CN111656244A - 内窥镜用光学系统及内窥镜 - Google Patents

内窥镜用光学系统及内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN111656244A
CN111656244A CN201980009777.5A CN201980009777A CN111656244A CN 111656244 A CN111656244 A CN 111656244A CN 201980009777 A CN201980009777 A CN 201980009777A CN 111656244 A CN111656244 A CN 111656244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical system
positive
endoscope
image
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.)
Pending
Application number
CN201980009777.5A
Other languages
English (en)
Inventor
藤井宏明
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.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya 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 Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Publication of CN111656244A publication Critical patent/CN111656244A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Abstract

光学系统从物体侧起依次具备第一透镜组、光圈、第二透镜组，所述第一透镜组具有在物体侧具有凸面的负的弯月透镜和单面为平面的正透镜或平板，所述第二透镜组具有正透镜和接合透镜。光学系统满足1.2≤SF1≤1.35、1.5≤DF/f≤2.5、0.15≤DFa/DF≤0.3。SF1为(rp1+rp2)/(rp1‑rp2)，rp1[mm]及rp2[mm]为所述弯月透镜的物体侧及像侧的曲率半径，f[mm]为整个系统的合成焦距，DF为所述弯月透镜的物体侧的面与所述光圈之间的距离，DFa为所述弯月透镜的像侧的面与所述光圈之间的空气间隔的距离之和。

Description

内窥镜用光学系统及内窥镜
技术领域
本发明涉及用于内窥镜物镜单元的内窥镜用光学系统及内窥镜。
背景技术
现今，为了检查人体内部的生物体组织而使用内窥镜。内窥镜在插入到人体内的插入部的前端部具备对通过照明光照明的生物体组织进行摄像的摄像元件及附带于摄像元件的物镜单元。为了使前端部小型化，要求物镜单元尺寸极小，并具有高光学性能。
作为物镜单元所要求的光学性能，包括具有宽视角(例如，视角为150度以上，甚至为160度以上，小于180度)、抑制被摄体的像的周边光量的降低以及使透镜像差在适当的范围内。另外，在内窥镜的物镜单元中，也要求减小透镜的外径。
关于这种物镜单元，已知有如下内窥镜摄像单元：图像的中心和周边的倍率的平衡良好，外径细，由构件或组装的偏差引起的视角的变动小，最大视角为150度以上(专利文献1)。
该内窥镜摄像单元的物镜光学系统包括球面透镜和平行平面板，由包含凸面朝向物体侧的具有负折射力的弯月形状的第一透镜且整体具有负折射力的第一组、包含至少一片凸透镜且整体具有正折射力的第二组和配置在第一组与第二组之间的亮度光圈构成。物镜光学系统的焦距、在固体摄像元件的显示区域内的最大像高、第一组的焦距和从第一组的第一透镜的像侧的面到亮度光圈为止的光轴上的空气换算长度之间具有规定的关系。
专利文献1：日本专利第4575198号公报
但是，在上述物镜光学系统中，由于组装时的构件或物镜光学系统的位置的偏差，不能充分抑制视角的变动。因此，难以获得目标视角。因此，上述物镜光学系统不能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的构件或光学系统的位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种内窥镜用光学系统及内窥镜，能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的光学系统或构件的配置位置的偏差引起的相对于目标性能的误差变动。
本发明的一个方案是用于内窥镜物镜单元的内窥镜用光学系统。该内窥镜用光学系统，
从物体侧起依次具备第一透镜组、光圈、第二透镜组，
所述第一透镜组从物体侧起依次具有：
弯月透镜，具有负光焦度，在物体侧具有凸面；
正透镜或平板，所述正透镜具有正光焦度且至少单面为平面，
所述第二透镜组从物体侧起依次具有：
具有正光焦度的正透镜；
接合透镜，将具有负光焦度的负透镜及具有正光焦度的正透镜、或者具有正光焦度的正透镜及具有负光焦度的负透镜接合而成。
所述内窥镜用光学系统满足以下内容：
式(1)：1.2≤SF1≤1.35，
式(2)：1.5≤DF/f≤2.5，
式(3)：0.15≤DFa/DF≤0.3，
(SF1为SF1＝(rp1+rp2)/(rp1-rp2)，rp1[mm]及rp2[mm]分别为所述弯月透镜的物体侧的面的曲率半径及像侧的面的曲率半径，f[mm]是整个系统的合成焦距，DF是从所述弯月透镜的物体侧的面到所述光圈之间的光轴上的距离，DFa是从所述弯月透镜的像侧的面到所述光圈之间的所述光轴上的空气间隔的距离之和)。
优选所述DFa/DF为0.2以上且0.25以下。
优选满足式(4)：0.35≤DFa/f≤0.6。
此外，DF/f优选为1.8以上且2.5以下，更优选为1.9以上且2.5以下。
本发明的一个方案也是用于内窥镜物镜单元的内窥镜用光学系统。该内窥镜用光学系统，
从物体侧起依次具备第一透镜组、光圈、第二透镜组，
所述第一透镜组从物体侧起依次具备：
弯月透镜，具有负光焦度，在物体侧具有凸面；
正透镜或平板，所述正透镜具有正光焦度且至少单面为平面，
所述第二透镜组从物体侧起依次具有：
具有正光焦度的正透镜；
接合透镜，将具有负光焦度的负透镜及具有正光焦度的正透镜、或者具有正光焦度的正透镜及具有负光焦度的负透镜接合而成。
所述内窥镜用光学系统满足以下内容：
式(1)：1.2≤SF1≤1.35，
式(2)：1.5≤DF/f≤2.5，
式(4)：0.35≤DFa/f≤0.6，
(SF1为SF1＝(rp1+rp2)/(rp1-rp2)，rp1[mm]及rp2[mm]分别为所述弯月透镜的物体侧的面的曲率半径及像侧的面的曲率半径，f[mm]是整个系统的合成焦距，DF是从所述弯月透镜的物体侧的面到所述光圈之间的光轴上的距离，DFa是从所述弯月透镜的像侧的面到所述光圈之间的所述光轴上的空气间隔的距离之和)。
此时，优选满足式(3)：0.15≤DFa/DF≤0.3。
优选所述第一透镜组中的所述正透镜或所述平板的物体侧的面与所述弯月透镜的像侧的面的一部分抵接。
本发明的一个方案是一种内窥镜，其特征在于，具备：所述内窥镜用光学系统；以及摄像元件，构成为接收通过所述内窥镜用光学系统成像的物体的像。
根据上述的内窥镜用光学系统及内窥镜，能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的光学系统或构件的配置位置的偏差引起的相对于目标性能的误差变动。
附图说明
图1是示意性地表示搭载了本实施方式的内窥镜用光学系统的内窥镜的结构的一例的图。
图2是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的一例的图。
图3的(a)～(d)是图2所示透镜结构的实施例1的各种像差图。
图4是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的另一例的图。
图5的(a)～(d)是图4所示透镜结构的实施例2的各种像差图。
图6是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的另一例的图。
图7的(a)～(d)是图6所示透镜结构的实施例3的各种像差图。
图8是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的另一例的图。
图9的(a)～(d)是图8所示透镜结构的实施例4的各种像差图。
图10是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的另一例的图。
图11的(a)～(d)是图10所示的透镜结构的实施例5的各种像差图。
图12是表示一实施方式的内窥镜用光学系统的透镜结构的另一例的图。
图13的(a)～(d)是图12所示透镜结构的实施例6的各种像差图。
具体实施方式
以下，参照附图对一实施方式的内窥镜用光学系统及内窥镜进行说明。图1是表示一实施方式所涉及的内窥镜1的外观的外观图。
如图1所示，内窥镜1具备由具有挠性的护套11a外装的插入部挠性管11。设置在插入部挠性管11的前端部分的弯曲部14根据来自与插入部挠性管11的基端连结的手操作部13的、弯曲操作旋钮13a的旋转操作而弯曲。弯曲机构是组装在一般的内窥镜中的公知的机构，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。弯曲部14的前端连结有由具有硬质性的树脂制壳体外装的前端部12的基端。在插入部挠性管11、前端部12以及弯曲部14被插入到体腔内的状态下，前端部12的方向根据弯曲操作旋钮13a的旋转操作所引发的弯曲动作而变化，从而基于内窥镜1的摄影区域移动。
在这样的前端部12的树脂制壳体的内部组装有内窥镜用光学系统100，该内窥镜用光学系统100具有宽视角，保持适合于观察的透镜性能，作为物镜单元使用。内窥镜用光学系统100由于要采集摄影区域中的被摄体的图像数据，因此使来自被摄体的光的像在摄像元件(省略图示)的受光面上成像并使摄像元件接收光。作为摄像元件，例如可以举出CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器。
图2是表示一实施方式的内窥镜用光学系统100的结构的一例的图。如图2所示，内窥镜用光学系统100从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。
第一透镜组G1从物体侧起依次具有：作为具有负光焦度且在物体侧具有凸面的弯月透镜的透镜L1和平板L2。需要指出，在后述的各种变形的透镜结构中，能够使用具有正光焦度且至少单面为平面的正透镜代替平板L2，因此也使用相同符号“L2”将平板L2和上述正透镜统一称为光学部件L2。光学部件L2根据情况也称为平板L2或作为正透镜的透镜L2。
第二透镜组G2从物体侧起依次具有：作为具有正光焦度的正透镜的透镜L3和将具有负光焦度的负透镜L4及具有正光焦度的正透镜L5接合而成的接合透镜CL。需要指出，接合透镜CL将负透镜L4配置在物体侧，将正透镜L5配置在像侧，但在一实施方式中，也可以将正透镜L5配置在物体侧，将负透镜L4配置在像侧。
光圈S是具有以光轴AX为中心的规定的圆形开口的板状部件。光圈S的厚度与构成内窥镜用光学系统100的各光学透镜的厚度相比非常薄。
第二透镜组G2的后段设置有摄像元件用的色校正滤光片F及盖玻片CG，色校正滤光片F粘接于盖玻片CG。图2中的“×”表示光轴AX上的成像位置。
这样的透镜结构的内窥镜用光学系统100满足下述式(1)～(3)。
式(1)：1.2≤SF1≤1.35
式(2)：1.5≤DF/f≤2.5
式(3)：0.15≤DFa/DF≤0.3
这里，SF1为SF1＝(rp1+rp2)/(rp1-rp2)，rp1[mm]为透镜L1的物体侧的面的曲率半径，rp2[mm]为透镜L1的像侧的面的曲率半径，f[mm]为整个系统的合成焦距，DF为从透镜L1的物体侧的面到光圈S之间的光轴AX上的距离，DFa为从透镜L1的像侧的面到光圈S之间的光轴AX上的空气间隔的距离之和。
在本实施方式中，由于使作为弯月透镜的透镜L1的物体侧的面为凸面，所以能够抑制由表面反射引起的周边光量的降低。此时，根据式(1)，规定透镜L1的物体侧的凸面和像侧的凹面的形状。根据该规定，即使是大视场角(例如80度以上的视场角)的入射光，也能够抑制向透镜L1的入射角，进而能够降低像的失真。当SF1小于1.2时，由于透镜L1的物体侧的面接近平面，所以入射到该面的入射角大的光(从大视场角的方向入射的光)的表面反射变大，周边光量容易不足。当SF1超过1.35时，前端部12的前端面、即透镜L1的物体侧的凸面的突出量增大，异物容易附着于透镜L1的凸面，此外，作为前端面的透镜L1的凸面的清洗变得困难，使用便利性变差。进而，第一透镜组G1的外径(有效直径)变大，不适于前端部12的小型化。因此，确定透镜L1的形状的SF1为1.2以上且1.35以下。
式(2)表示将第一透镜组G1的沿着光轴AX的长度(从透镜L1的物体侧的面到光圈S之间的光轴AX上的距离)即DF除以整个系统的合成焦距f的比的范围，主要设定为缩短DF。通过以满足式(2)的方式设定DF，能够抑制第一透镜组G1的长度，抑制透镜L1的外径(有效直径)的增大。当DF/f为1.5以上时，第一透镜组G1的长度变长，透镜L1的负光焦度变小，能够减小透镜L1的形状误差的偏差及组装时的光学部件或构件的配置位置的偏差引起的透镜性能相对于透镜性能目标的误差的灵敏度，另外，能够减小像的失真，适于由内窥镜1观察被摄体。当DF/f为2.5以下时，由于第一透镜组G1的上述长度受到限制，因此能够抑制第一透镜组G1的外径(有效直径)，能够使前端部12小型化。从上述观点出发，DF/f优选为1.8以上且2.5以下，更优选为1.9以上且2.5以下。
式(3)规定为缩短第一透镜组G1的空气间隔的长度DFa，使DFa/DF在规定的范围内。当DFa/DF为0.15以上时，能够抑制透镜L1，甚至是透镜L2(正透镜的情况)的光焦度。其结果是，能够减小透镜L1、L2的形状误差的偏差及组装时的光学部件或构件的配置位置的偏差引起的透镜性能相对于透镜性能目标的误差的灵敏度，进而，能够使像的失真变小，适于由内窥镜1观察被摄体。当DFa/DF为0.3以下时，容易使透镜L1、透镜L2、甚至是透镜L3局部抵接组装，难以产生上述组装时的配置位置的偏差，此外，能够缩短第一透镜组G1的长度，抑制第一透镜组G1的外径(有效直径)，能够使前端部12小型化。
在本实施方式的透镜结构中，当透镜L2的物体侧的面为平面时，如图2所示，能够使该平面与像侧的凹面的外周侧的平面抵接而组装到前端部12内，因此能够抑制组装时的光学部件的配置位置的偏差。
另外，当透镜L2的像侧的面为平面时，能够缩短与透镜L3的间隔距离，使透镜的相对的面彼此抵接而组装到前端部12内，因此能够抑制组装时的光学部件的配置位置的偏差。
这样，根据本实施方式的透镜结构，即使具有视角为150度以上、优选为160度以上的宽视角，由于透镜L1的像侧的面为满足式(1)的凸面，所以能够抑制周边光量不足。进而，能够降低像的失真。另外，根据式(2)、(3)，能够抑制透镜L1的外径(有效直径)，能够使透镜L1的物体侧的面的有效半径低于最大像高。另外，由于能够使透镜的一部分彼此抵接而组装于前端部12，因此与使用用于配置透镜的机械构件的情况相比，能够抑制组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差，能够抑制相对于包括视角的目标性能的误差的变动。本实施方式的透镜结构如后所述，能够得到适合于内窥镜1的透镜像差。
根据一实施方式，优选的是，代替式(3)，DFa/DF为0.2以上且0.25以下。由此，式(3)的上述效果进一步提高。
另外，在本实施方式的透镜结构中，也可以使用下述式(4)代替上述式(1)～(3)中的式(3)。另外，根据一实施方式，优选的是，除式(1)～(3)之外，还满足式(4)。
式(4)：0.35≤DFa/f≤0.6
式(4)规定为缩短第一透镜组G1的空气间隔的长度DFa，使DFa/f在规定的范围内。通过内窥镜用光学系统100满足式(4)，来减小透镜L1、L2的形状误差的偏差及组装时的光学部件的配置位置的偏差引起的透镜性能相对于透镜性能目标的误差的灵敏度，进而抑制像的失真。另外，由于能够使透镜彼此局部抵接而组装，所以组装时的光学部件或构件的配置位置的偏差变小。进而，能够缩短第一透镜组G1的长度，减小第一透镜组G1的外径(有效直径)。
如上所述，从能够减小透镜组装时的光学部件或构件的配置位置的偏差的观点出发，优选第一透镜组G1中的光学部件L2(正透镜或平板)的物体侧的面与透镜L1的像侧的面的一部分抵接。
在上述内窥镜用光学系统100的图2所示的透镜结构中，在透镜L1的像侧使用平板L2，但也可以使用至少单面为平面的具有正光焦度的透镜L2来代替平板L2。
根据一实施方式，透镜L2是物体侧的面为凸面，像侧的面为平面的正透镜。另外，根据另一实施方式，透镜L2是物体侧的面为平面，像侧的面为凸面的正透镜。
以下，使用各种实施例说明透镜性能。
(实施例1)
将图2所示的内窥镜用光学系统100的结构用作实施例1。
实施例1的具体数值(设计值)如表1所示。表1的上栏(面数据)所示的面编号NO除了与光圈S对应的面编号5之外，与图2中的面符号rn(n为自然数)对应。在表1的上栏中，R[mm]表示包括透镜的光学部件的各面的曲率半径，D[mm]表示光轴AX上的光学部件的厚度或光学部件间隔，N(d)表示d线(波长588nm)的折射率，VD表示d线的阿贝数。表1中，面编号NO为n时的D与图2所示的Dn(n为自然数)对应。图2示出了D尺寸的位置。如图2所示，Dn是指面符号rn和面符号r(n+1)之间的间隔。当Dn为光学部件间距离时，为空气间隔。表1的下栏(各种数据)分别表示实施例1的规格(有效F数、整个系统的焦距[mm]、光学倍率、半视场角[度]、像高[mm])。
关于实施例1的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表1]
Figure BDA0002598048870000101
图3的(a)～(d)是实施例1的各种像差图。图3的(a)表示在d线(波长588nm)、g线(波长436nm)、C线(波长656nm)的球面像差和轴向色差。图3的(b)表示在d线、g线、C线的倍率色差。在图3的(a)、(b)中，实线表示d线的像差，虚线表示g线的像差，点划线表示C线的像差。图3的(c)表示像散。在图3C中，实线表示弧矢分量“S”，虚线表示子午分量“M”。图3的(d)表示畸变。图3的(a)～(c)的纵轴表示像高，横轴表示像差量。图3(d)的纵轴表示像高，横轴表示失真率(表示为％)。需要指出，关于实施例1的表1或图3的(a)～(d)的符号或语句的说明，在以后的实施例的各表或各图中也适用。
在实施例1中，能够使半视场角为87.3度(视角174.6度)，同时抑制透镜L1的有效直径(外径)，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图3的(a)～(d))。因此，实施例1能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
(实施例2)
将图4所示的内窥镜用光学系统100的透镜结构用作实施例2。图4是表示内窥镜用光学系统100的结构的另一例的图。实施例2的内窥镜用光学系统100与实施例1的透镜结构相同，从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。在实施例2的透镜结构中，与实施例1的透镜结构的不同点在于，使用物体侧的面为凸面、像侧的面为平面的正透镜代替平板L2，其他尺寸也不同。该正透镜使用与图2所示的平板L2相同的符号作为透镜L2。
实施例2的具体数值(设计值)如表2所示。表2示出与表1相同的项目。
关于实施例2的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表2]
Figure BDA0002598048870000121
图5的(a)～(d)是实施例2的各种像差图。图5的(a)～(d)分别与图3的(a)～(d)相同，表示球面像差及轴向色差、倍率色差、像散以及畸变。
在实施例2中，也能够使半视场角为85.2度(视角170.4度)，同时抑制透镜L1的有效直径，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图5的(a)～(d))。因此，实施例2能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
(实施例3)
将图6所示的内窥镜用光学系统100的透镜结构用作实施例3。图6是表示内窥镜用光学系统100的另一透镜结构的一例的图。实施例3的内窥镜用光学系统100与实施例1的透镜结构相同，从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。
在实施例3的透镜结构中，与实施例1的透镜结构的不同点在于，使用物体侧的面为凸面、像侧的面为平面的正透镜代替平板L2，其他尺寸也不同。该正透镜使用与图2所示的平板L2相同的符号作为透镜L2。实施例3的透镜L2的物体侧的凸面的曲率半径R3比实施例2的透镜L2的物体侧的凸面的曲率半径R3大。
实施例3的具体数值(设计值)如表3所示。表3示出与表1相同的项目。
关于实施例3的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表3]
Figure BDA0002598048870000131
图7的(a)～(d)是实施例3的各种像差图。图7的(a)～(d)分别与图3的(a)～(d)相同，表示球面像差及轴向色差、倍率色差、像散以及畸变。
在实施例3中，也能够使半视场角为80.0度(视角160.0度)，同时抑制透镜L1的有效直径，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图7的(a)～(d))。因此，实施例3能够在小型的同时具有宽视角，抑制由组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
(实施例4)
将图8所示的内窥镜用光学系统100的透镜结构用作实施例4。图8是表示内窥镜用光学系统100的另一透镜结构的一例的图。实施例4的内窥镜用光学系统100与实施例2所示的透镜结构相同，从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。
在实施例4的透镜结构中，与实施例2的结构的不同点在于，使用物体侧的面为平面、像侧的面为凸面的正透镜代替平板L2，另外，其他尺寸也不同。该正透镜使用与图2所示的平板L2相同的符号作为透镜L2。
实施例4的具体数值(设计值)如表4所示。表4示出与表1相同的项目。
关于实施例4的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表4]
Figure BDA0002598048870000151
图9的(a)～(d)是实施例4的各种像差图。图9的(a)～(d)分别与图3的(a)～(d)相同，表示球面像差及轴向色差、倍率色差、像散以及畸变。
在实施例4中，也能够使半视场角为84.5度(视角169.0度)，同时抑制透镜L1的有效直径，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图9(a)～(d))。因此，实施例4能够在小型的同时具有宽视角，抑制组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
(实施例5)
将图10所示的内窥镜用光学系统100的透镜结构用作实施例5。图10是表示内窥镜用光学系统100的另一透镜结构的一例的图。实施例5的内窥镜用光学系统100与实施例的透镜结构相同，从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。
在实施例5的透镜结构中，与实施例1的透镜结构的不同点在于，使用物体侧的面为平面、像侧的面为凸面的正透镜代替平板L2，另外，其他透镜的尺寸也不同。该正透镜使用与图2所示的平板L2相同的符号作为透镜L2。实施例5的透镜L2的物体侧的凸面的曲率半径R4比实施例4的表4所示的透镜L2的物体侧的凸面的曲率半径R4大，其他尺寸也与实施例4的透镜的尺寸不同。
实施例5的具体数值(设计值)如表5所示。表5示出与表1相同的项目。
关于实施例5的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表5]
Figure BDA0002598048870000161
图11的(a)～(d)是实施例5的各种像差图。图11的(a)～(d)分别与图3的(a)～(d)相同，表示球面像差及轴向色差、倍率色差、像散以及畸变。
在实施例5中，也能够使半视场角为88.1度(视角176.2度)，同时抑制透镜L1的有效直径，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图11的(a)～(d))。因此，实施例5能够在小型的同时具有宽视角，抑制组装时的构件或光学部件的配置位置的偏差引起的相对于包括视角的目标性能的误差变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
(实施例6)
将图12所示的内窥镜用光学系统100的透镜结构用作实施例6。图12是表示内窥镜用光学系统100的另一透镜结构的一例的图。实施例6的内窥镜用光学系统100与实施例1的透镜结构相同，从物体(被摄体)侧起依次具备第一透镜组G1、光圈S、第二透镜组G2。
在实施例6的透镜结构中，与实施例1的透镜结构的不同点在于，使各透镜的尺寸不同。
实施例6的具体数值(设计值)如表6所示。表6示出与表1相同的项目。
关于实施例6的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f，如后所述(参照表7)，满足式(1)～(3)以及(4)。
[表6]
Figure BDA0002598048870000181
图13的(a)～(d)是实施例6的各种像差图。图13的(a)～(d)分别与图3的(a)～(d)相同，表示球面像差及轴向色差、倍率色差、像散以及畸变。
在实施例6中，也能够使半视场角为82.1度(视角164.2度)，同时抑制透镜L1的有效直径，成为抑制了内窥镜用光学系统100整体的径向的尺寸的结构。而且，良好地抑制了像差(参照图13的(a)～(d))。因此，实施例6能够在小型的同时具有宽视角，抑制由构件或组装时的光学部件的位置的偏差引起的视角的变动，适合作为内窥镜1的物镜单元。
表7表示各实施例的SF1、DF/f、DFa/DF以及DFa/f的数值。
如表7所示，实施例1～7均满足式(1)～(4)。
[表7]
Figure BDA0002598048870000191
以上对本发明的内窥镜用光学系统及内窥镜进行了详细说明，但本发明的内窥镜用光学系统及内窥镜不限于上述实施方式或实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种改良或变更。
符号说明
1…内窥镜，11…插入部挠性管，11a…护套，12…前端部，13…手操作部，13a…弯曲操作旋钮，14…弯曲部，100…内窥镜用变倍光学系统。

Claims (5)

1.一种内窥镜用光学系统，用于内窥镜物镜单元，
从物体侧起依次具备第一透镜组、光圈、第二透镜组，
所述第一透镜组从物体侧起依次具有：
弯月透镜，具有负光焦度，在物体侧具有凸面；
正透镜或平板，所述正透镜具有正光焦度且至少单面为平面，
所述第二透镜组从物体侧起依次具有：
正透镜，具有正光焦度；
接合透镜，将具有负光焦度的负透镜及具有正光焦度的正透镜、或者具有正光焦度的正透镜及具有负光焦度的负透镜接合而成，
所述内窥镜用光学系统满足：
式(1)：1.2≤SF1≤1.35，
式(2)：1.5≤DF/f≤2.5，
式(3)：0.15≤DFa/DF≤0.3，
其中，SF1为SF1＝(rp1+rp2)/(rp1-rp2)，rp1及rp2分别为所述弯月透镜的物体侧的面的曲率半径及像侧的面的曲率半径，f是整个系统的合成焦距，DF是从所述弯月透镜的物体侧的面到所述光圈之间的光轴上的距离，DFa是从所述弯月透镜的像侧的面到所述光圈之间的所述光轴上的空气间隔的距离之和，rp1、rp2及f的单位是mm。
2.根据权利要求1所述的内窥镜用光学系统，其中，所述DFa/DF为0.2以上且0.25以下。
3.一种内窥镜用光学系统，用作内窥镜物镜单元，
从物体侧起依次具备第一透镜组、光圈、第二透镜组，
所述第一透镜组从物体侧起依次具有：
弯月透镜，具有负光焦度，在物体侧具有凸面；
正透镜或平板，所述正透镜具有正光焦度且至少单面为平面，
所述第二透镜组从物体侧起依次具有：
正透镜，具有正光焦度；
接合透镜，将具有负光焦度的负透镜及具有正光焦度的正透镜接合而成，
所述内窥镜用光学系统满足以下内容：
式(1)：1.2≤SF1≤1.35，
式(2)：1.5≤DF/f≤2.5，
式(4)：0.35≤DFa/f≤0.6，
其中，SF1为SF1＝(rp1+rp2)/(rp1-rp2)，rp1及rp2分别为所述弯月透镜的物体侧的面的曲率半径及像侧的面的曲率半径，f是整个系统的合成焦距，DF是从所述弯月透镜的物体侧的面到所述光圈之间的光轴上的距离，DFa是从所述弯月透镜的像侧的面到所述光圈之间的所述光轴上的空气间隔的距离之和，rp1、rp2及f的单位是mm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内窥镜用光学系统，其中，所述第一透镜组的所述正透镜或所述平板的物体侧的面与所述弯月透镜的像侧的面的一部分抵接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内窥镜用光学系统，其特征在于，具备摄像元件，所述摄像元件构成为接收通过所述内窥镜用光学系统成像的物体的像。
CN201980009777.5A 2018-02-13 2019-02-06 内窥镜用光学系统及内窥镜 Pending CN111656244A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-023348 2018-02-13
JP2018023348 2018-02-13
PCT/JP2019/004186 WO2019159778A1 (ja) 2018-02-13 2019-02-06 内視鏡用光学系及び内視鏡

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111656244A true CN111656244A (zh) 2020-09-11

Family

ID=67619913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980009777.5A Pending CN111656244A (zh) 2018-02-13 2019-02-06 内窥镜用光学系统及内窥镜

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2019159778A1 (zh)
CN (1) CN111656244A (zh)
WO (1) WO2019159778A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060203361A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Takayuki Kato Image pickup unit for endoscope
JP2009151191A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡用対物レンズ
US20100305405A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Fujifilm Corporation Objective lens for endoscope and endoscope
JP2012103721A (ja) * 2012-01-06 2012-05-31 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡用対物レンズ
CN102918441A (zh) * 2010-06-01 2013-02-06 Hoya株式会社 内窥镜用物镜及内窥镜
CN107272150A (zh) * 2016-04-04 2017-10-20 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7821720B2 (en) * 2008-05-22 2010-10-26 General Electric Company Endoscope objective lens with large entrance pupil diameter and high numerical aperture

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060203361A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Takayuki Kato Image pickup unit for endoscope
JP2009151191A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡用対物レンズ
US20100305405A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Fujifilm Corporation Objective lens for endoscope and endoscope
CN102918441A (zh) * 2010-06-01 2013-02-06 Hoya株式会社 内窥镜用物镜及内窥镜
JP2012103721A (ja) * 2012-01-06 2012-05-31 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡用対物レンズ
CN107272150A (zh) * 2016-04-04 2017-10-20 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019159778A1 (ja) 2019-08-22
JPWO2019159778A1 (ja) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5601924B2 (ja) 内視鏡用変倍光学系、及び内視鏡
JP6636128B2 (ja) 内視鏡用変倍光学系、内視鏡及び内視鏡システム
JP4265909B2 (ja) 内視鏡用対物レンズ
JP2697822B2 (ja) 内視鏡対物レンズ
JP6674450B2 (ja) 内視鏡用変倍光学系、及び内視鏡
US7085064B2 (en) Object lens and endoscope using it
US8243129B2 (en) Objective lens and endoscope apparatus
JP5653243B2 (ja) 内視鏡用光学系、及び内視鏡
EP2579083A1 (en) Objective lens for endoscope, and endoscope
WO2017043351A1 (ja) 内視鏡用変倍光学系、及び内視鏡
JP6046322B1 (ja) 内視鏡用変倍光学系及び内視鏡
US10488635B2 (en) Image pickup apparatus
JP2011013647A (ja) 内視鏡用対物レンズ、及び内視鏡
JP2018138983A (ja) 撮像装置
CN111856709A (zh) 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
CN107703606B (zh) 内窥镜用物镜光学系统以及内窥镜
CN115586624A (zh) 成像镜组、内窥镜物镜及内窥镜
JP6754916B2 (ja) 内視鏡用変倍光学系及び内視鏡
JP2019049681A (ja) 内視鏡用対物レンズユニット及び内視鏡
CN111656244A (zh) 内窥镜用光学系统及内窥镜
WO2023100350A1 (ja) 内視鏡対物光学系及びそれを備えた内視鏡
WO2019054308A1 (ja) 内視鏡用対物レンズユニット及び内視鏡
WO2023012866A1 (ja) 内視鏡用対物光学系、撮像ユニット、及び内視鏡
JP7430966B2 (ja) 撮像光学系、及びそれを備えた撮像装置

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200911

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication