CN111868599B - 内窥镜用物镜光学系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够确保后焦距并能够应对高像素化的高性能的内窥镜用物镜光学系统。由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组(G1)、正折射力的第2组(G2)、正折射力的第3组(G3)构成，第1组(G1)和第3组(G3)固定，第2组(G2)移动，第1组(G1)具有至少两片负折射力的透镜，第3组(G3)由从物体侧起依次配置的正折射力的第3‑1组(G3‑1)、负折射力的第3‑2组(G3‑2)、正折射力的第3‑3组(G3‑3)、正折射力的第3‑4组(G3‑4)构成。

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。特别是涉及一种后焦距长的内窥镜用物镜光学系统。后焦距长的内窥镜用物镜光学系统例如对于在医疗领域、工业领域等中使用的内窥镜装置而言是较佳的。
背景技术
内窥镜是在医疗用领域及工业用领域中广泛使用着的装置。特别是在医疗用领域中，被插入到体腔内的内窥镜获取体腔内的图像。像这样，医疗用领域中的内窥镜被用于进行观察部位的诊断、治疗。
以往，物镜光学系统通过设定适当的Fno(F数)和适当的焦点位置，从近距点到远距点均能够获取聚焦的图像。然而，随着摄像元件的高像素化，景深有变窄的倾向。根据该情况，存在如下结构：配备使光学系统的一部分透镜移动来改变焦点位置的调焦功能。例如，在专利文献1、2中提出了具有调焦功能的物镜光学系统。
另外，为了扩大景深，还提出了其它结构的物镜光学系统。在该光学系统中，在光路内配置偏振棱镜来将光路分割为两个。摄像元件利用被分割成两个的光来同时获取远距点图像和近距点图像。然后，通过图像处理，来基于远距点图像和近距点图像合成出聚焦的图像。由此，能够扩大物镜光学系统的景深。具有偏振棱镜的物镜光学系统需要非常大的后焦距。例如，在专利文献3、4中提出了配置有偏振棱镜的后焦距大的光学系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-107391号公报
专利文献2：日本特开2017-219783号公报
专利文献3：日本专利第5607278号公报
专利文献4：国际公开第2016/067838号
发明内容
发明要解决的问题
一般地，通过增加摄像元件的像素数，能够实现高图像质量化。然而，随着高像素化，物镜光学系统的性能也要提高才能达成充分的高图像质量化。
另一方面，为了获得足够长度的后焦距，作为物镜光学系统的基本结构，需要设定为负组、正组的焦度配置的反远距型。在光路中配置棱镜的情况下，必须取非常大的后焦距。必须使负组的折射力、正组的折射力都增大，使透镜位置相对于主点位置大幅地移动。
在医疗用途的内窥镜的情况下，插入部的顶端的透镜在体内与脏器接触。因此，需要在透镜中使用安全性高的玻璃材料以避免构成透镜的材料溶出时对人体造成伤害。因此，导致最靠物体侧的第一透镜的选项受限。其结果是，无法充分地校正色像差、像场弯曲等。因此，当设为折射力大的负组、正组的结构时，导致负组的残余像差被正组放大了。因此，变得难以确保光学性能。
另外，为了在将内窥镜插入到体内时不使人体难受并且在体内自由回转，需要使透镜直径、光学全长变小。像这样，具有大的后焦距且使物镜光学系统高性能化是非常困难的。
专利文献1所记载的光学系统具有用于放置在光路内进行一次反射的棱镜的空间。然而，后焦距还是小，无法放置进行两个光路分割的棱镜。
专利文献2所记载的光学系统的负组由一片负透镜构成。因此，负折射力的透镜中的像差产生得大，对于高像素化而言存在问题。另外，也没有充分地取得后焦距。
专利文献3、4所记载的光学系统充分地具有后焦距，还校正了光学像差。然而，对于更高的高像素化而言，进一步校正光学像差几乎已到极限。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够确保能够配置棱镜的后焦距并能够应对高像素化的高性能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成目的，本发明所涉及的内窥镜用物镜光学系统的特征在于，由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组、正折射力的第2组、正折射力的第3组构成，第1组和第3组固定，第2组移动，第1组具有至少两片负折射力的透镜，第3组由从物体侧起依次配置的正折射力的第3-1组、负折射力的第3-2组、正折射力的第3-3组、正折射力的第3-4组构成。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够确保能够配置棱镜的后焦距并能够应对高像素化的高性能的内窥镜用物镜光学系统。
附图说明
图1的(a)是实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图1的(b)是实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
图2的(a)是实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图2的(b)是实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
图3中，关于实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
图4的(a)是实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图4的(b)是实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
图5中，关于实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
图6的(a)是实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图6的(b)是实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
图7中，关于实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
图8的(a)是实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图8的(b)是实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
图9中，关于实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
具体实施方式
下面，基于附图详细地说明实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统。此外，并不是通过该实施方式来对本发明进行限定。
(实施方式)
图1的(a)是实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图1的(b)是实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。从通常观察状态到近距离观察状态，第2组G2向像侧移动。
本实施方式所涉及的内窥镜用物镜光学系统由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3构成。第1组G1和第3组G3固定，第2组G2移动。第1组G1具有至少两片负折射力的透镜，第3组G3由从物体侧起依次配置的正折射力的第3-1组G3-1、负折射力的第3-2组G3-2、正折射力的第3-3组G3-3、正折射力的第3-4组G3-4构成。
下面，在本实施方式中，说明采用这种结构的理由和作用。为了确保大的后焦距，基本上是设为从物体侧起配置的负组和正组的反远距结构。并且，通过在负组与正组之间配置正组的调焦组并使该调焦组移动来进行聚焦。即，本实施方式设为从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3。
此时，为了取得大的后焦距，需要同时增大负折射力的第1组G1、正折射力的第3组G3的折射力。在内窥镜的情况下，必须减小透镜直径。因此，当假设将亮度光圈S放置于负折射力的第1组G1、正折射力的第3组G3之间以降低光线高度时，成为在亮度光圈S的前后折射力的平衡非常不对称的结构。由此，导致像差校正变得非常难。
因此，首先设为在负折射力的第1组G1配置至少两片负透镜来使大的折射力分散从而抑制像差产生的结构。
然而，由于如上述那样负折射力的第1组G1的像差校正是有限度的，因此在本实施方式中，关注第3组G3并提高了第3组G3的像差校正的能力。因此，在第3组G3的最靠物体侧配置正折射力的第3-1组G3-1来使光线会聚从而降低了光线高之后，在其像侧配置负折射力的第3-2组G3-2来进行在正组产生的像差的校正。由此，即使使有助于成像的正折射力分散于第3-3组G3-3、第3-4组G3-4而折射力变大，也能够减小像差产生的量。
通过像这样构成，本实施方式能够确保大的折射力，并能够良好地校正轴向色像差、倍率色像差，并且还能够抑制像散、彗形像差的产生。
另外，当将亮度光圈S配置于第3-1组G3-1与第3-2组G3-2之间时，能够降低第3组G3内的光线高，并能够小型化。特别是能够进一步良好地校正倍率色像差、像散。
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(1)。条件式(1)规定了Bk与f3的适当的比。条件式(1)是以下的式子：在确保后焦距时需要增大第1组G1、第3组G3的折射力，但考虑到了与第1组G1中的残余像差的平衡。
1≤Bk/f3≤6 (1)
在此，
Bk为从第3组G3的最靠像侧的面到像场的沿着光轴的距离，
f3为第3组G3的焦距。
当高于条件式(1)的上限值时，第3组G3的折射力变得过大，不能完全校正像差，导致性能劣化。
当低于条件式(1)的下限值时，后焦距变得过短，导致无法配置偏振棱镜。
此外，优选的是，满足下面的条件式(1)’。
1.2≤Bk/f3≤5 (1)'
此外，更优选的是，满足下面的条件式(1)”。
1.5≤Bk/f3≤4 (1)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(2)。条件式(2)规定了f31与f3的适当的比。第3-1组G3-1配置在第3组G3的最靠物体侧的位置。因此，期望尽量通过第3-1组G3-1来抑制像差产生。第3-1组G3-1优选为由接合透镜CL2构成。
1.2≤f31/f3≤5 (2)
在此，
f31为第3-1组G3-1的焦距，
f3为第3组G3的焦距。
当高于条件式(2)的上限值时，第3-1组G3-1的折射力变得过小，导致轴向色像差、球面像差校正不足。
当低于条件式(2)的下限值时，第3-1组G3-1的折射力变得过大，导致轴向色像差、球面像差校正过度，导致光学性能劣化。
此外，优选的是，满足下面的条件式(2)’。
1.35≤f31/f3≤5 (2)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(2)”。
1.5≤f31/f3≤4 (2)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选的是，第3-3组G3-3由接合透镜构成，并满足下面的条件式(3)。条件式(3)规定了f33与f3的适当的范围。第3-3组G3-3具有与成像有关的正折射力。因此，特别是优选减小色像差的产生。因而，第3-3组G3-3优选为由接合透镜CL3构成。
1≤f33/f3≤5 (3)
在此，
f33为第3-3组G3-3的焦距，
f3为第3组G3的焦距。
当高于条件式(3)的上限值时，第3-3组G3-3的折射力变得过小而全长变大，导致色像差校正不足。
当低于条件式(3)的下限值时，折射力变得过大而不能完全校正球面像差、彗形像差，并导致色像差校正过度。
此外，优选的是，满足下面的条件式(3)’。
1.2≤f33/f3≤4 (3)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(3)”。
1.5≤f33/f3≤3 (3)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(4)。条件式(4)规定了f32与f334的适当的比。负折射力的第3-2组G3-2为第3组G3内唯一的负折射力。因此，优选为针对具有与成像有关的大的折射力的第3-3组G3-3、第3-4组G3-4适当地设定第3-2组G3-2。
-30≤f32/f334≤-1.5 (4)
在此，
f334为第3-3组G3-3与第3-4组G3-4的合成焦距，
f32为第3-2组G3-2的焦距。
当高于条件式(4)的上限值时，第3-2组G3-2的负折射力变得过小而导致球面像差、彗形像差、色像差等校正不足，或者第3-3组G3-3和第3-4组G3-4的正折射力变得过大而导致不能完全校正球面像差、彗形像差。
当低于条件式(4)的下限值时，第3-2组G3-2的负折射力变得过大而导致球面像差、彗形像差、色像差校正过度，或者第3-3组G3-3和第3-4组G3-4的正折射力变得过小而导致全长变大。
此外，优选的是，满足下面的条件式(4)’。
-20≤f32/f334≤-2 (4)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(4)”。
-15≤f32/f334≤-2.5 (4)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(5)。条件式(5)规定了f31与f33的适当的比。通过适当地设定在中间夹有负折射力的第3-1组G3-1与第3-3组G3-3的折射力，能够有效地校正像差。
0.5≤f31/f33≤5 (5)
在此，
f31为第3-1组G3-1的焦距，
f33为第3-3组G3-3的焦距。
当高于条件式(5)的上限值时，导致第3-3组G3-3的折射力相对而言变得过大。
另外，当低于条件式(5)的下限值时，导致第3-1组G3-1的折射力相对而言变得过大，均使得通过第3-2组G3-2的负折射力不能完全校正像差，导致球面像差、彗形像差、像散恶化。
此外，优选的是，满足下面的条件式(5)’。
0.6≤f31/f33≤3.5 (5)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(5)”。
0.7≤f31/f33≤2.5 (5)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(6)。条件式(6)规定了f33与f34的适当的比。优选的是，主要具有与成像有关的正折射力的第3-3组G3-3与第3-4组G3-4取得适当的折射力的平衡。
0.3≤f33/f34≤2.5 (6)
在此，
f33为第3-3组G3-3的焦距，
f34为第3-4组G3-4的焦距。
当高于条件式(6)的上限值时，第3-3组G3-3的折射力变小而导致球面像差、轴向色像差恶化，或者第3-4组G3-4的折射力变大而导致画面周边的像散恶化。
当低于条件式(6)的下限值时，第3-3组G3-3的折射力变大而导致全长变大，或者第3-4组G3-4的折射力变小而导致像散、倍率色像差恶化。
此外，优选的是，满足下面的条件式(6)’。
0.4≤f33/f34≤2 (6)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(6)”。
0.5≤f33/f34≤1.5 (6)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(7)。条件式(7)规定了f31与f1的适当的比。为了校正第1组G1的残余像差，优选的是适当地设定第3组G3的特别是配置在最靠物体侧的位置的第3-1组G3-1的折射力。
-30≤f31/f1≤-3 (7)
在此，
f31为第3-1组G3-1的焦距，
f1为第1组G1的焦距。
当高于条件式(7)的上限值时，第1组G1的折射力变得过小而无法确保后焦距，或者第3-1组G3-1的折射力变得过大而导致球面像差、轴向色像差校正过度。
当低于条件式(7)的下限值时，第1组G1的折射力变得过大而导致像差整体恶化，或者第3-1组G3-1的折射力变得过小而导致球面像差、轴向色像差校正不足。
此外，优选的是，满足下面的条件式(7)’。
-25≤f31/f1≤-3.5 (7)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(7)”。
-20≤f31/f1≤-4 (7)”
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(8)。条件式(8)规定了f334与f1的适当的比。在最靠物体侧的第1组G1和最靠像侧的第3-3组G3-3、第3-4组G3-4中，由于画面周边的光线高变高，因此产生了彗形像差、像散，优选的是取得它们的折射力的平衡。
-4≤f334/f1≤-1 (8)
在此，
f334为第3-3组G3-3与第3-4组G3-4的合成焦距，
f1为第1组G1的焦距。
当高于条件式(8)的上限值时，第3-3组G3-3与第3-4组G3-4的折射力变得过大而导致彗形像差、像散校正过度，或者第1组G1的折射力变得过小而导致全长变大。
当低于条件式(8)的下限值时，第3-3组G3-3与第3-4组G3-4的折射力变得过小而导致彗形像差、像散校正不足，或者第1组G1的折射力变得过大而导致像差整体恶化。
此外，优选的是，满足下面的条件式(8)’。
-3.7≤f334/f1≤-1.2 (8)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(8)”。
-3.5≤f334/f1≤-1.5 (8)’
另外，根据本实施方式的优选的方式，优选满足下面的条件式(9)。条件式(9)规定了f323与f3的适当的比。第3-2组G3-2的负折射力与第3-3组G3-3的正折射力需要保持与成像有关的正折射力并事先取得正折射力与负折射力的平衡以进行像差校正。
1≤f323/f3≤5 (9)
在此，
f323为第3-2组G3-2与第3-3组G3-3的合成焦距，
f3为第3组G3的焦距。
当高于条件式(9)的上限值时，第3-3组G3-3的正折射力变得过小而导致全长变大，或者第3-2组G3-2的负折射力变得过大而导致球面像差、彗形像差校正过度。
当低于条件式(9)的下限值时，第3-3组G3-3的正折射力变得过大而导致彗形像差、像散恶化，或者第3-2组G3-2的负折射力变得过小而导致球面像差、彗形像差校正不足。
此外，优选的是，满足下面的条件式(9)’。
1.5≤f323/f3≤3.5 (9)’
此外，更优选的是，满足下面的条件式(9)”。
2≤f323/f3≤4 (9)”
下面，对实施例进行说明。
(实施例1)
图2的(a)是实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图2的(b)是实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3构成。第1组G1、第3组G3固定，第2组G2移动。在近距离观察状态下，第2组G2向像侧移动。
负折射力的第1组G1具有从物体侧起依次配置的使平面朝向物体侧的平凹的第1负透镜L1、红外截止滤波器F1、双凹的第2负透镜L2、双凸的第3正透镜L3。另外，第2负透镜L2与第3正透镜L3接合，形成为合成焦距为负折射力的接合透镜CL1。
正折射力的第2组G2具有使凸面朝向物体侧的第4正弯月透镜L4。在从通常观察状态向近距离观察状态聚焦时，使第4正弯月透镜L4向像侧移动。
正折射力的第3组G3具有从物体侧起依次配置的双凸的第5正透镜L5、使凸面朝向像侧的第6负弯月透镜L6、亮度光圈S、使凸面朝向物体侧的第7负弯月透镜L7、使平面朝向物体侧的平凸的第8正透镜L8、使凸面朝向像侧的第9负弯月透镜L9、双凸的第10正透镜L10。另外，第5正透镜L5与第6负弯月透镜L6接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL2，第8正透镜L8与第9负弯月透镜L9接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL3。另外，在物镜光学系统的像侧配置有滤波器F2、F3以及棱镜PR。棱镜PR的像侧面为摄像面I。
图3中，关于实施例1所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。
另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
(实施例2)
图4的(a)是实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图4的(b)是实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3构成。第1组G1、第3组G3固定，第2组G2移动。在近距离观察状态下，第2组G2向像侧移动。
负折射力的第1组G1具有从物体侧起依次配置的使凸面朝向物体侧的第1负弯月透镜L1、红外截止滤波器F1、双凹的第2负透镜L2、双凸的第3正透镜L3。另外，第2负透镜L2与第3正透镜L3接合，形成为合成焦距为负折射力的接合透镜CL1。
正折射力的第2组G2具有使凸面朝向物体侧的第4正弯月透镜L4。在从通常观察状态向近距离观察状态聚焦时，使第4正弯月透镜L4向像侧移动。
正折射力的第3组G3具有从物体侧起依次配置的双凸的第5正透镜L5、使凸面朝向像侧的第6负弯月透镜L6、亮度光圈S、使凸面朝向物体侧的第7负弯月透镜L7、双凸的第8正透镜L8、使凸面朝向像侧的第9负弯月透镜L9、双凸的第10正透镜L10。另外，第5正透镜L5与第6负弯月透镜L6接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL2，第8正透镜与第9负弯月透镜接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL3。另外，在物镜光学系统的像侧配置有滤波器F2、F3以及棱镜PR。棱镜PR的像侧面为摄像面I。
图5中，关于实施例2所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。
另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
(实施例3)
图6的(a)是实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图6的(b)是实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3构成。第1组G1、第3组G3固定，第2组G2移动。在近距离观察状态下，第2组G2向像侧移动。
负折射力的第1组G1具有从物体侧起依次配置的使平面朝向物体侧的平凹的第1负透镜L1、红外截止滤波器F1、双凹的第2负透镜L2、双凸的第3正透镜L3。另外，第2负透镜L2与第3正透镜L3接合，形成为合成焦距为负折射力的接合透镜CL1。
正折射力的第2组G2具有使凸面朝向物体侧的第4正弯月透镜L4。在从通常观察状态向近距离观察状态聚焦时，使第4正弯月透镜L4向像侧移动。
正折射力的第3组G3具有从物体侧起依次配置的双凸的第5正透镜L5、使凸面朝向像侧的第6负弯月透镜L6、亮度光圈S、双凹的第7负透镜L7、平凸的第8正透镜L8、使凸面朝向像侧的第9负弯月透镜L9、双凸的第10正透镜L10。另外，第5正透镜L5与第6负弯月透镜L6接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL2，第8正透镜L8与第9负弯月透镜L9接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL3。另外，在物镜光学系统的像侧配置有滤波器F2、F3以及棱镜PR。棱镜PR的像侧面为摄像面I。
图7中，关于实施例3所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。
另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
(实施例4)
图8的(a)是实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统的通常观察状态的透镜截面图。图8的(b)是实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统的近距离观察状态的透镜截面图。
实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组G1、正折射力的第2组G2、正折射力的第3组G3构成。第1组G1、第3组G3固定，第2组G2移动。在近距离观察状态下，第2组G2向像侧移动。
负折射力的第1组G1具有从物体侧起依次配置的使平面朝向物体侧的平凹的第1负透镜L1、红外截止滤波器F1、双凹的第2负透镜L2、双凸的第3正透镜L3。另外，第2负透镜L2与第3正透镜L3接合，形成为合成焦距为负折射力的接合透镜CL1。
正折射力的第2组G2具有使凸面朝向物体侧的第4正弯月透镜L4。在从通常观察状态向近距离观察状态聚焦时，使第4正弯月透镜L4向像侧移动。
正折射力的第3组G3具有从物体侧起依次配置的双凸的第5正透镜L5、使凸面朝向像侧的第6负弯月透镜L6、亮度光圈S、双凹的第7负透镜L7、使平面朝向物体侧的平凸的第8正透镜L8、使凸面朝向像侧的第9负弯月透镜L9、双凸的第10正透镜L10。另外，第5正透镜L5与第6负弯月透镜L6接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL2。第8正透镜L8与第9负弯月透镜L9接合，形成为合成焦距为正折射力的接合透镜CL3。另外，在物镜光学系统的像侧配置有滤波器F2、F3以及棱镜PR。棱镜PR的像侧面为摄像面I。
图9中，关于实施例4所涉及的内窥镜用物镜光学系统，(a)示出通常观察状态下的球面像差(SA)，(b)示出通常观察状态下的像散(AS)，(c)示出通常观察状态下的畸变像差(DT)，(d)示出通常观察状态下的倍率色像差(CC)。
另外，(e)示出近距离观察状态下的球面像差(SA)，(f)示出近距离观察状态下的像散(AS)，(g)示出近距离观察状态下的畸变像差(DT)，(h)示出近距离观察状态下的倍率色像差(CC)。
下面示出数值实施例。r1、r2、···为透镜各面的曲率半径，d1、d2、···为各透镜的壁厚和面间隔，n1、n2、···为各透镜针对e线的折射率，ν1、ν2、···为各透镜针对d线的阿贝数。光圈为亮度光圈。
数值实施例1
单位mm
面数据
Figure GDA0002683178140000171
各种数据
Figure GDA0002683178140000181
数值实施例2
单位mm
面数据
Figure GDA0002683178140000191
各种数据
Figure GDA0002683178140000201
数值实施例3
单位mm
面数据
Figure GDA0002683178140000211
各种数据
Figure GDA0002683178140000221
数值实施例4
单位mm
面数据
Figure GDA0002683178140000231
各种数据
Figure GDA0002683178140000241
接着，下面示出各实施例中的条件式的值。
(1)Bk/f3
(2)f31/f3
(3)f33/f3
(4)f32/f334
(5)f31/f33
(6)f33/f 34
(7)f31/f1
(8)f334/f1
(9)f323/f3
Figure GDA0002683178140000251
此外，上述的内窥镜用物镜光学系统也可以同时满足多个结构。这样构成在获得良好的内窥镜用物镜光学系统方面是优选的。另外，优选的结构的组合是任意的。另外，关于各条件式，也可以仅对进一步限定的条件式的数值范围的上限值或下限值进行限定。
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。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明适合于能够确保后焦距并能够应对高像素化的高性能的内窥镜用物镜光学系统。
附图标记说明
G1：第1组；G2：第2组；G3：第3组；G3-1：第3-1组；G3-2：第3-2组；G3-3：第3-3组；G3-4：第3-4组；CL1、CL2、CL3：接合透镜；S：亮度光圈；L1-L10：透镜；F1、F2、F3：滤波器；PR：棱镜；I：摄像面(像场)。

Claims (10)

1.一种内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组、正折射力的第2组、正折射力的第3组构成，
所述第1组和所述第3组固定，所述第2组移动，
所述第1组具有至少两片负折射力的透镜，
所述第3组由从物体侧起依次配置的正折射力的第3-1组、负折射力的第3-2组、正折射力的第3-3组、正折射力的第3-4组构成，
所述内窥镜用物镜光学系统满足下面的条件式(1”’)，
1.5≤Bk/f3≤6 (1”’)
在此，
Bk为从所述第3组的最靠像侧的面到像场的沿着光轴的距离，
f3为所述第3组的焦距。
2.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
所述第3-1组由接合透镜构成，并满足下面的条件式(2)，
1.2≤f31/f3≤5 (2)
f31为所述第3-1组的焦距，
f3为所述第3组的焦距。
3.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
所述第3-3组由接合透镜构成，并满足下面的条件式(3)，
1≤f33/f3≤5 (3)
f33为所述第3-3组的焦距，
f3为所述第3组的焦距。
4.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(4)，
-30≤f32/f334≤-1.5 (4)
在此，
f334为所述第3-3组与所述第3-4组的合成焦距，
f32为所述第3-2组的焦距。
5.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(5)，
0.5≤f31/f33≤5 (5)
在此，
f31为所述第3-1组的焦距，
f33为所述第3-3组的焦距。
6.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(6)，
0.3≤f33/f34≤2.5 (6)
在此，
f33为所述第3-3组的焦距，
f34为所述第3-4组的焦距。
7.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(7)，
-30≤f31/f1≤-3 (7)
在此，
f31为所述第3-1组的焦距，
f1为所述第1组的焦距。
8.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(8)，
-4≤f334/f1≤-1 (8)
在此，
f334为所述第3-3组与所述第3-4组的合成焦距，
f1为所述第1组的焦距。
9.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，
满足下面的条件式(9)，
1≤f323/f3≤5 (9)
在此，
f323为所述第3-2组与所述第3-3组的合成焦距，
f3为所述第3组的焦距。
10.一种内窥镜，具有根据权利要求1～9中的任一项所述的内窥镜用物镜光学系统。
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