CN110389439A - 内窥镜用光学系统及内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内窥镜用光学系统及内窥镜。本发明提供一种能够分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像的内窥镜用光学系统及具备该内窥镜用光学系统的内窥镜。该内窥镜用光学系统构成为，包括：第1透镜组，仅使用于直视；多个第2透镜组，在最靠物体侧具有负透镜，且仅使用于侧视；第3透镜组，在直视及侧视中共用；及合成部，通过合成面合成从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束并使其向第3透镜组入射，从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束在同一面上成像。

Description

内窥镜用光学系统及内窥镜

技术领域

本发明涉及一种内窥镜用光学系统及具备该内窥镜用光学系统的内窥镜。

背景技术

以往，在医疗领域中，从受检者的口或鼻等插入在前端部分内置有摄像装置的长条状插入部来拍摄体腔内的插入型内窥镜逐渐普及。并且，近年，提出有能够实现直视及侧视这两者的内窥镜。作为这种能够实现直视及侧视这两者的内窥镜中所使用的内窥镜用光学系统，例如已知有下述专利文献1～4中所记载的内窥镜用光学系统。

专利文献1：日本特表2016-521607号公报

专利文献2：日本专利第6000823号公报

专利文献3：日本专利公开2008-309860号公报

专利文献4：国际公开第17/110351号

专利文献1～3中所记载的内窥镜用光学系统使侧视区域的像成像于直视区域的像的周边，因此存在难以辨识侧视区域的像的问题。

专利文献4中所记载的内窥镜用光学系统能够分别获取直视区域及侧视区域的2种像，因此能够获取辨识性高的图像。然而，专利文献4中所记载的内窥镜用光学系统切换直视的光路及侧视的光路来分别获取直视区域及侧视区域的2种像，因此无法同时进行直视及侧视这两者，从而存在观察效率差这一问题。

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能够分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像的内窥镜用光学系统及具备该内窥镜用光学系统的内窥镜。

本发明的内窥镜用光学系统为能够实现直视及侧视这两者的内窥镜用光学系统，其包括：第1透镜组，仅使用于直视；多个第2透镜组，在最靠物体侧具有负透镜，且仅使用于侧视；第3透镜组，在直视及侧视中共用；及合成部，至少具有1个透射从第1透镜组射出的光束并反射从第2透镜组射出的光束的平面状的合成面，并且通过合成面合成从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束并使其向第3透镜组入射，从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束在同一面上成像。

在本发明的内窥镜用光学系统中，第2透镜组优选从最靠物体侧连续具有2片以上的负透镜。

并且，形成有合成面的一个面优选整体为部分透射部分反射面。

并且，第3透镜组优选在最靠像侧具有从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的第3a接合透镜。

并且，第1透镜组优选具有从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的第1a接合透镜。

并且，当将第2透镜组的焦距设为f2，将第2透镜组与第3透镜组的合成焦距设为F2时，优选满足条件式(1)。另外，更优选满足下述条件式(1-1)。

-0.95＜f2/F2＜-0.1……(1)

-0.9＜f2/F2＜-0.15……(1-1)

并且，当将第1透镜组的焦距设为f1，将第1透镜组与第3透镜组的合成焦距设为F1时，优选满足条件式(2)。另外，更优选满足下述条件式(2-1)。

-1.5＜f1/F1＜-1.1……(2)

-1.45＜f1/F1＜-1.15……(2-1)

并且，当将第3透镜组的焦距设为f3，将第1透镜组与第3透镜组的合成焦距设为F1时，优选满足条件式(3)。另外，更优选满足下述条件式(3-1)。

5＜f3/F1＜12……(3)

7＜f3/F1＜10……(3-1)

并且，在第3透镜组中设置有上述第3a接合透镜的情况下，当将第3a接合透镜的正透镜的色散系数设为νd31，将第3a接合透镜的负透镜的色散系数设为νd32时，优选满足条件式(4)。另外，更优选满足下述条件式(4-1)。

38＜νd31-νd32＜58……(4)

40＜νd31-νd32＜56……(4-1)

并且，在第3透镜组中设置有上述第3a接合透镜的情况下，当将第3a接合透镜的正透镜的折射率设为n31，将第3a接合透镜的负透镜的折射率设为n32时，优选满足条件式(5)。另外，更优选满足下述条件式(5-1)。

-0.45＜n31-n32＜-0.28……(5)

-0.43＜n31-n32＜-0.3……(5-1)

并且，在第1透镜组中设置有上述第1a接合透镜的情况下，当将第1a接合透镜的正透镜的色散系数设为νd11，将第1a接合透镜的负透镜的色散系数设为νd12时，优选满足条件式(6)。另外，更优选满足下述条件式(6-1)。

-40＜νd11-νd12＜-10……(6)

-38＜νd11-νd12＜-12……(6-1)

并且，合成面优选相对于与第3透镜组的光轴垂直的轴倾斜。

本发明的内窥镜具备上述记载的本发明的内窥镜用光学系统。

发明效果

本发明的内窥镜用光学系统为能够实现直视及侧视这两者的内窥镜用光学系统，其设成包括：第1透镜组，仅使用于直视；多个第2透镜组，在最靠物体侧具有负透镜，且仅使用于侧视；第3透镜组，在直视及侧视中共用；及合成部，至少具有1个透射从第1透镜组射出的光束并反射从第2透镜组射出的光束的平面状的合成面，并且通过合成面合成从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束并使其向第3透镜组入射，并且从第1透镜组射出的光束及从第2透镜组射出的光束在同一面上成像，因此能够提供可分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像的内窥镜用光学系统及具备该内窥镜用光学系统的内窥镜。

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光学系统(与实施例1通用)的结构的剖视图。

图2是上述实施例1的内窥镜用光学系统的光路图。

图3是上述实施例1的内窥镜用光学系统的合成部的概略结构图。

图4是表示本发明的实施例2的内窥镜用光学系统的结构的剖视图。

图5是上述实施例2的内窥镜用光学系统的光路图。

图6是本发明的实施例1的内窥镜用光学系统的各像差图。

图7是本发明的实施例2的内窥镜用光学系统的各像差图。

图8是本发明的一实施方式所涉及的内窥镜观察系统的概略结构图。

图9是通过本发明的一实施方式所涉及的内窥镜获取的像的示意图。

图10是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图11是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图12是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图13是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图14是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图15是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

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光学系统的结构的剖视图。图2是上述内窥镜用光学系统的光路图。图3是上述内窥镜用光学系统的合成部的概略结构图。图1及图2所示的结构例与后述的实施例1的内窥镜用光学系统的结构通用。在图1及图2中，当展开了光路时，左侧为物体侧，右侧为像侧，所图示的孔径光圈St并不一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。并且，在图2中，在上段示出了直视及侧视这两者的光路(直视下的轴上光束A1及最大视角的光束A2、A3，左侧侧视下的轴上光束B1及最大视角的光束B2、B3，右侧侧视下的轴上光束C1及最大视角的光束C2、C3)，在中段示出了仅直视的光路(直视下的轴上光束A1及最大视角的光束A2、A3)，在下段示出了仅左侧侧视的光路(左侧侧视下的轴上光束B1及最大视角的光束B2、B3)。

另外，在图1及图2中示出了在内窥镜用光学系统与成像面Sim之间配置有入射面与射出面平行的光学部件PP的例子。光学部件PP为假定成用于弯折光路的光路转向棱镜、滤光片和/或盖玻璃等的部件，在本发明中，可以是省略了光学部件PP的结构。

本实施方式的内窥镜用光学系统为能够实现直视及侧视这两者的内窥镜用光学系统，且构成为包括仅使用于直视的第1透镜组G1；在最靠物体侧具有负透镜且仅使用于侧视的第2透镜组G2L、G2R；在直视及侧视中共用的第3透镜组G3；具有透射从第1透镜组G1射出的光束并反射从第2透镜组G2L、G2R射出的光束的平面状的合成面XS1、XS2，并且通过合成面XS1、XS2合成从第1透镜组G1射出的光束及从第2透镜组G2L、G2R射出的光束并使其入射于第3透镜组G3的合成部X，并且从第1透镜组G1射出的光束及从第2透镜组G2L、G2R射出的光束在同一面上成像。另外，在本实施方式的内窥镜用光学系统中，2个第2透镜组G2L、G2R为完全相同的透镜结构，但关于多个第2透镜组可以设为各不相同的透镜结构。

如图3所示，合成部X由3个棱镜P1、P2、P3接合而成，在棱镜P1与P2的交界面形成有合成面XS1，在棱镜P1与P3的交界面形成有合成面XS2。合成面XS1、XS2设为部分透射部分反射面即半反射镜面。合成面XS1、XS2构成为相对于第3透镜组G3的光轴Z3倾斜36.0°。

在此，形成有合成面XS1或合成面XS2的一个面优选整体为部分透射部分反射面。如此，不是在一个面中的一部分形成部分透射部分反射面，而是在一个面的整体形成部分透射部分反射面，由此能够轻松地制造合成部X。

从第1透镜组G1射出的光束(图3中来自A方向的光束)经由合成部X透射于第3透镜组G3侧，但此时从第1透镜组G1射出的光束通过1次合成面XS1或合成面XS2，因此光量降低至1/2。并且，从第2透镜组G2L射出的光束(图3中来自B方向的光束)通过合成部X偏向第3透镜组G3侧，但此时从第2透镜组G2L射出的光束透射合成面XS1之后被合成面XS2反射，因此光量降低至1/4。相同地，从第2透镜组G2R射出的光束(图3中来自C方向的光束)也通过合成部X偏向第3透镜组G3侧，但此时从第2透镜组G2R射出的光束透射合成面XS2之后被合成面XS1反射，因此光量降低至1/4。如上所述，关于因通过合成部X而产生的光量降低，校正将内窥镜用光学系统组装于内窥镜时通过成像元件获取的图像信号，由此能够降低影响。

另外，合成面XS1、XS2相对于第3透镜组G3的光轴Z3倾斜的角度并无特别限制，但优选相对于与第3透镜组G3的光轴Z3垂直的轴倾斜(不是第3透镜组G3相对于光轴Z3倾斜90°的状态)。通过设为这种结构，能够调整侧视区域的像高。

并且，合成面XS1、XS2中的部分透射部分反射面并不限于透射率及反射率相等的半反射镜面，也可以设为透射率及反射率不同的面。

并且，关于合成部所具有的合成面的数量，并不限于2个，也可以设为1个或3个以上的多个。

如上所述，本实施方式的内窥镜用光学系统通过在直视所需的光学系统及侧视所需的光学系统中共用一部分透镜组(第3透镜组G3)，能够实现整个内窥镜用光学系统的小型化及低成本化。

并且，关于仅使用于侧视的第2透镜组G2L、G2R，通过在最靠物体侧设置负透镜，能够实现侧视区域的广角化。

并且，通过构成为设置合成部X而合成从直视用第1透镜组G1射出的光束及从侧视用第2透镜组G2L、G2R射出的光束且使直视及侧视这两者的光束在同一面上成像，在将内窥镜用光学系统组装于内窥镜时，使用1个成像元件即可，因此能够实现包含内窥镜用光学系统的内窥镜整体的小型化及低成本化。并且，能够同时观察直视方向及侧视方向的多个方向。

并且，不是在直视区域的像的周边使侧视区域的像成像，而是分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像，因此能够使侧视区域变宽而易于观察，进而能够提高观察效率。

在本实施方式的内窥镜用光学系统中，第2透镜组G2L、G2R优选从最靠物体侧连续具有2片以上的负透镜。通过设为这种结构，能够将第2透镜组G2L、G2R的广角化所需的负的屈光力分散于多片负透镜，因此能够抑制各像差的产生。

并且，第3透镜组G3优选在最靠像侧具有从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的第3a接合透镜。通过设为这种结构，有利于抑制倍率色差及轴上色差。

并且，第1透镜组G1优选具有从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的第1a接合透镜。通过设为这种结构，有利于抑制倍率色差。

并且，当将第2透镜组G2L、G2R的焦距设为f2，将第2透镜组G2L、G2R与第3透镜组G3的合成焦距设为F2时，优选满足条件式(1)。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够抑制像面弯曲。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够抑制透镜的直径并且维持视角。另外，若设为满足条件式(1-1)，则能够成为更良好的特性。

-0.95＜f2/F2＜-0.1……(1)

-0.9＜f2/F2＜-0.15……(1-1)

并且，当将第1透镜组G1的焦距设为f1，将第1透镜组G1与第3透镜组G3的合成焦距设为F1时，优选满足条件式(2)。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够抑制像面弯曲。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够抑制透镜的直径并且维持视角。另外，若设为满足条件式(2-1)，则能够成为更良好的特性。

-1.5＜f1/F1＜-1.1……(2)

-1.45＜f1/F1＜-1.15……(2-1)

并且，当将第3透镜组G3的焦距设为f3，将第1透镜组G1与第3透镜组G3的合成焦距设为F1时，优选满足条件式(3)。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够抑制将内窥镜用光学系统组装于内窥镜时向成像元件的入射角度。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够抑制像面弯曲。另外，若设为满足条件式(3-1)，则能够成为更良好的特性。

5＜f3/F1＜12……(3)

7＜f3/F1＜10……(3-1)

并且，在第3透镜组G3中设置有上述第3a接合透镜的情况下，当将第3a接合透镜的正透镜的色散系数设为νd31，将第3a接合透镜的负透镜的色散系数设为νd32时，优选满足条件式(4)。通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够抑制倍率色差。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，能够抑制轴上色差。另外，若设为满足条件式(4-1)，则能够成为更良好的特性。

38＜νd31-νd32＜58……(4)

40＜νd31-νd32＜56……(4-1)

并且，在第3透镜组G3中设置有上述第3a接合透镜的情况下，当将第3a接合透镜的正透镜的折射率设为n31，将第3a接合透镜的负透镜的折射率设为n32时，优选满足条件式(5)。通过设成不成为条件式(5)的下限以下，能够抑制球面像差。通过设成不成为条件式(5)的上限以上，能够抑制像面弯曲。另外，若设为满足条件式(5-1)，则能够成为更良好的特性。

-0.45＜n31-n32＜-0.28……(5)

-0.43＜n31-n32＜-0.3……(5-1)

并且，在第1透镜组G1中设置有上述第1a接合透镜的情况下，当将第1a接合透镜的正透镜的色散系数设为νd11，将第1a接合透镜的负透镜的色散系数设为νd12时，优选满足条件式(6)。通过满足条件式(6)，能够抑制倍率色差。另外，若设为满足条件式(6-1)，则能够成为更良好的特性。

-40＜νd11-νd12＜-10……(6)

-38＜νd11-νd12＜-12……(6-1)

接着，对本发明的内窥镜用光学系统的数值实施例进行说明。首先，对实施例1的内窥镜用光学系统进行说明。将表示实施例1的内窥镜用光学系统的结构的剖视图示于图1中，将实施例1的内窥镜用光学系统的光路图示于图2中。在图1、2及与后述的实施例2对应的图4、5中，当展开了光路时，左侧为物体侧，右侧为像侧，所图示的孔径光圈St并不一定表示大小及形状，而表示光轴Z上的位置。并且，在图2及与后述的实施例2对应的图5中，在上段示出了直视及侧视这两者的光路(直视下的轴上光束A1及最大视角的光束A2、A3，左侧侧视下的轴上光束B1及最大视角的光束B2、B3，右侧侧视下的轴上光束C1及最大视角的光束C2、C3)，在中段示出了仅直视的光路(直视下的轴上光束A1及最大视角的光束A2、A3)，在下段示出了仅左侧侧视的光路(左侧侧视下的轴上光束B1及最大视角的光束B2、B3)。

实施例1的内窥镜用光学系统由仅使用于直视的第1透镜组G1；仅使用于侧视的第2透镜组G2L、G2R；在直视及侧视中共用的第3透镜组G3；具有透射从第1透镜组G1射出的光束并反射从第2透镜组G2L、G2R射出的光束的平面状的合成面XS1、XS2，并且通过合成面XS1、XS2合成从第1透镜组G1射出的光束及从第2透镜组G2L、G2R射出的光束并使其入射于第3透镜组G3的合成部X构成。

第1透镜组G1由透镜L1a～透镜L1c这3片透镜构成。正透镜L1b与负透镜L1c接合而设为第1a接合透镜CL1a。

第2透镜组G2L、G2R为相同的透镜结构，均由透镜L2a～透镜L2c这3片透镜构成。

第3透镜组G3由孔径光圈St及透镜L3a～透镜L3e这5片透镜构成。正透镜L3d与负透镜L3e接合而设为第3a接合透镜CL3a。

合成部X的合成面XS1、XS2设为半反射镜面。

将实施例1的内窥镜用光学系统的直视光路的基本透镜数据示于表1中，将与直视光路的规格相关的数据示于表2中，将侧视光路的基本透镜数据示于表3中，将与侧视光路的规格相关的数据示于表4中。以下，关于表中的记号的含义，以实施例1为例子进行说明，但关于实施例2也基本上相同。

表1、3的透镜数据中，在面编号栏中示出将最靠放大侧的构成要件的面设为第1面并且随着朝向缩小侧而逐渐增加的面编号，在曲率半径栏中示出各面的曲率半径，在面间隔栏中示出各面与其下一面在光轴Z上的间隔。并且，在n栏中示出各光学要件在d线(波长587.6nm(纳米))下的折射率，在ν栏中示出各光学要件在d线(波长587.6nm(纳米))下的色散系数。并且，关于曲率半径的符号，将面形状凸向放大侧的情况设为正，将凸向缩小侧的情况设为负。基本透镜数据中，一并示出了半反射镜面、孔径光圈St及光学部件PP。在相当于半反射镜面的面的面编号栏中与面编号一同记载有(半反射镜)这一术语。并且，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中与面编号一同记载有(光圈)这一术语。

在表2、4的与规格相关的数据中，示出焦距f、F值FNo.及全视角2ω(°)的值。

在基本透镜数据及与规格相关的数据中，作为角度的单位使用°，作为长度的单位使用mm(毫米)，但光学系统既可以放大比例也可以缩小比例来使用，因此能够使用其他适当的单位。

[表1]

实施例1(第1透镜组+第3透镜组)·透镜数据(n、ν为d线)

面编号	曲率半径	面间隔	n	ν
					1	∞	0.3000	1.88300	40.81
2	1.1542	0.6903
					3	-2.8288	0.5312	1.94948	17.85
4	-1.0000	0.2722	1.84844	38.10
					5	1.3568	2.9464
12	1.8654	0.9405	1.94522	30.25
					13	1.0070	0.4624	1.50235	55.54
14	3.0001	0.2957
					15(光圈)	∞	0.2280
16	3.4342	2.0554	1.59868	61.95
					17	-2.8358	0.3610
18	2.6892	1.4205	1.50577	79.10
					19	-2.2913	0.2500	1.86263	27.55
20	-8.4552	0.3000
					21	∞	1.5000	1.55920	53.92
22	∞	1.5000	1.55920	53.92
					23	∞	0.3000	1.51633	64.05
24	∞

[表2]

实施例1(第1透镜组+第3透镜组)·规格(d线)

f	0.35
		FNo.	3.71
2ω[゜]	144.8

[表3]

实施例1(第2透镜组+第3透镜组)·透镜数据(n、ν为d线)

面编号	曲率半径	面间隔	n	ν
					6	118.6844	0.1500	1.88300	40.81
7	2.0936	0.5007
					8	-1.0585	0.2258	1.52485	64.04
9	-264.5611	0.1997	1.88551	39.45
					10	1.5605	2.0354
11(半反射镜)	∞	1.0612
					12	1.8654	0.9405	1.94522	30.25
13	1.0070	0.4624	1.50235	55.54
					14	3.0001	0.2957
15(光圈)	∞	0.2280
					16	3.4342	2.0554	1.59868	61.95
17	-2.8358	0.3610
					18	2.6892	1.4205	1.50577	79.10
19	-2.2913	0.2500	1.86263	27.55
					20	-8.4552	0.3000
21	∞	1.5000	1.55920	53.92
					22	∞	1.5000	1.55920	53.92
23	∞	0.3000	1.51633	64.05
					24	∞

[表4]

实施例1(第2透镜组+第3透镜组)·规格(d线)

f	0.88
		FNo.	3.69
2ω[゜]	180.0

将实施例1的内窥镜用光学系统的各像差图示于图6中。另外，从图6中的上段左侧依次示出直视光路上的球面像差、像散及倍率色差，从中段左侧依次示出比侧视光路的第2透镜组G2L/G2R的光轴Z2L/Z2R更靠像侧的球面像差、像散及倍率色差，从下段左侧依次示出比侧视光路的第2透镜组G2L/G2R的光轴Z2L/Z2R更靠物体侧的球面像差、像散及倍率色差。

在表示球面像差及像散的各像差图中示出以d线(波长587.6nm(纳米))为基准波长的像差。在球面像差图中，将关于d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))及F线(波长486.1nm(纳米))的像差分别以实现、长虚线及短虚线来表示。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实现及短虚线来表示。在倍率色差图中，将关于C线(波长656.3nm(纳米))及F线(波长486.1nm(纳米))的像差分别以长虚线及短虚线来表示。另外，球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。

接着，对实施例2的内窥镜用光学系统进行说明。将表示实施例2的内窥镜用光学系统的结构的剖视图示于图4中，将实施例2的内窥镜用光学系统的光路图示于图5中。实施例2的内窥镜用光学系统为与实施例1的内窥镜用光学系统相同的透镜片数的结构。并且，将实施例2的内窥镜用光学系统的直视光路的基本透镜数据示于表5中，将直视光路的与规格相关的数据示于表6中，将侧视光路的基本透镜数据示于表7中，将侧视光路的与规格相关的数据示于表8中，将各像差图示于图7中。

[表5]

实施例2(第1透镜组+第3透镜组)·透镜数据(n、ν为d线)

面编号	曲率半径	面间隔	n	ν
					1	∞	0.3000	1.88300	40.81
2	1.2026	0.7462
					3	-3.9939	0.4969	1.94740	17.63
4	-1.0150	0.2336	1.88517	39.48
					5	1.4797	2.9913
12	1.9403	0.9922	1.94447	25.75
					13	1.0305	0.6826	1.50559	59.88
14	2.6369	0.3387
					15(光圈)	∞	0.2350
16	3.5648	1.9512	1.59531	60.93
					17	-2.8484	0.4498
18	2.8352	1.4000	1.49653	77.07
					19	-2.0919	0.3395	1.82824	34.07
20	-5.2790	0.4000
					21	∞	1.5000	1.55920	53.92
22	∞	1.5000	1.55920	53.92
					23	∞	0.3000	1.51633	64.05
24	∞

[表6]

实施例2(第1透镜组+第3透镜组)·规格(d线)

f	0.34
		FNo.	3.60
2ω[゜]	145.1

[表7]

实施例2(第2透镜组+第3透镜组)·透镜数据(n、ν为d线)

面编号	曲率半径	面间隔	n	ν
					6	118.6844	0.2000	1.88300	40.81
7	2.0601	0.5000
					8	-1.2163	0.2000	1.85940	42.07
9	-2.0000	0.2000	1.79723	47.87
					10	1.8336	2.0738
11(半反射镜)	∞	1.0348
					12	1.9403	0.9922	1.94447	25.75
13	1.0305	0.6826	1.50559	59.88
					14	2.6369	0.3387
15(光圈)	∞	0.2350
					16	3.5648	1.9512	1.59531	60.93
17	-2.8484	0.4498
					18	2.8352	1.4000	1.49653	77.07
19	-2.0919	0.3395	1.82824	34.07
					20	-5.2790	0.4000
21	∞	1.5000	1.55920	53.92
					22	∞	1.5000	1.55920	53.92
23	∞	0.3000	1.51633	64.05
					24	∞

[表8]

实施例2(第2透镜组+第3透镜组)·规格(d线)

f	1.40
		FNo.	3.61
2ω[゜]	179.1

将与实施例1～2的内窥镜用光学系统的条件式(1)～(6)对应的值示于表9中。另外，所有实施例均以d线为基准波长，下述表9所示的值为该基准波长时的值。

[表9]

式编号	条件式	实施例1	实施例2
				(1)	f2/F2	-0.61	-0.38
(2)	fl/F1	-1.22	-1.35
				(3)	f3/F1	8.81	9.66
(4)	νd31－νd32	51.55	43.00
				(5)	n31-n32	-0.36	-0.33
(6)	νd11－νd12	-20.25	-21.85

由以上数据可知，实施例1～2的内窥镜用光学系统均满足条件式(1)～(6)，具有良好的光学性能，并且为能够分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像的内窥镜用光学系统。

接着，参考图8对适用本发明的内窥镜用光学系统的内窥镜的实施方式进行说明。图8是具备上述内窥镜的内窥镜观察系统的概略结构图。图9是通过上述内窥镜获取的像的示意图。图10～15是表示上述内窥镜观察系统中的内窥镜图像的显示例的图。

图8所示的内窥镜100主要具备操作部102、插入部104及与连接器部(未图示)连接的通用软线106。插入部104的大部分为沿插入路径向任意的方向弯曲的软性部107，且在该软性部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朝向所希望的方向弯曲而设置，通过转动设置于操作部102的弯曲操作旋钮109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所涉及的内窥镜用光学系统1。在图8中示意地图示了内窥镜用光学系统1。

通过内窥镜用光学系统1获取的直视区域及侧视区域的2种像成像于未图示的成像元件的成像面上。与这些像相关的来自成像元件的输出信号由信号处理装置120运算处理，并在显示装置130中作为内窥镜图像而显示。

在此，对成像于成像元件的成像面上的直视区域及侧视区域的2种像进行说明。如图1所示，具备本发明的实施方式所涉及的内窥镜用光学系统1的内窥镜100能够同时获取直视区域(图1中A方向)、左侧侧视区域(图1中B方向)及右侧侧视区域(图1中C方向)这3个方向的圆形的像。

此时，在成像元件的成像面上以图9所示形状成像各像。为了便于说明，在图9中，对直视区域的像ID示意地记载有文字A，对左侧侧视区域的像ISL示意地记载有文字B，对右侧侧视区域的像ISR示意地记载有文字C。

在本发明的实施方式所涉及的内窥镜用光学系统1中，从第1透镜组G1射出的光束(直视区域的光束)经由合成部X透射于第3透镜组G3侧，但此时从第1透镜组G1射出的光束通过1次合成面XS1或合成面XS2，因此光量降低至1/2。

并且，从第2透镜组G2L射出的光束(左侧侧视区域的光束)通过合成部X偏向第3透镜组G3侧，但此时从第2透镜组G2L射出的光束透射合成面XS1之后被合成面XS2反射，因此光量降低至1/4。而且，左侧侧视区域的光束被合成面XS2反射，因此当成像于成像元件的成像面上时，如图9所示，左侧侧视区域的像ISL本身左右反转，且成像于直视区域的像ID的右侧。

从第2透镜组G2R射出的光束(右侧侧视区域的光束)也通过合成部X偏向第3透镜组G3侧，但此时从第2透镜组G2R射出的光束透射合成面XS2之后被合成面XS1反射，因此光量降低至1/4。而且，右侧侧视区域的光束被合成面XS1反射，因此当成像于成像元件的成像面上时，如图9所示，右侧侧视区域的像ISR本身左右反转，且成像于直视区域的像ID的左侧。

信号处理装置120对左侧侧视区域的像ISL的图像GSL进行左右反转处理，且显示于直视区域的图像GD的左侧。并且，对右侧侧视区域的像ISR的图像GSR进行左右反转处理，且显示于直视区域的图像GD的右侧。并且，如上所述，在直视区域的像ID和左侧侧视区域的像ISL及右侧侧视区域的像ISR中，光量相差2倍，因此进行亮度调整处理，以使亮度在直视区域的图像GD和左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR中成为相同的程度。

其结果，如图10所示，关于直视区域的图像GD、左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR，能够设为正确的配置且亮度均匀的图像。

另外，关于信号处理装置120中生成的图像，如图11所示，为了使直视与侧视的结合自然，可以重叠显示直视区域的图像GD和左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR。另外，关于重叠量，例如，重叠从各图像的端到5％为止的范围等，适当调整即可。

并且，如图12所示，关于重叠了直视区域的图像GD和左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR的图像组，可以剪切显示上下左右的端部，以使其成为矩形。

并且，如图13所示，关于重叠了直视区域的图像GD和左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR的图像组，可以剪切显示重叠区域。

并且，如图14所示，关于重叠了直视区域的图像GD和左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR的图像组，可以设为加上跟直视区域与侧视区域的位置关系对应的透视效果的显示，以便在感觉上容易知晓侧视与直视的位置关系。

本实施方式的内窥镜具备内窥镜用光学系统1，因此能够分别且同时获取直视区域及侧视区域的2种像。

以上，举出实施方式及实施例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、折射率及色散系数并不限定于上述实施例中示出的值，也能够采用其他值。

并且，在上述实施方式的内窥镜用光学系统中，作为一例示出了设置有2个第2透镜组的例子，但第2透镜组的数量并不限于2个，也可以设为3个以上的多个。

具体而言，也可以设置以直视方向为中心的朝向上下左右这4个方向的4个第2透镜组，在该情况下，如图15所示，以直视区域的图像GD为中心，显示上侧侧视区域的图像GSU、下侧侧视区域的图像GSD、左侧侧视区域的图像GSL及右侧侧视区域的图像GSR，由此能够设为辨识性高的图像。

并且，合成部中的合成面并不限于部分透射部分反射面，也可以设为配置成透射从第1透镜组射出的光束并全部反射从第2透镜组射出的光束的全反射面。通过设为这种结构，能够抑制侧视区域的光束的光量降低。

并且，关于第1透镜组及多个第2透镜组的所有透镜组，也可以设为完全相同的透镜结构。通过设为这种结构，能够简化内窥镜用光学系统的设计，并且能够通用化构成各透镜组的组件，因此能够抑制成本。

除了上述以外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行各种改良及变形是不言而喻的。

符号说明

1-内窥镜用光学系统，100-内窥镜，102-操作部，104-插入部，106-通用软线，107-软性部，108-弯曲部，109-弯曲操作旋钮，110-前端部，120-信号处理装置，130-显示装置，A1-直视下的轴上光束，A2、A3-直视下的最大视角的光束，B1-左侧侧视下的轴上光束，B2、B3-左侧侧视下的最大视角的光束，C1-右侧侧视下的轴上光束，C2、C3-右侧侧视下的最大视角的光束，CL1a、CL3a-接合透镜，G1-第1透镜组，G2L、G2R-第2透镜组，G3-第3透镜组，L1a～L3e-透镜，PP-光学部件，Sim-成像面，St-孔径光圈，X-合成部，XS1、XS2-合成面，Z1-第1透镜组的光轴，Z2L、Z2R-第2透镜组的光轴，Z3-第3透镜组的光轴。

Claims (19)

1.一种内窥镜用光学系统，其能够实现直视及侧视这两者，所述内窥镜用光学系统包括：

第1透镜组，仅使用于直视；

多个第2透镜组，在最靠物体侧具有负透镜，且该多个第2透镜组仅使用于侧视；

第3透镜组，在直视及侧视中共用；及

合成部，该合成部至少具有1个透射从所述第1透镜组射出的光束并反射从所述第2透镜组射出的光束的平面状合成面，并且该合成部通过所述合成面将从所述第1透镜组射出的光束和从所述第2透镜组射出的光束合成并使合成后的光束向所述第3透镜组入射，

从所述第1透镜组射出的光束和从所述第2透镜组射出的光束在同一面上成像。

2.根据权利要求1所述的内窥镜用光学系统，其中，

所述第2透镜组从最靠物体侧连续具有2片以上的负透镜。

3.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

形成有所述合成面的一个面的整体为部分透射部分反射面。

4.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

所述第3透镜组在最靠像侧具有第3a接合透镜，该第3a接合透镜是从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的。

5.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

所述第1透镜组具有第1a接合透镜，该第1a接合透镜是从物体侧起依次接合正透镜与负透镜而成的。

6.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第2透镜组的焦距设为f2，

将所述第2透镜组与所述第3透镜组的合成焦距设为F2时，

满足由如下表示的条件式(1)，

-0.95＜f2/F2＜-0.1……(1)。

7.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第1透镜组的焦距设为f1，

将所述第1透镜组与所述第3透镜组的合成焦距设为F1时，

满足由如下表示的条件式(2)，

-1.5＜f1/F1＜-1.1……(2)。

8.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第3透镜组的焦距设为f3，

将所述第1透镜组与所述第3透镜组的合成焦距设为F1时，

满足由如下表示的条件式(3)，

5＜f3/F1＜12……(3)。

9.根据权利要求4所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第3a接合透镜的所述正透镜的色散系数设为νd31，

将所述第3a接合透镜的所述负透镜的色散系数设为νd32时，

满足由如下表示的条件式(4)，

38＜νd31-νd32＜58……(4)。

10.根据权利要求4所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第3a接合透镜的所述正透镜的折射率设为n31，

将所述第3a接合透镜的所述负透镜的折射率设为n32时，

满足由如下表示的条件式(5)，

-0.45＜n31-n32＜-0.28……(5)。

11.根据权利要求5所述的内窥镜用光学系统，其中，

当将所述第1a接合透镜的所述正透镜的色散系数设为νd11，

将所述第1a接合透镜的所述负透镜的色散系数设为νd12时，

满足由如下表示的条件式(6)，

-40＜νd11-νd12＜-10……(6)。

12.根据权利要求1或2所述的内窥镜用光学系统，其中，

所述合成面相对于与所述第3透镜组的光轴垂直的轴倾斜。

13.根据权利要求6所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(1-1)，

-0.9＜f2/F2＜-0.15……(1-1)。

14.根据权利要求7所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(2-1)，

-1.45＜f1/F1＜-1.15……(2-1)。

15.根据权利要求8所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(3-1)，

7＜f3/F1＜10……(3-1)。

16.根据权利要求9所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(4-1)，

40＜νd31-νd32＜56……(4-1)。

17.根据权利要求10所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(5-1)，

-0.43＜n31-n32＜-0.3……(5-1)。

18.根据权利要求11所述的内窥镜用光学系统，其满足由如下表示的条件式(6-1)，

-38＜νd11-νd12＜-12……(6-1)。

19.一种内窥镜，其具备权利要求1至18中任一项所述的内窥镜用光学系统。