CN111856709A - 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜 - Google Patents

内窥镜用物镜光学系统及内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN111856709A
CN111856709A CN202010330018.3A CN202010330018A CN111856709A CN 111856709 A CN111856709 A CN 111856709A CN 202010330018 A CN202010330018 A CN 202010330018A CN 111856709 A CN111856709 A CN 111856709A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical system
objective optical
endoscope
endoscopic
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.)
Granted
Application number
CN202010330018.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111856709B (zh
Inventor
井上和纪
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 CN111856709A publication Critical patent/CN111856709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111856709B publication Critical patent/CN111856709B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • 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
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • 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
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • 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
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • 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
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • 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
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only

Abstract

本发明提供一种具有广视角、构成为小型且保持良好的光学性能的内窥镜用物镜光学系统及具备该内窥镜用物镜光学系统的内窥镜。内窥镜用物镜光学系统从物体侧依次包括负前组、孔径光阑及正后组。前组的最靠物体侧的透镜为凹面朝向像侧的负透镜，前组的从物体侧起第2个透镜为凹面朝向物体侧的负透镜。后组具备从物体侧依次接合正透镜与负透镜的接合透镜。内窥镜用物镜光学系统满足与整个系统的焦距、前组的焦距及从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面的距离相关的预先设定的条件式。

Description

内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
技术领域
本发明涉及一种内窥镜用物镜光学系统及内窥镜。
背景技术
以往，作为内窥镜用物镜光学系统提出有各种透镜系统。下述专利文献1中记载有从物体侧依次包括具有负屈光力的前组、孔径光阑及具有正屈光力的后组的内窥镜物镜光学系统。下述专利文献2中记载有从物体侧依次具备具有负屈光力的前组、孔径光阑及具有正屈光力的后组的内窥镜物镜透镜。下述专利文献3中记载有从物体侧依次由具有屈光力排列成负正的两个透镜的第1组、光圈及具有正屈光力的第2组构成并且假定成分光内窥镜的物镜光学系统。
专利文献1：国际公开第2018/061385号
专利文献2：日本专利第5537750号公报
专利文献3：日本专利第4675348号公报
内窥镜用物镜光学系统要求具有广视角以便能够观察广范围且各像差得到校正以便能够准确地确定病变部等而具有良好的光学性能。
另一方面，为了减轻患者的负担要求内窥镜用物镜光学系统构成为小型。
然而，专利文献1、专利文献2及专利文献3中所记载的透镜系统不能说总长度足够短。
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具有广视角、构成为小型且保持良好的光学性能的内窥镜用物镜光学系统及具备该内窥镜用物镜光学系统的内窥镜。
本发明的一方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的前组、孔径光阑及具有正屈光力的后组，前组的最靠物体侧的透镜为凹面朝向像侧的具有负屈光力的第1透镜，前组的从物体侧起第2个透镜为凹面朝向物体侧的具有负屈光力的第2透镜，后组具备从物体侧依次接合正透镜与负透镜的接合透镜，当将整个系统的焦距设为f，将前组的焦距设为fF，将最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面在光轴上的距离设为L时，满足下述条件式(1)及(2)。
-2＜f/fF＜-1.3 (1)
3＜L/f＜5 (2)
上述方式的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(1-1)及(2-1)中的至少一个。
-1.8＜f/fF＜-1.1 (1-1)
3.2＜L/f＜4.8 (2-1)
当将整个系统的焦距设为f，将第1透镜的焦距设为f1时，上述方式的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
-0.85＜f/f1＜-0.3 (3)
-0.8＜f/f1＜-0.35 (3-1)
在上述方式的内窥镜用物镜光学系统中，后组的上述接合透镜包括两片透镜，当将构成上述接合透镜的正透镜的d线基准的阿贝数设为vp，将构成上述接合透镜的负透镜的d线基准的阿贝数设为vn时，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
8＜vp-vn＜28 (4)
10＜vp-vn＜26 (4-1)
当将整个系统的焦距设为f，将第2透镜的焦距设为f2时，上述方式的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
-1.2＜f/f2＜-0.4 (5)
-1.1＜f/f2＜-0.5 (5-1)
当将整个系统的焦距设为f，将后组的焦距设为fR时，上述方式的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6-1)。
0.7＜f/fR＜1.5 (6)
0.8＜f/fR＜1.4 (6-1)
当将整个系统的焦距设为f，将后组的上述接合透镜的焦距设为fc时，上述方式的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。
0.05＜f/fc＜0.5 (7)
0.07＜f/fc＜0.45 (7-1)
在上述方式的内窥镜用物镜光学系统中，后组的上述接合透镜优选配置于后组的最靠像侧。
在上述方式的内窥镜用物镜光学系统中，第2透镜优选为平凹透镜或双凹透镜。
在上述方式的内窥镜用物镜光学系统中，后组的最靠物体侧的透镜优选为正透镜。
在上述方式的内窥镜用物镜光学系统中，也可以以如下方式构成，即，前组在最靠物体侧具备平行平面板。
也可以以如下方式构成，即，上述方式的内窥镜用物镜光学系统所具备的透镜的片数为五片。并且，也可以以如下方式构成，即，前组所具备的透镜的片数为两片，后组所具备的透镜的片数为三片。
本发明的另一方式所涉及的内窥镜具备本发明的上述方式的内窥镜用物镜光学系统。
另外，本说明书的“包括～”表示，除了包括所举出的构成要件以外，还可以包括实质上不具有屈光力的透镜以及光圈、滤波器及盖玻璃等透镜以外的光学要件以及透镜凸缘、镜筒及成像元件等。
另外，本说明书的“具有正屈光力的～组”表示作为组整体具有正屈光力。相同地，“具有负屈光力的～组”表示作为组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”及“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”及“负透镜”含义相同。
另外，上述透镜的片数为成为构成要件的透镜的片数。例如，接合不同材质的多个单透镜而构成的接合透镜中的透镜的片数以构成该接合透镜的单透镜的片数来表示。“单透镜”表示没有接合的一片透镜。但是，复合非球面透镜(球面透镜与形成于其球面透镜上的非球面形状的膜构成为一体而作为整体以一个非球面透镜发挥功能的透镜)不被视为接合透镜，而作为一片透镜来使用。关于与包含非球面的透镜相关的屈光力的符号及面形状，若无特别说明，则设为在近轴区域中考虑。
在本说明书中，“整个系统”为“内窥镜用物镜光学系统”，条件式中所使用的“焦距”为近轴焦距。条件式中所使用的值为以d线为基准时的值。本说明书所记载的“d线”、“C线”及“F线”为明线，d线的波长为587.56nm(纳米)，C线的波长为656.27nm(纳米)，F线的波长为486.13nm(纳米)。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有广视角、构成为小型且保持良好的光学性能的内窥镜用物镜光学系统及具备该内窥镜用物镜光学系统的内窥镜。
附图说明
图1与本发明的实施例1的内窥镜用物镜光学系统对应，是表示本发明的一实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图。
图4是本发明的实施例1的内窥镜用物镜光学系统的各像差图。
图5是本发明的实施例2的内窥镜用物镜光学系统的各像差图。
图6是本发明的实施例3的内窥镜用物镜光学系统的各像差图。
图7是本发明的一实施方式所涉及的内窥镜的概略结构图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示包含本发明的一实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的包含光轴Z的剖面的结构的图。图1所示的例子与后述的实施例1对应。在图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧，还示出了距分离有限距离的物体的轴上光束2及最大视角的光束3。
本发明的内窥镜用物镜光学系统沿光轴Z从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的前组GF、孔径光阑St及具有正屈光力的后组GR。通过从物体侧向像侧依次配置具有负屈光力的透镜组及具有正屈光力的透镜组，能够确保后焦距，并且有利于获得广视角。另外，图1所示的孔径光阑St不是表示形状，而是表示光轴上的位置。
在图1所示的例子中，前组GF仅将从物体侧向像侧依次包括第1透镜L1及第2透镜L2的两片透镜作为透镜来具备，后组GR仅将从物体侧向像侧依次包括具有正屈光力的第3透镜L3、具有正屈光力的第4透镜L4及具有负屈光力的第5透镜L5的三片透镜作为透镜来具备。但是，构成各组的透镜的片数也能够设为与图1所示的例子不同的片数。
另外，在图1所示的例子中，前组GF在最靠物体侧具备平行平面板P1。平行平面板P1具有作为将内窥镜用物镜光学系统密封于内窥镜时的密封部件的功能。并且，在图1所示的例子中，在第5透镜L5与像面Sim之间配置有光学部件4及光学部件5。光学部件4及光学部件5为假定成各种滤波器和/或盖玻璃等的部件。各种滤波器例如为低通滤波器、红外截止滤波器及截止特定波长区域的滤波器等。平行平面板P1、光学部件4及光学部件5为入射面与射出面平行的不具有屈光力的部件，而不是透镜。也可以是省略了平行平面板P1、光学部件4及光学部件5中的至少一个的结构。
前组GF的最靠物体侧的透镜为凹面朝向像侧的具有负屈光力的第1透镜L1。前组GF的从物体侧起第2个透镜为凹面朝向物体侧的具有负屈光力的第2透镜L2。通过前组GF具备上述结构的两片负透镜，能够抑制像面弯曲并且轻松地实现广视角化。
第1透镜L1能够设成像侧的面为凹面的平凹透镜或双凹透镜。
第2透镜L2能够设成物体侧的面为凹面的平凹透镜或双凹透镜。这种情况下，能够有助于抑制像面弯曲。
前组GF也可以设为在最靠物体侧具备平行平面板P1的结构。这种情况下，通过平行平面板P1能够密封内窥镜用物镜光学系统。与通过透镜进行密封的情况相比，在通过平行平面板P1进行密封时，能够减少密封时的粘接引起的位移及倾斜的影响。
后组GR的最靠物体侧的透镜优选为正透镜。这种情况下，有利于抑制球面像差。
后组GR具备从物体侧依次接合正透镜与负透镜的接合透镜CE。通过接合透镜CE有利于抑制倍率色差。接合透镜CE优选配置于后组GR的最靠像侧。这种情况下，与将接合透镜CE配置于比后组GR更靠物体侧的情况相比，接合面上的高视角的主光线的光线高度变高，因此良好地获得消色效果变得轻松。为了小型化，接合透镜CE优选包括正透镜及负透镜这两片透镜。
作为一例，图1所示的后组GR从物体侧向像侧依次包括像侧的面为凸面的平凸透镜的第3透镜L3、双凸透镜的第4透镜L4及物体侧的面为凹面的平凹透镜的第5透镜L5，第4透镜L4与第5透镜L5彼此接合而构成接合透镜CE。
本发明的内窥镜用物镜光学系统所具备的透镜的片数优选为五片。如此，通过抑制构成内窥镜用物镜光学系统的透镜的片数，有利于缩短总长度。
更详细而言，优选前组GF所具备的透镜的片数为两片，后组GR所具备的透镜的片数为三片。在具有广视角的光学系统中，通过前组GF具备两片透镜，与前组GF仅具备一片透镜的情况相比，能够逐渐弯曲高视角的光线，因此能够抑制像差产生量。在后组GR中，如上所述，通过在最靠物体侧配置正透镜，有利于抑制球面像差，通过在最靠像侧配置接合透镜CE，有利于抑制倍率色差。即，在后组GR中，优选在孔径光阑St的附近配置用于抑制球面像差的正透镜，与该正透镜不同地在远离孔径光阑St的位置上配置用于抑制倍率色差的接合透镜CE。根据以上，后组GR优选至少包括三片透镜。另一方面，为了缩短总长度，透镜片数优选尽可能为最少片数。其结果，后组GR所具备的透镜的片数优选为三片。
接着，按每个条件式对与条件式相关的结构进行说明。当将整个系统的焦距设为f，将前组GF的焦距设为fF时，本发明的内窥镜用物镜光学系统满足下述条件式(1)。通过设成条件式(1)的对应值不成为下限以下，有利于抑制像面弯曲。通过设成条件式(1)的对应值不成为上限以上，有利于确保后焦距。并且，若设为满足下述条件式(1-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-2＜f/fF＜-1.3 (1)
-1.8＜f/fF＜-1.1 (1-1)
并且，当将最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面在光轴上的距离设为L，将整个系统的焦距设为f时，本发明的内窥镜用物镜光学系统满足下述条件式(2)。通过设成条件式(2)的对应值不成为下限以下，有利于确保广视角。通过设成条件式(2)的对应值不成为上限以上，有利于缩短总长度。并且，若设为满足下述条件式(2-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
3＜L/f＜5 (2)
3.2＜L/f＜4.8 (2-1)
而且，当将整个系统的焦距设为f，将第1透镜L1的焦距设为f1时，本发明的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(3)。通过设成条件式(3)的对应值不成为下限以下，有利于抑制像面弯曲。通过设成条件式(3)的对应值不成为上限以上，抑制透镜的大径化，并且有利于维持广视角。而且，若设为满足下述条件式(3-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-0.85＜f/f1＜-0.3 (3)
-0.8＜f/f1＜-0.35 (3-1)
在后组GR所具有的接合透镜CE包括两片透镜的结构中，当将构成接合透镜CE的正透镜的d线基准的阿贝数设为vp，将构成接合透镜CE的负透镜的d线基准的阿贝数设为vn时，本发明的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(4)。通过满足条件式(4)，轻松地抑制倍率色差。而且，若设为满足下述条件式(4-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
8＜vp-vn＜28 (4)
10＜vp-vn＜26 (4-1)
并且，当将整个系统的焦距设为f，将第2透镜L2的焦距设为f2时，本发明的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(5)。通过满足条件式(5)，有利于抑制像面弯曲。而且，若设为满足下述条件式(5-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-1.2＜f/f2＜-0.4 (5)
-1.1＜f/f2＜-0.5 (5-1)
并且，当将整个系统的焦距设为f，将后组GR的焦距设为fR时，本发明的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(6)。通过设成条件式(6)的对应值不成为下限以下，有利于抑制轴外光束的主光线向像面Sim的入射角。通过设成条件式(6)的对应值不成为上限以上，有利于抑制畸变像差。而且，若设为满足下述条件式(6-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.7＜f/fR＜1.5 (6)
0.8＜f/fR＜1.4 (6-1)
并且，当将整个系统的焦距设为f，将后组GR的接合透镜CE的焦距设为fc时，本发明的内窥镜用物镜光学系统优选满足下述条件式(7)。通过设成条件式(7)的对应值不成为下限以下，有利于抑制轴外光束的主光线向像面Sim的入射角。通过设成条件式(7)的对应值不成为上限以上，有利于抑制畸变像差。而且，若设为满足下述条件式(7-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.05＜f/fc＜0.5 (7)
0.07＜f/fc＜0.45 (7-1)
上述的优选结构及可能的结构能够任意地进行组合，根据所要求的规格，优选采用适当选择的组合。根据本发明能够实现具有广视角、构成为小型且保持良好的光学性能的内窥镜用物镜光学系统。另外，这里所说的“广视角”表示最大全视角为100度以上。
接着，对本发明的内窥镜用物镜光学系统的实施例进行说明。另外，考虑到内窥镜的使用状况，与以下说明的所有实施例相关的剖视图、基本透镜数据及像差图为观察分离有限距离的物体时的数据、附图。更详细而言，以下实施例的与数据相关的分离有限距离的物体是指，从物体至前组GF的平行平面板P1的物体侧的面的距离为4mm(毫米)且具有凹向像侧的形状并且曲率半径为4mm(毫米)的物体。
[实施例1]
表示实施例1的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图如图1所示，其图示方法与上述相同，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的内窥镜用物镜光学系统从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的前组GF、孔径光阑St及具有正屈光力的后组GR。前组GF从物体侧向像侧依次包括平行平面板P1、第1透镜L1及第2透镜L2。后组GR从物体侧向像侧依次包括第3透镜L3、第4透镜L4及第5透镜L5。第1透镜L1、第2透镜L2及第5透镜L5为负透镜。第3透镜L3及第4透镜L4为正透镜。第1透镜L1、第2透镜L2及第3透镜L3为单透镜。第4透镜L4与第5透镜L5彼此接合而构成接合透镜CE。以上为实施例1的内窥镜用物镜光学系统的概要。
关于实施例1的内窥镜用物镜光学系统，将基本透镜数据示于表1中，将规格示于表2中。在表1中，在Sn栏中示出将最靠物体侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加编号时的面编号，在R栏中示出各面的曲率半径，在D栏中示出各面及与其像侧相邻的面在光轴上的面间隔。并且，在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在vd栏中示出各构成要件的d线基准的阿贝数。
在表1中，将凸面朝向物体侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向像侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。在表1中还一并示出平行平面板P1、孔径光阑St、光学部件4及光学部件5。在表1中，在相当于孔径光阑St的面的面编号栏中记载有面编号及(St)这一语句。表1的D的最下栏的值为表中的最靠像侧的面与像面Sim的间隔。
在表2中，以d线基准来表示焦距f、空气换算距离计的后焦距Bf、F值FNo.及最大全视角2ω的值。Bf为最靠像侧的透镜面至像侧焦点位置的空气换算距离。2ω栏的(°)表示单位为度。在表1及表2中记载有以预先设定的位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.2000 1.88299 40.78
2 ∞ 0.0000
3 ∞ 0.1809 1.60342 38.03
4 0.2730 0.0700
5 -0.2730 0.1809 1.60342 38.03
6 ∞ 0.0350
7(St) ∞ 0.0000
8 ∞ 0.4000 1.88300 40.76
9 -0.4331 0.0200
10 0.8791 0.3250 1.80000 29.84
11 -0.5000 0.1500 1.98613 16.48
12 ∞ 0.0350
13 ∞ 0.3000 1.51633 64.14
14 ∞ 0.0500
15 ∞ 0.4000 1.51633 64.14
16 ∞ 0.1675
[表2]
实施例1
f 0.35
Bf 0.69
FNo. 4.36
2ω(°) 107.6
在图4中示出实施例1的内窥镜用物镜光学系统的各像差图。在图4中从左依次示出球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。在球面像差图中，将d线、C线及F线下的像差分别以实线、长虚线及短虚线来表示。在像散图中，将弧矢方向的d线下的像差以实线来表示，将子午方向的d线下的像差以短虚线来表示。在畸变像差图中，将d线下的像差以实线来表示。在倍率色差图中，将C线及F线下的像差分别以长虚线及短虚线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
关于与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图式方法，若无特别说明，则以下实施例中也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将表示实施例2的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图示于图2中。实施例2的内窥镜用物镜光学系统具有与实施例1的内窥镜用物镜光学系统的概要相同的结构。关于实施例2的内窥镜用物镜光学系统，将基本透镜数据示于表3中，将规格示于表4中，将各像差图示于图5中。
[表3]
实施例2
Figure BDA0002463891460000101
Figure BDA0002463891460000111
[表4]
实施例2
f 0.34
Bf 0.72
FNo. 4.27
2ω(°) 105.4
[实施例3]
将表示实施例3的内窥镜用物镜光学系统的结构及光束的剖视图示于图3中。实施例3的内窥镜用物镜光学系统具有与实施例1的内窥镜用物镜光学系统的概要相同的结构。关于实施例3的内窥镜用物镜光学系统，将基本透镜数据示于表5中，将规格示于表6中，将各像差图示于图6中。
[表5]
实施例3
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.2000 1.88299 40.78
2 ∞ 0.0300
3 -1.4800 0.1756 1.67790 55.34
4 0.8012 0.0700
5 -0.4114 0.1756 1.72916 54.68
6 0.9155 0.0550
7(St) ∞ 0.0000
8 ∞ 0.3327 1.85150 40.78
9 -0.4093 0.0200
10 1.1541 0.3250 1.95375 32.32
11 -0.5000 0.1500 1.98613 16.48
12 ∞ 0.0350
13 ∞ 0.3000 1.51633 64.14
14 ∞ 0.0500
15 ∞ 0.4000 1.51633 64.14
16 ∞ 0.1670
[表6]
实施例3
f 0.37
Bf 0.68
FNo. 4.32
2ω(°) 109.4
在表7中示出实施例1～3的内窥镜用物镜光学系统的条件式(1)～(7)的对应值。实施例1～3将d线设为基准波长。在表7中示出d线基准时的值。
[表7]
式编号 实施例1 实施例2 实施例3
(1) f/fF -1.660 -1.786 -1.672
(2) L/f 3.906 4.023 3.548
(3) f/f1 -0.771 -0.759 -0.494
(4) νp-νn 13.36 20.86 15.84
(5) f/f2 -0.771 -0.759 -0.997
(6) f/fR 0.959 0.946 1.044
(7) f/fc 0.209 0.076 0.283
从以上数据可知，实施例1～3的内窥镜用物镜光学系统的透镜的片数为五片，总长度及外径设为小型化，并且最大全视角具有105度以上，具有广视角。而且，实施例1～3的内窥镜用物镜光学系统中，F值小于4.5，且各像差得到良好校正而实现了高光学性能。
接着，对本发明的实施方式所涉及的内窥镜进行说明。在图7中示出本发明的一实施方式所涉及的内窥镜的概略整体结构图。图7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)连接的通用塞绳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，在软性部107的前端连结有弯曲部108，在弯曲部108的前端连结有前端部110。弯曲部108为了将前端部110朝向所期望的方向而设置，并且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物镜光学系统1。在图7中概略地图示了内窥镜用物镜光学系统1。在内窥镜用物镜光学系统1的像面配置有输出成像信号的CCD(Charge CoupledDevice/电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semic onductor/互补金属氧化物半导体)等成像元件(未图示)。本发明的内窥镜具备本发明的实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统，因此能够实现插入部104的细径化，并且能够以广视角进行观察，从而能够获取良好的图像。
以上，举出实施方式及实施例对本发明的技术进行了说明，但本发明的技术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、折射率及阿贝数等并不限定于在上述各实施例中示出的值，可以采用其他值。
符号说明
1-内窥镜用物镜光学系统，2-轴上光束，3-最大视角的光束，4、5-光学部件，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，L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，L5-第5透镜，CE-接合透镜，GF-前组，GR-后组，P1-平行平面板，Sim-像面，St-孔径光阑，Z-光轴。

Claims (20)

1.一种内窥镜用物镜光学系统，其从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的前组、孔径光阑及具有正屈光力的后组，
所述前组的最靠物体侧的透镜为凹面朝向像侧的具有负屈光力的第1透镜，
所述前组的从物体侧起的第2个透镜为凹面朝向物体侧的具有负屈光力的第2透镜，
所述后组具备从物体侧依次接合正透镜与负透镜而成的接合透镜，
当将整个系统的焦距设为f，
将所述前组的焦距设为fF，
将从最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面在光轴上的距离设为L时，满足由
-2＜f/fF＜-1.3 (1)
3＜L/f＜5 (2)
表示的条件式(1)及(2)。
2.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
当将所述第1透镜的焦距设为f1时，满足由
-0.85＜f/f1＜-0.3 (3)
表示的条件式(3)。
3.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述接合透镜包括两片透镜，
当将构成所述接合透镜的所述正透镜的d线基准的阿贝数设为vp，
将构成所述接合透镜的所述负透镜的d线基准的阿贝数设为vn时，满足由
8＜vp-vn＜28 (4)
表示的条件式(4)。
4.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
当将所述第2透镜的焦距设为f2时，满足由
-1.2＜f/f2＜-0.4 (5)
表示的条件式(5)。
5.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
当将所述后组的焦距设为fR时，满足由
0.7＜f/fR＜1.5 (6)
表示的条件式(6)。
6.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
当将所述接合透镜的焦距设为fc时，满足由
0.05＜f/fc＜0.5 (7)
表示的条件式(7)。
7.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述接合透镜配置于所述后组的最靠像侧。
8.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述第2透镜为平凹透镜或双凹透镜。
9.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述后组的最靠物体侧的透镜为正透镜。
10.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述前组在最靠物体侧具备平行平面板。
11.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统所具备的透镜的片数为五片。
12.根据权利要求1或2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述前组所具备的透镜的片数为两片，所述后组所具备的透镜的片数为三片。
13.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
-1.8＜f/fF＜-1.1 (1-1)
表示的条件式(1-1)。
14.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
3.2＜L/f＜4.8 (2-1)
表示的条件式(2-1)。
15.根据权利要求2所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
-0.8＜f/f1＜-0.35 (3-1)
表示的条件式(3-1)。
16.根据权利要求3所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
10＜νp-νn＜26 (4-1)
表示的条件式(4-1)。
17.根据权利要求4所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
-1.1＜f/f2＜-0.5 (5-1)
表示的条件式(5-1)。
18.根据权利要求5所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
0.8＜f/fR＜1.4 (6-1)
表示的条件式(6-1)。
19.根据权利要求6所述的内窥镜用物镜光学系统，其中，
所述内窥镜用物镜光学系统满足由
0.07＜f/fc＜0.45 (7-1)
表示的条件式(7-1)。
20.一种内窥镜，其具备权利要求1至19中任一项所述的内窥镜用物镜光学系统。
CN202010330018.3A 2019-04-25 2020-04-23 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜 Active CN111856709B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-084142 2019-04-25
JP2019084142A JP7113783B2 (ja) 2019-04-25 2019-04-25 内視鏡用対物光学系および内視鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111856709A true CN111856709A (zh) 2020-10-30
CN111856709B CN111856709B (zh) 2024-01-23

Family

ID=72916524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010330018.3A Active CN111856709B (zh) 2019-04-25 2020-04-23 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200341262A1 (zh)
JP (1) JP7113783B2 (zh)
CN (1) CN111856709B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114442299A (zh) * 2021-12-30 2022-05-06 宁波永新光学股份有限公司 一种牙科手术显微镜的光学成像系统
CN115210624A (zh) * 2020-01-29 2022-10-18 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414597A (zh) * 2009-12-07 2012-04-11 奥林巴斯医疗株式会社 物镜及内窥镜装置
JP2013003267A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Olympus Medical Systems Corp 結像光学系及びそれを備えた内視鏡装置
CN109416459A (zh) * 2016-09-28 2019-03-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜物镜光学系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06107070A (ja) * 1992-09-22 1994-04-19 Olympus Optical Co Ltd 車載監視カメラの光学系
JP4934233B2 (ja) * 2009-12-11 2012-05-16 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 対物光学系
WO2016190184A1 (ja) * 2015-05-28 2016-12-01 オリンパス株式会社 内視鏡対物光学系
JP6230770B1 (ja) * 2016-04-12 2017-11-15 オリンパス株式会社 内視鏡用対物光学系
JP6797105B2 (ja) * 2017-12-18 2020-12-09 富士フイルム株式会社 内視鏡用対物光学系及び内視鏡

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414597A (zh) * 2009-12-07 2012-04-11 奥林巴斯医疗株式会社 物镜及内窥镜装置
JP2013003267A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Olympus Medical Systems Corp 結像光学系及びそれを備えた内視鏡装置
CN109416459A (zh) * 2016-09-28 2019-03-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜物镜光学系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115210624A (zh) * 2020-01-29 2022-10-18 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
CN115210624B (zh) * 2020-01-29 2024-04-09 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
CN114442299A (zh) * 2021-12-30 2022-05-06 宁波永新光学股份有限公司 一种牙科手术显微镜的光学成像系统
CN114442299B (zh) * 2021-12-30 2024-03-19 宁波永新光学股份有限公司 一种牙科手术显微镜的光学成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020181092A (ja) 2020-11-05
JP7113783B2 (ja) 2022-08-05
CN111856709B (zh) 2024-01-23
US20200341262A1 (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105892037B (zh) 内窥镜用物镜以及内窥镜
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
US10107993B2 (en) Wide-angle optical system and image pickup apparatus using the same
CN107272150B (zh) 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
CN111624747B (zh) 光学成像系统以及摄像装置
CN106646824B (zh) 物镜光学系统
CN107045195B (zh) 内窥镜用物镜以及内窥镜
CN111856709B (zh) 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
CN111443457B (zh) 内窥镜用物镜及内窥镜
JP6230518B2 (ja) 内視鏡対物光学系
CN109557657B (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
CN109557656B (zh) 内窥镜用对物光学系统及内窥镜
CN109557658B (zh) 内窥镜用对物光学系统及内窥镜
JP7302034B2 (ja) 内視鏡用対物光学系及び内視鏡
WO2023100350A1 (ja) 内視鏡対物光学系及びそれを備えた内視鏡
CN115210624B (zh) 内窥镜用物镜光学系统及内窥镜
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