CN218383456U - 变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜。变焦光学系统包括：具有负光焦度的第一透镜组，包括具有负光焦度的第一透镜以及具有正光焦度的第二透镜，第一透镜的像侧面为凹面，第二透镜的物侧面为凸面；具有正光焦度的第二透镜组，包括相胶合的第三透镜和第四透镜，第三透镜和第四透镜的光焦度正负相反；具有负光焦度的第三透镜组，包括第五透镜、第六透镜和第七透镜，第五透镜和第六透镜相胶合，第五透镜和第六透镜的光焦度正负相反，第七透镜具有负光焦度，第五透镜的物侧面为凸面，第七透镜的物侧面为凹面；第二透镜组能够在第一透镜组和第三透镜组之间沿光轴移动。上述变焦光学系统在变焦过程中能够维持良好的成像质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及内窥镜技术领域，特别是涉及一种变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜。
背景技术
随着医疗设备的迅速发展，内窥镜在医疗领域的应用也越来越广泛，因而业界对内窥镜的要求也越来越高。其中，为提升内窥镜的适用范围，以使得内窥镜能够获取更大物距范围内的被摄物的图像，部分的内窥镜配置有可变焦的光学系统，通过改变光学系统的焦距来适应不同物距的被摄物。然而，目前的变焦光学系统在变焦过程中难以维持高成像质量，不利于提升内窥镜诊断的准确率。
实用新型内容
基于此，有必要针对目前的变焦光学系统在变焦过程中难以维持高成像质量的问题，提供一种变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜。
一种变焦光学系统，所述变焦光学系统中具有光焦度的透镜的数量为七片，所述变焦光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：
具有负光焦度的第一透镜组，包括具有负光焦度的第一透镜以及具有正光焦度的第二透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面；
具有正光焦度的第二透镜组，包括相胶合的第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜的光焦度正负相反；
具有负光焦度的第三透镜组，包括第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜和所述第六透镜相胶合，所述第五透镜和所述第六透镜的光焦度正负相反，所述第七透镜具有负光焦度，所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第七透镜的物侧面为凹面；
其中，所述第二透镜组能够在所述第一透镜组和所述第三透镜组之间沿光轴移动。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
0.4≤dG2/fw≤0.7；
其中，dG2为所述第二透镜组在光轴上的最大移动距离，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
2.2≤fG2/fw≤2.7；
其中，fG2为所述第二透镜组的有效焦距，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
0.2≤|Δyz/fw|≤0.4；
其中，Δyz为所述变焦光学系统在第一状态和第二状态下最大视场主光线在所述第二透镜的物方主平面上的高度变化值，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距，其中，所述第一状态为所述变焦光学系统的最大视场角最大时的状态，所述第二状态为所述变焦光学系统的最大视场角最小时的状态。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
-2.5≤f7/fw≤-0.9；
其中，f7为所述第七透镜的有效焦距，fw为所述变焦光学系统处于第一状态下的有效焦距。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
2.7mm≤fw*tan(HFOVw)≤4.3mm；
其中，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距，HFOVw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角的一半。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
38≤TTL*FNOw/ImgHw≤58；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述变焦光学系统的成像面于光轴上的距离，FNOw为所述变焦光学系统在第一状态下的光圈数，ImgHw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足关系：
0.9≤ImgHw/fw≤1.1；
其中，ImgHw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半，fw为所述变焦光学系统处于第一状态下的有效焦距。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统还包括光阑，所述光阑设于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间。
在其中一个实施例中，所述变焦光学系统中各透镜的材质均为玻璃。
一种内窥镜物镜，包括感光元件以及如上述任一实施例所述的变焦光学系统，所述感光元件设于所述变焦光学系统的像侧。
一种内窥镜，包括上述的内窥镜物镜。
上述变焦光学系统，三个透镜组及各透镜的光焦度和面型能够得到合理配置，从而有利于抑制变焦光学系统在变焦过程中引起的像差变动，使得变焦光学系统在变焦过程中能够维持高成像质量，从而当变焦光学系统应用于内窥镜中时，能够提升内窥镜诊断的准确率。
附图说明
图1为第一实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图2为第一实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图3为第一实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图4为第一实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图5为第二实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图6为第二实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图7为第二实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图8为第二实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图9为第三实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图10为第三实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图11为第三实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图12为第三实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图13为第四实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图14为第四实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图15为第四实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图16为第四实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图17为第五实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图18为第五实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图19为第五实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图20为第五实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图21为第六实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图22为第六实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图23为第六实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图24为第六实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图25为第七实施例中的变焦光学系统在第一状态下的结构示意图；
图26为第七实施例中的变焦光学系统在第二状态下的结构示意图；
图27为第七实施例中变焦光学系统处于第一状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图；
图28为第七实施例中变焦光学系统处于第二状态下的像散、畸变及倍率色差曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参见图1，在本申请的一些实施例中，变焦光学系统100沿光轴由物侧到像侧依次包括第一透镜组G1、第二透镜组G2以及第三透镜组G3。第一透镜组G1沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜L1和第二透镜L2，第二透镜组G2沿光轴由物侧至像侧依次包括第三透镜L3和第四透镜L4，第三透镜组G3沿光轴由物侧至像侧依次包括第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7。其中，第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6，第四透镜具有物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5具有物侧面S9和像侧面S10，第六透镜L6具有物侧面S11和像侧面S12，第七透镜L7具有物侧面S13和像侧面S14。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7同轴设置，变焦光学系统100中各透镜共同的轴线即为变焦光学系统100的光轴。在一些实施例中，变焦光学系统100还可包括位于第七透镜L7像侧的成像面S15，光线经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的调节后能够入射到成像面S15。
具体地，在一些实施例中，第一透镜组G1具有负光焦度，第二透镜组G2具有正光焦度，第三透镜组G3具有负光焦度。第一透镜L1具有负光焦度，第一透镜L1的像侧面S2为凹面。第二透镜L2具有正光焦度，第二透镜L2的物侧面S3为凸面。第三透镜L3和第四透镜L4相胶合，且第三透镜L3和第四透镜L4的其中一者具有正光焦度，另一者具有负光焦度。第五透镜L5和第六透镜L6相胶合，且第五透镜L5和第六透镜L6的其中一者具有正光焦度，另一者具有负光焦度。第七透镜L7具有负光焦度，第五透镜L5的物侧面S9为凸面，第七透镜L7的物侧面S13为凹面。
进一步地，在一些实施例中，第二透镜组G2能够在第一透镜组G1和第三透镜组G3之间沿光轴移动，以改变变焦光学系统100的有效焦距，实现变焦功能。可以理解的是，第二透镜组G2在第一透镜组G1和第三透镜组G3之间沿光轴的移动，能够改变变焦光学系统100的焦距，以使得变焦光学系统100能够具备不同的焦距状态。在本申请中，将变焦光学系统100的最大视场角最大时的状态定义为第一状态，将变焦光学系统100的最大视场角最小时的状态定义为第二状态。其中，当对远距离被摄物进行观察时，可调整第二透镜组G2在光轴上的位置，以使得变焦光学系统100处于第一状态，有利于全面观察远距离被摄物，降低漏查的风险。而当对近距离被摄物进行观察时，可调整第二透镜组G2在光轴上的位置，以使得变焦光学系统100处于第二状态，有利于对近距离被摄物进行放大观察，提升诊断准确率。其中，近距离被摄物和远距离被摄物的物距在以下各实施例中给出。
当然，在本申请中，第一状态和第二状态仅为变焦光学系统100其中两种焦距状态的示例，实际上，根据第二透镜组G2在光轴上位置的不同，变焦光学系统100还能够有其他焦距状态，例如，在一些实施例中，根据第二透镜组G2在光轴上位置的不同，变焦光学系统100的最大视场角可以为第一状态和第二状态下的最大视场角之间的任意值，以适应不同物距范围的被摄物，使得变焦光学系统100对远距离至近距离之间任意物距的被摄物均能够具备良好的成像质量。
上述的变焦光学系统100，第一透镜组G1具有负光焦度，有利于收集大角度光线，以实现广角特性，从而有利于提升变焦光学系统100的取像范围，进而当变焦光学系统100应用于内窥镜时能够满足大范围取像的需求，降低漏查风险。其中，第一透镜L1的负光焦度与第一透镜L1的像侧面S2的凹面面型，配合第二透镜L2的正光焦度和第二透镜L2的物侧面的凸面面型，既有利于第一透镜L1有效会聚大角度光线以实现广角特性，也有利于第二透镜L2有效校正第一透镜L1的像差，避免变焦光学系统100在引入大角度光线的同时产生过于严重的像差。第二透镜组G2具有正光焦度，有利于第一透镜组G1出射的光线经第二透镜组G2平缓过渡至第三透镜组G3，从而降低变焦光学系统100的像差敏感度，提升变焦光学系统100的成像质量；同时还有利于会聚光线，从而有利于缩短变焦光学系统100的总长，有利于小型化设计的实现。其中，第二透镜组G2由相胶合且光焦度正负相反的第三透镜L3和第四透镜L4构成，还有利于校正变焦光学系统100的色差，同样有利于提升变焦光学系统100的成像质量。第三透镜组G3具有负光焦度，能够将光线有效发散至成像面S15，有利于大像面特性的实现，从而使得变焦光学系统100能够匹配更高像素的感光元件而获得良好的成像质量，同时也有利于光线在成像面S15的入射角更好地与感光元件匹配，进而也有利于提升变焦光学系统100的成像质量。其中，光焦度正负相反的第五透镜L5和第六透镜L6相胶合，配合第二透镜组G2，能够进一步校正变焦光学系统100的色差，提升变焦光学系统100的成像质量。第五透镜L5的物侧面S9的凸面面型，有利于光线平缓过渡，同时也有利于配合第二透镜组G2缩短变焦光学系统100的总长。第七透镜L7的负光焦度，配合第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处的凹面面型，能够将光线有效过渡到成像面S15，有利于实现大像面特性并提升光线与感光元件的匹配程度，进而提升变焦光学系统100的成像质量。
上述变焦光学系统100，各透镜组的光焦度、各透镜的光焦度及面型能够得到合理配置，从而合理控制光路的走势，有利于广角特性、小型化设计以及大像面特性的实现。变焦光学系统100的像差能够得到有效校正，光路偏折合理，在变焦过程中的像差变动小，从而在变焦过程中能够维持高成像质量。由此，当变焦光学系统100应用于内窥镜中时，能够提升内窥镜诊断的全面性和准确率。
另外，上述变焦光学系统100，通过对各透镜的光焦度和面型的合理配置，采用一个透镜组沿光轴移动即可适应不同物距范围的被摄物同时维持良好的成像质量，从而能够降低驱动第二透镜组G2移动的光圈马达等驱动元件的要求，有利于简化变焦光学系统100的结构，提升变焦光学系统100变焦过程中运行的稳定性。
需要说明的是，在本申请中，描述两个透镜相胶合，可以理解为描述该两个透镜的相对位置，例如其中一个透镜的像侧面与另外一个透镜的物侧面相抵接，而非对该两个透镜的胶合工艺进行限定。该两个透镜采用光学胶相胶合，或者借助结构件等其他方式相抵接且相对固定，均在本申请的该两个透镜相胶合的范围内。
结合图1和图2所示，图1为一些实施例中变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图2为一些实施例中变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。由图1和图2可以看出，变焦光学系统100由第一状态切换至第二状态的变焦过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的间距逐渐减小，第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的间距逐渐增大，换言之，第二透镜组G2沿光轴朝靠近第一透镜组G1而远离第三透镜组G3的方向移动。当然，图1和图2仅为其中一些实施例中变焦光学系统100的变焦方式的示例，根据各透镜光焦度和面型设计的不同，在变焦光学系统100的变焦过程中，第二透镜组G2也可以有不同的移动规律。
进一步地，在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：0.4≤dG2/fw≤0.7；其中，dG2为第二透镜组G2在光轴上的最大移动距离，fw为变焦光学系统100在第一状态下的有效焦距。在一些实施例中，dG2可以为变焦光学系统100在第一状态下第三透镜L3的物侧面S5至第二状态下第三透镜L3的物侧面S5于光轴上的距离。满足上述条件式，能够合理配置第二透镜组G2的最大移动距离与第一状态下变焦光学系统100的有效焦距的比值，有利于使得变焦光学系统100有足够大的变焦范围以适应更大物距范围的被摄物，提升变焦光学系统100的适用范围；同时有利于降低变焦过程中像差的变动，从而有利于变焦光学系统100在变焦过程中维持良好的成像质量；另外还有利于使得第二透镜组G2的移动距离不会过大，从而避免第二透镜组G2在移动过程中的偏心量过大而影响变焦光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，第二透镜组G2的最大移动距离过大，容易导致第二透镜组G2的偏心量过大，从而导致变焦光学系统100在变焦过程中难以维持良好的成像质量。低于上述条件式的下限，第二透镜组G2的最大移动距离过小，导致第二透镜组G2抑制变焦过程中的像差变动所需的光焦度过大，从而容易导致第二透镜组G2的公差敏感度和像差敏感度增大，不利于第二透镜组G2的制造成型，也不利于变焦光学系统100的成像质量的提升。
在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：2.2≤fG2/fw≤2.7；其中，fG2为第二透镜组G2的有效焦距，fw为变焦光学系统100在第一状态下的有效焦距。满足上述条件式，能够合理配置第二透镜组G2与变焦光学系统100的有效焦距的比值，使得第二透镜组G2有足够的光焦度以抑制变焦过程中的像差变动，从而有利于变焦光学系统100在变焦过程中维持良好的成像质量；同时还有利于使得第二透镜组G2有足够的光焦度以缩短变焦光学系统100的总长，实现小型化设计；另外也能够使得第二透镜组G2的光焦度不会过大，有利于降低第二透镜组G2的公差敏感度和像差敏感度，从而有利于第二透镜组G2的制造成型，并有利于提升变焦光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，第二透镜组G2的光焦度不足，难以有效抑制变焦过程中的像差变动，同时容易增大第二透镜组G2的最大移动距离，从而导致变焦光学系统100的总长过大，不利于小型化设计，并容易导致第二透镜组G2在移动过程中的偏心量过大，不利于变焦光学系统100的成像质量的提升。低于上述条件式的下限，第二透镜组G2的光焦度过大，容易导致第二透镜组G2的公差敏感度和像差敏感度增大，不利于第二透镜组G2的制造成型，也不利于变焦光学系统100的成像质量的提升。
在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：0.2≤|Δyz/fw|≤0.4；其中，Δyz为变焦光学系统100在第一状态和第二状态下最大视场主光线在第二透镜L2的物方主平面上的高度变化值，fw为变焦光学系统100在第一状态下的有效焦距，其中，第一状态可以为变焦光学系统100的最大视场角最大时的状态，第二状态为变焦光学系统100的最大视场角最小时的状态。满足上述条件式，能够合理配置变焦光学系统100在变焦过程中最大视场主光线在第二透镜L2的物方主平面上的高度变化量，有利于校正轴外视场的畸变、垂轴色差、场曲等像差，从而有利于提升变焦光学系统100的成像质量；同时有利于提升变焦光学系统100在第二状态下对近距离被摄物的放大观察效果。超过上述条件式的上限，变焦过程中最大视场主光线在第二透镜L2的物方主平面的变化量过大，导致变焦过程中轴外视场的畸变、垂轴色差、场曲等像差剧烈变化，从而不利于变焦光学系统100在变焦过程中维持良好的成像质量。低于上述条件式的下限，变焦光学系统100对近距离被摄物难以有效对焦，不利于对近距离被摄物的放大观察。
在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：-2.5≤f7/fw≤-0.9；其中，f7为第七透镜L7的有效焦距，fw为变焦光学系统100处于第一状态下的有效焦距。满足上述条件式，能够合理配置第七透镜L7与变焦光学系统100的有效焦距的比值，使得第七透镜L7有足够的光焦度将光线发散至成像面S15，从而有利于提升边缘视场成像的相对照度，进而提升变焦光学系统100的成像质量，同时也有利于降低第七透镜L7的公差敏感度和像差敏感度，有利于第七透镜L7的成型和组装，并有利于提升变焦光学系统100的成像质量。低于上述条件式的下限，第七透镜L7的光焦度过小，导致第七透镜L7难以有效将光线偏折至成像面S15，从而容易导致成像边缘出现暗边，不利于成像质量的提升。超过上述条件式的上限，第七透镜L7的光焦度过大，导致第七透镜L7的公差敏感度和像差敏感度增大，不利于第七透镜L7的制造成型，也不利于提升变焦光学系统100的成像质量。
在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：2.7mm≤fw*tan(HFOVw)≤4.3mm；其中，fw为变焦光学系统100在第一状态下的有效焦距，HFOVw为变焦光学系统100在第一状态下的最大视场角的一半。满足上述条件式，变焦光学系统100能够兼顾小型化设计和广角特性的实现。超过上述条件式的上限，变焦光学系统100的有效焦距过长，不利于小型化设计的实现。低于上述条件式的下限，不利于广角特性的实现。
在一些实施例中，变焦光学系统100满足条件式：38≤TTL*FNOw/ImgHw≤58；其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至变焦光学系统100的成像面S15于光轴上的距离，即变焦光学系统100的光学总长，FNOw为变焦光学系统100在第一状态下的光圈数，ImgHw为变焦光学系统100在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式，变焦光学系统100能够兼顾小型化设计和良好的成像质量。超过上述条件式的上限，变焦光学系统100的光学总长过大，不利于实现小型化设计。低于上述条件式的下限，变焦光学系统100的成像面S15尺寸过大，容易导致边缘视场像差难以得到有效校正，成像的相对照度不足，不利于成像质量的提升。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.9≤ImgHw/fw≤1.1；其中，ImgHw为变焦光学系统100在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半，fw为变焦光学系统100处于第一状态下的有效焦距。满足上述条件式，变焦光学系统100能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好的成像质量。超过上述条件式的上限，变焦光学系统100的视场角过大，容易导致边缘视场的像差难以校正，不利于成像质量的提升。低于上述条件式的下限，不利于广角特性的实现，同时变焦光学系统100的有效焦距过大，也不利于实现小型化设计。
需要说明的是，在一些实施例中，变焦光学系统100可以匹配具有矩形感光面的感光元件，变焦光学系统100的成像面S15与感光元件的感光面重合。此时，成像面S15上有效像素区域具有水平方向以及对角线方向，则变焦光学系统100的最大视场角可以理解为变焦光学系统100对角线方向的最大视场角，变焦光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半可以理解为变焦光学系统100的有效像素区域在对角线方向的尺寸的一半。
可以理解的是，在本申请中，成像面S15可以理解为光线在第七透镜L7的像侧的汇聚点构成的虚拟面，而当变焦光学系统100与感光元件匹配时，成像面S15与感光元件的感光面重合，以使得经变焦光学系统100调节后的光线能够在感光面上形成清晰图像。
在一些实施例中，变焦光学系统100设置有光阑STO，光阑STO可设置于第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，配合第一透镜组G1的负光焦度以及第二透镜组G2的正光焦度，能在形成反摄远结构，有利于变焦光学系统100实现广角特性和小型化设计。
在一些实施例中，变焦光学系统100还可包括红外截止滤光片110，红外截止滤光片110可设于第一透镜L1和第二透镜L2之间，红外截止滤光片110用于滤除红外光，防止红外光到达成像面S15而影响变焦光学系统100的成像质量。当然，红外截止滤光片110还可设于其他任意两个透镜之间，或者设于第一透镜L1的物侧，或者设于第七透镜L7的像侧，只要有足够的空间供红外截止滤光片110装配即可。
在一些实施例中，变焦光学系统100还包括保护玻璃120，保护玻璃120可设于第七透镜L7和成像面S15之间，保护玻璃120用于保护设于成像面S15处的感光元件。
在一些实施例中，变焦光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为球面，有利于降低变焦光学系统100的设计和成型难度，同时有利于小口径设计，从而有利于压缩变焦光学系统100的尺寸，有利于变焦光学系统100在内窥镜中的组装和使用。
在一些实施例中，变焦光学系统100各透镜的材质均为塑料，采用塑料材质的透镜能够减小变焦光学系统100的重量并降低制备成本，从而也可相应减小变焦驱动结构(如音圈马达)的动力负担。在另一些实施例中，变焦光学系统100各透镜的材质可以为玻璃，采用玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良及稳定的光学性能。当然，变焦光学系统100中不同透镜的材质可以由玻璃及塑料相互搭配而成，从而使系统中的部分透镜为玻璃透镜，部分透镜为塑料透镜，以此平衡变焦变焦光学系统100的制备成本及光学性能。
以上有效焦距的参考波长均为587.6nm。
根据上述各实施例的描述，以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。
第一实施例
请再参见图1和图2，图1为第一实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图2为第一实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。当然，图1和图2仅为第一实施例中的变焦光学系统100其中两个焦距状态的示意图，根据实际取像需求，变焦光学系统100还能够有其他任意适用的焦距状态，其他实施例也相同。在第一实施例中，变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3以及具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
变焦光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为球面，其他实施例也相同。
变焦光学系统100的各透镜的材质均为玻璃，其他实施例也相同。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
以下表1示出了第一实施例中变焦光学系统100各透镜的曲率半径、厚度、折射率以及阿贝数等详细参数。表1中由第一透镜L1至成像面S15的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。第一透镜L1的第一行表示第一透镜L1的物侧面S1，第二行表示第一透镜L1的像侧面S2，以此类推。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为第一透镜L1于光轴110上的厚度，第二个数值为第一透镜L1的像侧面S2至像侧方向的后一表面(第二透镜L2的物侧面)于光轴110上的距离，厚度参数列其他数值的含义可由此推得。其中，各透镜的折射率、阿贝数和有效焦距的参考波长均为587.6nm。
需要注意的是，在该实施例及以下各实施例中，变焦光学系统100也可不设置红外截止滤光片110和保护玻璃120，但第一透镜L1和第二透镜L2之间的间距以及第七透镜L7和成像面S15之间的间距保持不变。
可以理解的是，表1中的D6表示第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴上的距离，D10表示第四透镜S4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴上的距离，并且，当变焦光学系统100处于不同的焦距状态时，D6和D10的数值不同。
表1
第一实施例中变焦光学系统100处于第一状态和第二状态下的有效焦距f、光圈数FNO、最大视场角FOV、物距以及D6、D10的数值由表2给出。
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 1.041 | 1.038 |
| FNO | 6.31 | 7.476 |
| FOV(°) | 152.2 | 95.8 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.7 |
| D6(mm) | 1.25 | 0.65 |
| D10(mm) | 0.05 | 0.65 |
请参见图3和图4，图3由左至右依次为第一实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图4由左至右依次为第一实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图3和图4的像散曲线图可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的弧矢场曲和子午场曲均较小，各视场的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像，变焦光学系统100具备大景深效果。由图3和图4的畸变曲线图可以看出，不同焦距状态下变焦光学系统100全视场的畸变较小，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。由图3和图4的倍率色差曲线图可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的倍率色差得到了良好的校正，具备良好的成像质量。
第二实施例
请参见图5和图6，图5为第二实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图6为第二实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有正光焦度的第三透镜L3以及具有负光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表3给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表3
第二实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表4给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表4
请参见图7和图8，图7由左至右依次为第二实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图8由左至右依次为第二实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图7和图8可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
第三实施例
请参见图9和图10，图9为第三实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图10为第三实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有正光焦度的第三透镜L3以及具有负光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有负光焦度的第五透镜L5、具有正光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面；
第六透镜L6的物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表5给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表5
第三实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表6给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表6
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 0.989 | 1.023 |
| FNO | 8.06 | 9.776 |
| FOV(°) | 143.2 | 92.2 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.7 |
| D6(mm) | 1.45 | 0.77 |
| D10(mm) | 0.05 | 0.73 |
请参见图11和图12，图11由左至右依次为第三实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图12由左至右依次为第三实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图11和图12可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
第四实施例
请参见图13和图14，图13为第四实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图14为第四实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3以及具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表7给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表7
第四实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表8给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表8
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 1.039 | 1.036 |
| FNO | 5.948 | 6.965 |
| FOV(°) | 140.4 | 93.8 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.78 |
| D6(mm) | 1.38 | 0.88 |
| D10(mm) | 0.15 | 0.65 |
请参见图15和图16，图15由左至右依次为第四实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图16由左至右依次为第四实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图15和图16可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
第五实施例
请参见图17和图18，图17为第五实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图18为第五实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3以及具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有负光焦度的第五透镜L5、具有正光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面；
第六透镜L6的物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凹面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表9给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表9
第五实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表10给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表10
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 1.004 | 1.009 |
| FNO | 5.691 | 6.975 |
| FOV(°) | 139.4 | 93.6 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.78 |
| D6(mm) | 1.39 | 0.89 |
| D10(mm) | 0.15 | 0.65 |
请参见图19和图20，图19由左至右依次为第五实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图20由左至右依次为第五实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图19和图20可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
第六实施例
请参见图21和图22，图21为第六实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图22为第六实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3以及具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表11给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表11
第六实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表12给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表12
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 1.043 | 1.037 |
| FNO | 6.175 | 7.278 |
| FOV(°) | 140.8 | 94 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.78 |
| D6(mm) | 1.39 | 0.89 |
| D10(mm) | 0.15 | 0.65 |
请参见图23和图24，图23由左至右依次为第六实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图24由左至右依次为第六实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图23和图24可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
第七实施例
请参见图25和图26，图25为第七实施例中的变焦光学系统100在第一状态下的结构示意图，图26为第七实施例中的变焦光学系统100在第二状态下的结构示意图。变焦光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2以及具有负光焦度的第三透镜组G3。其中，第一透镜组G1包括具有负光焦度的第一透镜L1以及具有正光焦度的第二透镜L2。第二透镜组G2包括具有负光焦度的第三透镜L3以及具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4相胶合。第三透镜组G3包括具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6以及具有负光焦度的第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6相胶合。
第一透镜L1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；
第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；
第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7的物侧面S13为凹面，像侧面S14为凸面。
另外，变焦光学系统100的各项参数由表13给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。
表13
第七实施例中变焦光学系统100在第一状态和第二状态下的参数由表14给出，各参数的定义可由第一实施例获得。
表14
| 参数 | 第一状态 | 第二状态 |
| f(mm) | 1.028 | 1.03 |
| FNO | 6.087 | 7.134 |
| FOV(°) | 140.6 | 94 |
| 物距(mm) | 9.5 | 1.78 |
| D6(mm) | 1.37 | 0.87 |
| D10(mm) | 0.15 | 0.65 |
请参见图27和图28，图27由左至右依次为第七实施例中变焦光学系统100处于第一状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图，图28由左至右依次为第七实施例中变焦光学系统100处于第二状态下的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。由图27和图28可以看出，不同焦距状态下的变焦光学系统100的场曲像散、畸变和倍率色差均得到了良好的校正，变焦光学系统100具备良好的成像质量。
在以上各实施例中，变焦光学系统100还满足以下表15的数据，满足以下数据所能够获得的效果可由上述记载的得到。
表15
本申请还提供一种内窥镜物镜(图未示出)，包括感光元件以及上述任一实施例所述的变焦光学系统100。感光元件的感光面与变焦光学系统100的成像面S15重合。具体地，感光元件可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)。在一些实施例中，内窥镜物镜还可以包括音圈马达或齿轮驱动结构等驱动元件，用于驱使变焦光学系统100中的第二透镜组G2沿光轴移动以实现变焦功能。在内窥镜物镜中采用上述变焦光学系统100，通过变焦功能使得内窥镜物镜能够对不同物距的被摄物取像，以适应不同的场景，同时，变焦光学系统100在变焦过程中能够维持良好的成像质量，有利于提升内窥镜物镜的诊断准确率。
本申请还提供一种内窥镜(图未示出)，包括壳体以及上述任一实施例所述的内窥镜物镜，内窥镜物镜设置于壳体内，壳体可以为内窥镜物镜的固定结构。内窥镜可以应用于医疗领域，例如应用于对病患进行医疗诊断，具体地，内窥镜包括但不限于为用于观察消化器官、支气管、鼻腔、咽喉、泌尿器官及子宫的内窥镜。在内窥镜中采用上述内窥镜物镜，内窥镜的适用性强，能够对不同物距的被摄物取像，同时在对不同物距的被摄物取像的同时还能够维持良好的成像质量，有利于提升诊断的准确率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统中具有光焦度的透镜的数量为七片，所述变焦光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：
具有负光焦度的第一透镜组，包括具有负光焦度的第一透镜以及具有正光焦度的第二透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面；
具有正光焦度的第二透镜组，包括相胶合的第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜的光焦度正负相反；
具有负光焦度的第三透镜组，包括第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜和所述第六透镜相胶合，所述第五透镜和所述第六透镜的光焦度正负相反，所述第七透镜具有负光焦度，所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第七透镜的物侧面为凹面；
其中，所述第二透镜组能够在所述第一透镜组和所述第三透镜组之间沿光轴移动。
2.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
0.4≤dG2/fw≤0.7；
其中，dG2为所述第二透镜组在光轴上的最大移动距离，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
2.2≤fG2/fw≤2.7；
其中，fG2为所述第二透镜组的有效焦距，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
0.2≤|Δyz/fw|≤0.4；
其中，Δyz为所述变焦光学系统在第一状态和第二状态下最大视场主光线在所述第二透镜的物方主平面上的高度变化值，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距，其中，所述第一状态为所述变焦光学系统的最大视场角最大时的状态，所述第二状态为所述变焦光学系统的最大视场角最小时的状态。
5.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
-2.5≤f7/fw≤-0.9；
其中，f7为所述第七透镜的有效焦距，fw为所述变焦光学系统处于第一状态下的有效焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
2.7mm≤fw*tan(HFOVw)≤4.3mm；
其中，fw为所述变焦光学系统在第一状态下的有效焦距，HFOVw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角的一半。
7.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
38≤TTL*FNOw/ImgHw≤58；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述变焦光学系统的成像面于光轴上的距离，FNOw为所述变焦光学系统在第一状态下的光圈数，ImgHw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半。
8.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统满足关系：
0.9≤ImgHw/fw≤1.1；
其中，ImgHw为所述变焦光学系统在第一状态下的最大视场角所对应的像高的一半，fw为所述变焦光学系统处于第一状态下的有效焦距。
9.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统还包括光阑，所述光阑设于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间。
10.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统中各透镜的材质均为玻璃。
11.一种内窥镜物镜，其特征在于，包括感光元件以及如权利要求1-10任一项所述的变焦光学系统，所述感光元件设于所述变焦光学系统的像侧。
12.一种内窥镜，其特征在于，包括权利要求11所述的内窥镜物镜。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| CN202222659505.1U CN218383456U (zh) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | 变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117192755A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 国药新光医疗科技有限公司 | 一种内窥镜用变焦镜头组件 |
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2022
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2024078300A1 (zh) * | 2022-10-10 | 2024-04-18 | 微创优通医疗科技（上海）有限公司 | 变焦光学系统、内窥镜物镜及内窥镜 |
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| CN117192755B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-05 | 国药新光医疗科技有限公司 | 一种内窥镜用变焦镜头组件 |
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