライトフィールドオトスコープの光学設計
CN106802479A (zh) * 2017-03-22 2017-06-06 精微视达医疗科技(武汉)有限公司 激光扫描中继镜组及具有该中继镜组的共聚焦显微内窥镜

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2519760A (en) * 1949-02-16 1950-08-22 American Cystoscope Makers Inc Lens system for gastroscopes or the like
US3825315A (en) * 1973-01-29 1974-07-23 R Altman Zoom lens optical system for infrared wavelengths
JPH07119888B2 (ja) 1987-05-08 1995-12-20 株式会社ニコン 再結像光学系
JPH04146405A (ja) 1990-10-09 1992-05-20 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡光学系
JP3563800B2 (ja) * 1995-01-09 2004-09-08 オリンパス株式会社 観察光学装置
US5833596A (en) * 1995-04-14 1998-11-10 Vipera Systems, Inc. Endoscope for imaging infrared emissions within the range of 2 to 14 microns
DE19530477C2 (de) * 1995-08-18 2000-08-10 Storz Karl Gmbh & Co Kg Endoskop mit variabler Vergrößerung
US6052234A (en) * 1996-04-16 2000-04-18 Minolta Co., Ltd. Viewfinder optical system
JP5587513B2 (ja) * 2011-11-01 2014-09-10 富士フイルム株式会社 対物光学系およびこれを用いた内視鏡装置
US9565996B2 (en) * 2013-01-18 2017-02-14 Ricoh Company, Ltd. Plenoptic otoscope
JP6253437B2 (ja) * 2014-02-14 2017-12-27 キヤノン株式会社 結像光学系及びそれを有する画像投射装置
RU2581435C1 (ru) * 2014-12-04 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук Объектив для контроля отверстий
US10067332B2 (en) * 2015-11-05 2018-09-04 Karl Storz Imaging, Inc. Optical relay system with afocal menisci element
JPWO2018047335A1 (ja) * 2016-09-12 2019-07-18 オリンパス株式会社 立体視内視鏡

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764001A (en) * 1984-06-13 1988-08-16 Olympus Optical Co., Ltd. Retrofocus-type objective for an endoscope
JPS62173415A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡対物レンズ
JPH10509812A (ja) * 1994-12-06 1998-09-22 ホーグランド、ジャン 内視鏡等のための統合光学系
CN1953698A (zh) * 2004-05-14 2007-04-25 奥林巴斯株式会社 内窥镜及内窥镜装置
CN101479642A (zh) * 2006-07-04 2009-07-08 英国国防部 观察装置
JP5185578B2 (ja) * 2007-08-22 2013-04-17 オリンパス株式会社 細径対物光学系
CN105717627A (zh) * 2014-12-22 2016-06-29 松下知识产权经营株式会社 内窥镜用透镜单元及具有该内窥镜用透镜单元的内窥镜
JP2016151629A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 富士フイルム株式会社 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡
JP2017086900A (ja) * 2015-10-28 2017-05-25 株式会社リコー ライトフィールドオトスコープの光学設計
CN106802479A (zh) * 2017-03-22 2017-06-06 精微视达医疗科技(武汉)有限公司 激光扫描中继镜组及具有该中继镜组的共聚焦显微内窥镜

Also Published As

Publication number Publication date
US20190094515A1 (en) 2019-03-28
JP6877309B2 (ja) 2021-05-26
US11169369B2 (en) 2021-11-09
CN109557658A (zh) 2019-04-02
JP2019061168A (ja) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9645383B2 (en) Objective lens for endoscope and endoscope
US8300325B2 (en) Objective lens and endoscope using the same
JP5363354B2 (ja) 撮像レンズ、撮像光学系、撮像装置
CN109932813B (zh) 内窥镜用物镜光学系统以及内窥镜
CN111624733B (zh) 内窥镜用物镜及内窥镜
WO2017145265A1 (ja) 内視鏡用変倍光学系及び内視鏡
US9939627B2 (en) Objective optical system for endoscope
JP4236241B2 (ja) 内視鏡用対物レンズ
CN107045195B (zh) 内窥镜用物镜以及内窥镜
CN109557657B (zh) 内窥镜用对物光学系统及内窥镜
JP6230518B2 (ja) 内視鏡対物光学系
CN114077040A (zh) 内窥镜用物镜及内窥镜
CN109557658B (zh) 内窥镜用对物光学系统及内窥镜
JP7113783B2 (ja) 内視鏡用対物光学系および内視鏡
CN109557656B (zh) 内窥镜用对物光学系统及内窥镜
CN114600026B (zh) 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
JP7302034B2 (ja) 内視鏡用対物光学系及び内視鏡
CN114545615A (zh) 内窥镜用物镜及内窥镜
CN113721355A (zh) 内窥镜用物镜及内窥镜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant