CN111527435B - 内窥镜用物镜光学系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有足够的后焦距、并且光学系统的全长短、良好地校正各像差的内窥镜用物镜光学系统。内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组(G1)、第二透镜组(G2)以及具有正折射力的第三透镜组(G3)，在聚焦时，第二透镜组(G2)沿光轴方向移动，第三透镜组(G3)具有从物体侧向像侧配置的前组和后组，前组由正折射力的接合透镜组成，或者由正折射力的单透镜组成，后组由正折射力的接合透镜组成，满足下面的条件式(1)。0.45<d3t/f32<0.8(1)在此，d3t为从前组的位于最靠物体侧的位置的透镜面到后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离，f32为后组的焦距。

Description

内窥镜用物镜光学系统
技术领域
本发明涉及一种内窥镜用物镜光学系统。
背景技术
在医疗用内窥镜中，对于病变部的观察，使用放大观察。为了对病变部进行放大观察，需要找到病变部。在放大观察中，与以往的观察(下面称为“通常观察”)相比，观察范围较窄。因此，通过放大观察找到病变部并不容易。根据这样的情形，期望能够通过一个物镜光学系统来进行通常观察和放大观察。
在放大观察中，从物镜光学系统到物体位置的距离(下面称为“物距”)例如为3mm左右。另一方面，在通常观察中，物距远比3mm长。
当将光学系统构成为通常观察时的物体位置与物镜光学系统的聚焦位置一致时，通常观察中的物体像(下面称为“通常像”)为聚焦的像。
另一方面，放大观察时的物体位置远离通常观察时的物体位置。另外，放大观察时的物体位置不包含于通常观察时的物镜光学系统的景深中。因此，在聚焦于通常像的状态的光学系统中，放大观察中的物体像(下面称为“放大像”)不为聚焦的像。
为了在放大观察中也形成聚焦的物体像，只要使物镜光学系统具有聚焦功能即可。通过物镜光学系统具有聚焦功能，从而能够在聚焦的状态下形成通常像和放大像双方。
在专利文献1和专利文献2中公开了具有聚焦功能的物镜光学系统。物镜光学系统具备具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组。在聚焦时，仅第二透镜组移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4819969号公报
专利文献2：国际公开第2015/025843号(实施例7)
发明内容
发明要解决的问题
在通常观察、放大观察中，能够更详细地观察病变部是优选的。为此，例如只要减小物镜光学系统的光圈值即可。然而，当减小物镜光学系统的光圈值时，景深变窄。因此，无论在通常观察还是在放大观察中，光轴方向上的聚焦范围都变窄。
作为扩展光轴方向上的聚焦范围的方法，例如存在将焦点位置不同的两个图像进行合成从而生成景深较深的图像的方法。为了获取焦点位置不同的两个图像，需要形成焦点位置不同的两个光学像。
例如，通过在物镜光学系统的光路中配置形成两个光路的棱镜，从而能够形成两个光学像。通过使一个光路的长度与另一个光路的长度不同，从而能够形成焦点位置不同的两个光学像。棱镜配置在位于最靠像侧的位置的透镜与摄像元件之间。因此，期望物镜光学系统具有足够的后焦距。
然而，在专利文献1所公开的物镜光学系统、专利文献2所公开的物镜光学系统中，没有确保足够的后焦距。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种具有足够的后焦距、并且光学系统的全长短、良好地校正各像差的内窥镜用物镜光学系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述的问题并达到目的，本发明的至少几个实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组、第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，
在聚焦时，第二透镜组沿光轴方向移动，
第三透镜组具有从物体侧向像侧配置的前组和后组，
前组由正折射力的接合透镜组成，或者由正折射力的单透镜组成，
后组由正折射力的接合透镜组成，
所述内窥镜用物镜光学系统满足下面的条件式(1)，
0.45＜d 3t/f 32＜0.8 (1)
在此，
d3t为从前组的位于最靠物体侧的位置的透镜面到后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离，
f32为后组的焦距。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种具有足够的后焦距、并且光学系统的全长短、良好地校正各像差的内窥镜用物镜光学系统。
附图说明
图1是示出本实施方式的内窥镜用物镜光学系统的具体结构和棱镜的具体结构的截面图。
图2是实施例1的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图3是实施例1的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图4是实施例2的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图5是实施例2的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图6是实施例3的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图7是实施例3的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图8是实施例4的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图9是实施例4的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图10是实施例5的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图11是实施例5的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图12是实施例6的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图13是实施例6的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图14是实施例7的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图15是实施例7的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
图16是实施例8的内窥镜用物镜光学系统的截面图。
图17是实施例8的内窥镜用物镜光学系统的像差图。
具体实施方式
下面，关于本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统，使用附图来说明采用这种结构的理由和作用。此外，并不是通过下面的实施方式来对本发明进行限定。
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统能够在内窥镜观察中通过一个光学系统进行通常观察和放大观察。为此，在本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统中，由多个透镜组构成光学系统，并且一个透镜组在光轴上移动。
由此，在聚焦于远距离物体的情况下能够进行通常观察，在聚焦于近距离物体的情况下能够进行放大观察。远距离物体的物距比近距离物体的物距长。在放大观察中，能够以比通常观察高的倍率进行观察。
对本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的基本结构进行说明。在基本结构中，内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组、第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，在聚焦时，第二透镜组沿光轴方向移动，第三透镜组具有从物体侧向像侧配置的前组和后组，前组由正折射力的接合透镜组成，或者由正折射力的单透镜组成，后组由正折射力的接合透镜组成。
在基本结构中，内窥镜用物镜光学系统由从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组、第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组构成。通过这样，能够确保广视角并且缩短光学系统的全长。
在通常观察与放大观察时，物距不同。在物体的观察中，优选的是即使物距发生变化也形成清晰的像。为此，需要使至少一个透镜组移动。
移动的透镜组的数量少较为优选。如果使移动的透镜组的数量为一个，则能够使驱动机构简单化。如上所述，在基本结构中，在聚焦时，第二透镜组移动。由于移动的透镜组的数量为一个，因此能够使聚焦机构简单化。第一透镜组和第三透镜组优选始终被固定。
当物距变化时，在第一透镜组中，像散差发生变动。为了形成清晰的像，必须抑制该像散差的变动。如上所述，当物距变化时，第二透镜组移动。通过第二透镜组移动，从而在第二透镜组中像散差也发生变动。
在基本结构中，第二透镜组中的像散差在与第一透镜组中的像散差的变动方向相反的方向上产生。第二透镜组中的像散差的变动量与第一透镜组中的像散差的变动量大致相同。因此，能够利用第二透镜组中的像散差来抵消第一透镜组中的像散差的变动。
像这样，能够通过第一透镜组和第二透镜组来抑制像散差的变动。但是，为了形成清晰的像，优选的是还抑制像散差以外的像差的变动、例如球面像差的变动、彗星像差的变动以及色像差的变动。
另外，球面像差的变动、彗星像差的变动以及色像差的变动容易在第一透镜组和第二透镜组中发生。在基本结构中，能够使这些像差的变动分别减小。其结果是，能够在光学系统整体上抑制各个像差的变动。
为了形成清晰的像，不仅要抑制像差的变动，减小像差量也很重要。为了减小像差量，只要抑制像差的产生量、或者在光学系统整体上良好地校正像差即可。
仅通过第一透镜组和第二透镜组无法良好地校正球面像差、彗星像差以及色像差。能够通过第三透镜组良好地校正这些像差。
第三透镜组具有从物体侧向像侧配置的前组和后组。前组由正折射力的接合透镜组成，或者由正折射力的单透镜组成，后组由正折射力的接合透镜组成。
在前组的位置，轴上光线的高度高。因此，能够通过前组良好地校正球面像差。在后组的位置，轴外光线的高度高。因此，能够通过后组良好地校正彗星像差和像散。另外，后组具有接合透镜，因此能够通过接合透镜良好地校正倍率的色像差。
前组由接合透镜组成，或者由单透镜组成。无论使用接合透镜和单透镜中的哪一个都能够良好地校正球面像差。当对前组使用接合透镜时，不仅能够良好地校正球面像差，还能够良好地校正轴上色像差。
像这样，在第三透镜组中，能够通过前组主要良好地校正轴上像差，能够通过后组主要良好地校正轴外像差。另外，能够确保广的聚焦范围、确保足够的后焦距并且缩短光学系统的全长。
对前组配置一片接合透镜，或者配置一片单透镜。对后组配置一片接合透镜。通过这样，能够减少构成第三透镜组的透镜的片数。
在通常观察时的光学系统中，在第二透镜组较大地产生彗星像差。另一方面，在第三透镜组也产生彗星像差。第三透镜组中的彗星像差在与第二透镜组中的彗星像差的产生方向相反的方向上产生。
第二透镜组中的彗星像差的产生量比第三透镜组中的彗星像差的产生量多。因此，仅通过第三透镜组无法校正第二透镜组所产生的彗星像差。
在第一透镜组也产生彗星像差。第一透镜组中的彗星像差在与第二透镜组中的彗星像差的产生方向相反的方向上产生。即，第一透镜组中的彗星像差在与第三透镜组中的彗星像差的产生方向相同的方向上产生。因此，能够通过第一透镜组和第三透镜组校正第二透镜组中的彗星像差。
对基本结构的具体的结构例进行说明。图1是示出本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的具体结构的截面图，(a)是结构例1的截面图，(b)是结构例2的截面图，(c)是棱镜的截面图。
在结构例1中，内窥镜用物镜光学系统由从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3构成。在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间配置有孔径光圈S。
第一透镜组G1具有从物体侧向像侧依次配置的负的第一透镜L1、负的第二透镜L2以及正的第三透镜L3。第二透镜L2与第三透镜L3被接合，构成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有正的第四透镜L4。
第三透镜组G3具有从物体侧向像侧依次配置的正的第五透镜L5、负的第六透镜L6、正的第七透镜L7以及负的第八透镜L8。第五透镜L5与第六透镜L6被接合，构成接合透镜CL2。第七透镜L7与第八透镜L8被接合，构成接合透镜CL3。
在结构例1中，通过移动第二透镜组G2来进行聚焦。图1的(a)示出聚焦于远距离物体的状态。在向近距离物体的聚焦中，第二透镜组G2向像侧移动。
在第一透镜L1与第二透镜L2之间配置有第一平行平板F1。第一平行平板F1能够配置于光学系统中的任意位置。在第八透镜L8的像侧配置有第二平行平板F2和第三平行平板F3。第二平行平板F2与第三平行平板F3被接合。
在第三平行平板F3的像侧配置有棱镜P。在棱镜P的像侧配置有平行平板CG。平行平板CG为摄像元件的护罩玻璃。在平行平板CG的像侧配置有摄像元件(未图示)。平行平板CG的像侧面为像面I。摄像元件的摄像面与平行平板CG的像侧面一致。
如图1的(c)所示，棱镜P由第一棱镜P1和第二棱镜P2形成。第一棱镜P1与第二棱镜P2例如利用接合剂而被接合。
在第一棱镜P1与第二棱镜P2的接合处形成接合面。接合面为偏振分束面。在偏振分束面上，例如P偏振光被反射，S偏振光透过。P偏振光的偏振方向与S偏振光的偏振方向正交。
从内窥镜用物镜光学系统射出的光沿着光轴AX入射至第一棱镜P1。入射至第一棱镜P1的光中的P偏振光被接合面反射，并沿着光路A行进。S偏振光通过接合面后，沿着光路B行进。像这样，通过棱镜P形成两个光路。
在光路A上行进的光通过1/4波片WL后到达反射元件REF。到达了反射元件REF的光被反射面Rs1反射。反射回的光通过1/4波片WL、第一棱镜P1、接合面、第二棱镜P2以及平行平板GC后到达像面I。
在光路B上行进的光到达第二棱镜P2的反射面Rs2。到达了反射面Rs2的光被反射面Rs2反射。反射回的光通过第二棱镜P2和平行平板GC后到达像面I。
摄像元件IM的摄像面位于像面I的位置。针对摄像面，并列地形成有光路A的位置和光路B的位置。因此，在摄像面并列地形成了两个光学像。另外，光路A的长度与光路B的长度不同。因此，在摄像面形成焦点位置不同的两个光学像。由摄像元件IM对两个光学像进行拍摄。
在结构例2中，内窥镜用物镜光学系统由从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3构成。在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间配置有孔径光圈S。
第一透镜组G1具有从物体侧向像侧依次配置的负的第一透镜L1、负的第二透镜L2以及正的第三透镜L3。第二透镜L2与第三透镜L3被接合，构成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有正的第四透镜L4。
第三透镜组G3具有从物体侧向像侧依次配置的正的第五透镜L5、正的第六透镜L6以及负的第七透镜L7。第六透镜L6与第七透镜L7被接合，构成接合透镜CL2。
在结构例2中，通过移动第二透镜组G2来进行聚焦。图1的(b)示出聚焦于远距离物体的状态。在向近距离物体的聚焦中，第二透镜组G2向像侧移动。
在结构例1和结构例2中，在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间配置有孔径光圈S。通过在该位置配置孔径光圈S，由此能够降低通过第二透镜组G2的光线的高度。其结果是，能够使第二透镜组G2的外径小型化。
第二透镜组G2在聚焦时移动。通过第二透镜组G2移动，从而无论物体位于远距离与近距离之间的哪个位置都能够聚焦。在聚焦于远距离物体的情况下能够进行通常观察，在聚焦于近距离物体的情况下能够进行放大观察。
为了使第二透镜组G2沿光轴方向运动，而需要移动机构。如上所述，由于第二透镜组G2能够小型化，因此能够将移动机构容易地配置在第二透镜组G2的周围。
另外，由于移动的透镜组的数量为一个，因此移动的透镜组的重量也能够较小。因此，能够降低对移动机构施加的负荷。并且，能够使移动机构简单。
作为移动机构，例如有致动器。致动器与用于保持第二透镜组G2的透镜框连接，通过该致动器来对透镜框提供驱动力。
在结构例1和结构例2中，在第一透镜组G1中配置有第一平行平板F1。第一平行平板F1是用于使特定的波长、例如YAG激光器的激光(波长1060nm的光)、半导体激光器的激光(波长810nm的光)、或者近红外区域的波长的光截止的光学滤波器。
结构例1和结构例2例如是具有下面那样的规格的内窥镜用物镜光学系统。
视角：140°～165°。
后焦距：小于焦距的4倍。
全长：小于焦距的12倍。
光圈值：4.2。
在结构例1中，由8片单透镜构成内窥镜用物镜光学系统。在结构例2中，由7片单透镜构成内窥镜用物镜光学系统。像这样，在结构例1和结构例2中，由较少片数的透镜构成了光学系统，因此能够实现紧凑的内窥镜用物镜光学系统。
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统具备上述的基本结构，并且满足下面的条件式(1)。
0.45＜d 3t/f 32＜0.8 (1)
在此，
d3t为从前组的位于最靠物体侧的位置的透镜面到后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离，
f32为后组的焦距。
通过满足条件式(1)，能够使后组适度地远离前组。在该情况下，在后组的位置，能够将轴上光束与轴外光束分离。因此，能够通过前组主要良好地校正轴上像差，能够通过后组主要良好地校正轴外像差。其结果是，通过较少片数的透镜能够维持良好的成像性能。
在值低于条件式(1)的下限值的情况下，无法使后组充分地远离前组。因此，无法通过后组良好地校正轴外像差。在值超过条件式(1)的上限值的情况下，导致后组离前组过远。因此，第三透镜组的全长变长，并且第三透镜组的透镜直径变大。
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统优选满足下面的条件式(2)。
1.2＜f 31/f 32＜5.0 (2)
在此，
f31为前组的焦距，
f32为后组的焦距。
通过满足条件式(2)，能够使后组的折射力大于前组的折射力。当后组的折射力变大时，第三透镜组的主点位置位于像侧。其结果是，能够使后焦距变长。
在值低于条件式(2)的下限值的情况下，前组的折射力变大。因此，不能完全校正轴上像差。另外，当前组的折射力变大时，第三透镜组的主点位置位于物体侧。因此，无法确保足够长度的后焦距。
在值超过条件式(2)的上限值的情况下，后组的折射力变大。因此，不能完全校正轴外像差。特别是，第三透镜组所产生的彗星像差变少。因此，即使与第一透镜组所产生的彗星像差加在一起，也无法抵消第二透镜组所产生的彗星像差。另外，第三透镜组的全长变长。
优选的是，代替条件式(2)而满足下面的条件式(2’)。
1.23＜f 31/f 32＜5.0 (2’)
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统优选满足下面的条件式(3)。
0.28＜d 3p/f 32＜0.5 (3)
在此，
d3p为从前组的位于最靠像侧的位置的透镜面到后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离，
f32为后组的焦距。
通过满足条件式(3)，能够使后组适度地远离前组。在该情况下，在后组的位置，能够将轴上光束与轴外光束分离。因此，能够通过前组主要良好地校正轴上像差，能够通过后组主要良好地校正轴外像差。其结果是，通过较少片数的透镜能够维持良好的成像性能。
在值低于条件式(3)的下限值的情况下，无法使后组充分地远离前组。因此，无法通过后组良好地校正轴外像差。在值超过条件式(3)的上限值的情况下，导致后组离前组过远。因此，第三透镜组的全长变长，并且第三透镜组的透镜直径变大。
优选的是，代替条件式(3)而满足以下的条件式(3’)。
0.282＜d 3p/f 32＜0.5 (3’)
优选的是，代替条件式(3)而满足以下的条件式(3”)。
0.295＜d 3p/f 32＜0.5 (3”)
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统优选满足下面的条件式(4)。
2.3＜f 3/f＜3.2 (4)
在此，
f3为第三透镜组的焦距，
f为通常观察时的内窥镜用物镜光学系统的焦距。
为了确保足够长的后焦距，只要减小第三透镜组的折射力、或增大第三透镜组的倍率即可。
当值低于条件式(4)的下限值时，第三透镜组的折射力变大。因此，无法确保足够的后焦距，并且无法良好地校正像差。
当值超过条件式(4)的上限值时，光学系统的全长变长，并且光学系统的外径变大。因此，当将内窥镜用物镜光学系统搭载于内窥镜时，插入部的直径变大。其结果是，内窥镜的操作性变差。另外，向体腔内插入时阻力变大。
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统优选为，第一透镜组由从物体侧起配置的负透镜和接合透镜组成，负透镜的像侧面为在像侧凹下的面，接合透镜的物体侧面为在物体侧凹下的面，第二透镜组由正透镜组成，正透镜的像侧的面为在像侧凹下的面，在从远距离物体向近距离物体聚焦时，第二透镜组从物体侧向像侧移动。
在第一透镜组中，物体侧负透镜配置于最靠物体侧的位置。物体侧负透镜的像侧面优选设为在像侧凹下的面。通过这样，能够通过第一透镜组和第三透镜组良好地校正第二透镜组所产生的彗星像差。
另外，在第一透镜组中，在物体侧负透镜的像侧配置有像侧接合透镜。像侧接合透镜的物体侧面优选设为在物体侧凹下的面。通过这样，将面的朝向形成为与孔径光圈成为同心的面的朝向相反的朝向。其结果是，能够校正在第一透镜组内产生的像散差。并且，不使物体侧负透镜的物体侧面的外径增大就能够良好地校正倍率色像差。
另外，第二透镜组由正透镜组成。正透镜的像侧面优选为在像侧凹下的面。而且，在从远距离物体向近距离物体聚焦时，使第二透镜组从物体侧向像侧移动。
像这样，即使在物距为接近光学系统的距离的情况下，也能够通过第二透镜组校正在第一透镜组产生的像散差，并能够使第一透镜组内的彗星像差的变动量和第二透镜组内的彗星像差的变动量各自较小。
并且，不仅能够减小各个彗星像差的变动量，还能够使得彼此抵消。其结果是，能够在光学系统整体上将彗星像差抑制得小。另外，能够减少在第二透镜组中使用的透镜的片数。
孔径光圈优选为配置于第二透镜组与第三透镜组之间。更优选为在第三透镜组的位于最靠物体侧的位置的透镜的附近配置孔径光圈。
下面，基于附图来详细地说明物镜光学系统的实施例。此外，本发明不限定于该实施例。
对各实施例的透镜截面图进行说明。(a)是通常观察状态下的截面图，(b)是放大观察状态下的截面图。
第一透镜组用G1表示，第二透镜组用G2表示，第三透镜组用G3表示，孔径光圈用S表示，棱镜用P表示，像面(摄像面)用I表示。平行平板用F1、F2、F3、CG表示。平行平板CG为护罩玻璃，配置于棱镜P与像面I之间。
平行平板F1是用于使特定的波长、例如YAG激光器的激光(波长1060nm的光)、半导体激光器的激光(波长810nm的光)、或者近红外区域的波长的光截止的滤波器。平行平板F2和平行平板F3是具有消偏振作用的滤波器。
对各实施例的像差图进行说明。(a)、(b)、(c)、(d)以及(e)分别是通常观察状态下的像差图。(a)表示球面像差(SA)，(b)表示像散(AS)，(c)表示倍率色像差(CC)，(d)表示畸变像差(DT)，(e)表示彗星像差(CM)。
(f)、(g)、(h)、(i)以及(j)分别是放大观察状态下的像差图。(f)表示球面像差(SA)，(g)表示像散(AS)，(h)表示倍率色像差(CC)，(i)表示畸变像差(DT)，(j)表示彗星像差(CM)。
彗星像差通过横向像差来表示。像高位置为最大像高的0.8倍的位置。例如，在最大像高为1.141mm的情况下，像高位置为0.913mm。
在各像差图中，横轴表示像差量。关于球面像差、像散、倍率像差以及彗星像差，像差量的单位为mm。另外，关于畸变像差，像差量的单位为％。另外，FNO为光圈值，FIY为像高，单位为mm(毫米)。另外，像差曲线的波长的单位为nm。
(实施例1)
对实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例1的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、双凸正透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过双凸正透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于双凸正透镜L7的物体侧面。
(实施例2)
对实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例2的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、双凸正透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过双凸正透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于双凸正透镜L7的物体侧面。
(实施例3)
对实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例3的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、使凸面朝向像侧的正弯月透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过正弯月透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于正弯月透镜L7的物体侧面。
(实施例4)
对实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例4的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、使凸面朝向像侧的正弯月透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过正弯月透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于正弯月透镜L7的物体侧面。
(实施例5)
对实施例5所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例5的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、使凸面朝向像侧的正弯月透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过正弯月透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于正弯月透镜L7的物体侧面。
(实施例6)
对实施例6所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例6的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、双凸正透镜L6以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L7。在此，通过双凸正透镜L6和负弯月透镜L7形成接合透镜CL2。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于双凸正透镜L5的物体侧面和双凸正透镜L6的物体侧面。
(实施例7)
对实施例7所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例7的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L6、使凸面朝向像侧的正弯月透镜L7以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8。在此，通过双凸正透镜L5和负弯月透镜L6形成接合透镜CL2。通过正弯月透镜L7和负弯月透镜L8形成接合透镜CL3。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于正弯月透镜L7的物体侧面。
(实施例8)
对实施例8所涉及的内窥镜用物镜光学系统进行说明。实施例8的内窥镜用物镜光学系统具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3。
第一透镜组G1具有物体侧为平面的平凹负透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3。在此，通过双凹负透镜L2和双凸正透镜L3形成接合透镜CL1。
第二透镜组G2具有使凸面朝向物体侧的正弯月透镜L4。
第三透镜组G3具有双凸正透镜L5、双凸正透镜L6以及使凸面朝向像侧的负弯月透镜L7。在此，通过双凸正透镜L6和负弯月透镜L7形成接合透镜CL2。
孔径光圈S配置于第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在聚焦时，第二透镜组G2移动。在从聚焦于远距离物体的状态向近距离物体聚焦时，第二透镜组G2向像侧移动。
在平凹负透镜L1的像侧配置有平行平板F1。在第三透镜组G3的像侧配置有平行平板F2、平行平板F3、棱镜P以及护罩玻璃CG。
非球面设置于双凸正透镜L5的物体侧面和双凸正透镜L6的物体侧面。
下面，示出上述各实施例的数值数据。在面数据中，r为各透镜面的曲率半径，d为各透镜面间的间隔，ne为各透镜的针对e线的折射率，νd为各透镜的阿贝数，*记号为非球面。光圈为孔径光圈。
在各种数据中，OBJ为物距，f为针对e线的焦距，Fno为光圈值，ω为半视角，IH为像高。焦距和光圈值分别为通常观察的焦距和通常观察的光圈值。在近距观察状态中，能够进行放大观察。
另外，在将光轴方向取为z、将与光轴正交的方向取为y、将圆锥系数设为k、将非球面系数设为A4、A6、A8、A10、A12…时，非球面形状通过下式来表示。
z＝(y2/r)/[1+{1-(1+k)(y/r)2}1/2]
+A 4y4+A 6y6+A 8y8+A 10y10+A 12y12+…
另外，在非球面系数中，“e-n”(n为整数)表示“10-n”。
数值实施例1
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000201
非球面数据
第14面
k＝-34.9348
A4＝-1.6411e-02，A6＝1.8958e-03，A8＝-5.5499e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000211
数值实施例2
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000221
非球面数据
第14面
k＝363.9601
A4＝-1.7143e-02，A6＝-2.7983e-04，A8＝6.2807e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000231
数值实施例3
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000241
非球面数据
第14面
k＝129.6954
A4＝-1.3827e-02，A6＝3.0751e-04，A8＝1.4007e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000251
数值实施例4
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000261
非球面数据
第14面
k＝303.7869
A4＝-1.3218e-02，A6＝2.5417e-05，A8＝2.5201e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000271
数值实施例5
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000281
非球面数据
第14面
k＝237.0071
A4＝-1.5143e-02，A6＝1.2981e-03，A8＝-3.8382e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000291
数值实施例6
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000301
非球面数据
第11面
k＝-5.9414
第13面
k＝341.6896
A4＝-1.4297e-02，A6＝7.3030e-04，A8＝7.3026e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000311
数值实施例7
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000321
非球面数据
第14面
k＝237.0218
A4＝-1.4900e-02，A6＝1.4311e-03，A8＝-6.0966e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000331
数值实施例8
单位mm
面数据
Figure BDA0002550043260000341
非球面数据
第11面
k＝-58413
第13面
k＝341.6894
A4＝-1.4541e-02，A6＝8.1408e-04，A8＝9.0620e-04
各种数据
Figure BDA0002550043260000351
接着，在下面列举各实施例中的条件式的值。
Figure BDA0002550043260000352
以上对本发明的各种实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于这些实施方式，在不脱离其宗旨的范围内将这些实施方式的结构适当组合所构成的实施方式也属于本发明的范畴。
(附记)
此外，基于这些实施例导出以下结构的发明。
(附记项)
第一透镜组由从物体侧起配置的负透镜和接合透镜组成，
负透镜的像侧面为在像侧凹下的面，
接合透镜的物体侧面为在物体侧凹下的面，
第二透镜组由正透镜组成，
正透镜的像侧的面为在像侧凹下的面，
在从远距离物体向近距离物体聚焦时，第二透镜组从物体侧向像侧移动。
产业上的可利用性
本发明对于具有足够的后焦距、并且光学系统的全长短、良好地校正各像差的内窥镜用物镜光学系统是有用的。
附图标记说明
G1：第一透镜组；G2：第二透镜组；G3：第三透镜组；L1～L8：透镜；CL1、CL2、CL3：接合透镜；S：孔径光圈；I：像面；F1、F2、F3、CG：平行平板；AX：光轴；P、P1、P2：棱镜；A、B：光路；WL：1/4波片；REF：反射元件；Rs1、Rs2：反射面；IM：摄像元件。

Claims (5)

1.一种物镜光学系统，其特征在于，
具备从物体侧向像侧依次配置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，
在聚焦时，所述第二透镜组沿光轴方向移动，
所述第三透镜组具有从物体侧向像侧配置的前组和后组，
所述前组由正折射力的接合透镜组成，或者由正折射力的单透镜组成，
所述后组由正折射力的接合透镜组成，
所述物镜光学系统满足下面的条件式(1)，
0.45＜d3t/f32＜0.8 (1)
在此，
d3t为从所述前组的位于最靠物体侧的位置的透镜面到所述后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离，
f32为所述后组的焦距，
其中，所述第一透镜组由从物体侧向像侧依次配置的负的第一透镜、负的第二透镜以及正的第三透镜构成，所述第二透镜与所述第三透镜构成接合透镜，所述第二透镜组由正的第四透镜构成。
2.根据权利要求1所述的物镜光学系统，其特征在于，
所述物镜光学系统满足下面的条件式(2)，
1.2＜f31/f32＜5.0 (2)
在此，
f31为所述前组的焦距。
3.根据权利要求1所述的物镜光学系统，其特征在于，
所述物镜光学系统满足下面的条件式(3)，
0.28＜d3p/f32＜0.5 (3)
在此，
d3p为从所述前组的位于最靠像侧的位置的透镜面到所述后组的位于最靠物体侧的位置的透镜面的距离。
4.根据权利要求2所述的物镜光学系统，其特征在于，
所述物镜光学系统满足下面的条件式(4)，
2.3＜f3/f＜3.2 (4)
在此，
f3为所述第三透镜组的焦距，
f为通常观察时的所述物镜光学系统的焦距。
5.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜具有根据权利要求1至4中的任一项所述的物镜光学系统。
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