斜视物镜光学系统以及具备斜视物镜光学系统的内窥镜技术方案

斜视物镜光学系统由从物体侧起依次配置的由负透镜组成的前侧透镜组(GF)、光路转换元件(P)、亮度光圈(S)以及具有正的折射力的后侧透镜组(GR)构成，后侧透镜组(GR)由正透镜(L2)和具有正的折射力的接合透镜组成，接合透镜由从物体侧起依次配置的正透镜(L3)和负透镜(L4)构成，并满足以下的条件式(1)、(2)、(3)。‑2.0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备光路转换元件的斜视物镜光学系统以及具备斜视物镜光学系统的斜视用内窥镜。
技术介绍
近年来，在CCD(ChargeCoupledDevices：电荷耦合器件)、C-MOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等摄像元件中，由于微细化技术的进步，而像素的微细化和元件自身的小型化正在发展。特别是最近，开始制造具有非常微细的像素的摄像元件、例如像素间距为大约2μm～3μm的摄像元件。这样，近年来的摄像元件相比于以前成为多像素且小型。另外，当使光学系统的透镜外径、全长小型化时，难以使从光学系统射出的光线相对于摄像元件的受光面垂直地入射。在该情况下，光线倾斜地入射(以下称为“斜入射”)至受光面。因此，近年来的CCD、C-MOS等摄像元件以向受光面的最佳的光线的入射是斜入射为前提来设计。这样，近年来的摄像元件具有斜入射特性。通过在内窥镜中使用多像素且小型的摄像元件，能够实现图像的高图像质量化和内窥镜的细径化。与此同时，对于内窥镜用的物镜光学系统，寻求高性能且小型的物镜光学系统。高性能的光学系统是指例如分辨率高且良好地校正了像差的光学系统。内窥镜用的物镜光学系统之一有斜视物镜光学系统。在斜视物镜光学系统中，能够进行前方观察、侧方观察或后方观察。图1是以往的斜视物镜光学系统的例子。斜视物镜光学系统1是进行侧方观察的斜视物镜光学系统。斜视物镜光学系统1由前侧透镜组2、棱镜3以及后侧透镜组4构成。在斜视物镜光学系统1中，通过棱镜3形成前侧透镜组2的光轴与后侧透镜组4的光轴正交的状态。图2是以往的斜视物镜光学系统的另一例。斜视物镜光学系统5是进行前方观察的斜视物镜光学系统。斜视物镜光学系统5由前侧透镜组6、棱镜7以及后侧透镜组8构成。在斜视物镜光学系统5中，通过棱镜7形成前侧透镜组6的光轴与后侧透镜组8的光轴交叉的状态(但是，不是正交状态)。如图1、图2所示，在斜视物镜光学系统中，较大的光程长的光路转换元件被配置在光学系统中。因此，特别是在斜视物镜光学系统中，需要用于配置光路转换元件、例如棱镜的较大的空间。其结果，在斜视物镜光学系统中，与直视型的物镜光学系统相比，光学系统的全长变长。这样，斜视物镜光学系统与直视型的物镜光学系统相比有变大型的倾向，因此对斜视物镜光学系统要求更加的小型化。在专利文献1～5中公开了斜视物镜光学系统。专利文献1所公开的斜视物镜光学系统由前组发散透镜系统和后组收敛透镜系统构成。该斜视物镜光学系统是以在影像光纤中使用为前提的光学系统。因此，在该斜视物镜光学系统中，使从斜视物镜光学系统射出的光线能够相对于光纤的入射端面大致垂直地入射。专利文献2所公开的斜视物镜光学系统由第一透镜组以及具有正的折射力的第二透镜组构成，该第一透镜组由一个负透镜组成。在该斜视物镜光学系统中，为了进行色像差校正，而在第一透镜组的负透镜和棱镜中使用了色散小的玻璃材料(阿贝数大的玻璃材料)。专利文献3所公开的斜视物镜光学系统由具有负的焦距的前组和具有正的焦距的后组构成。专利文献4所公开的斜视物镜光学系统由负的折射力的由单透镜组成的第一透镜组、具有正的折射力的第二透镜组以及具有正的折射力的第三透镜组构成。在该斜视物镜光学系统中，通过由从物体侧起依次配置的负透镜和正透镜构成的接合透镜来构成第三透镜组。通过这样，确保了远心性。即，在专利文献4所公开的斜视物镜光学系统中，使从斜视物镜光学系统射出的光线能够相对于CCD的受光面大致垂直地入射。专利文献5所公开的斜视物镜光学系统由负的第一组和正的第二组构成。另外，在斜视物镜光学系统、直视型的物镜光学系统中，光学系统通过框构件来保持。光学系统在组装时，经由框构件被安装于组装用的工夹具。另外，组装后的光学系统经由框构件被嵌入到内窥镜前端部。因此，关于框构件的嵌合部，需要确保某种程度的长度。图3是斜视物镜光学系统的框构件的例子。斜视物镜光学系统9是进行侧方观察的斜视物镜光学系统。斜视物镜光学系统9由前侧透镜组10、棱镜11以及后侧透镜组12构成。在斜视物镜光学系统9中，通过棱镜11处的一次反射而形成为前侧透镜组10的光轴与后侧透镜组12的光轴正交的状态。在斜视物镜光学系统9中，前侧透镜组10和棱镜11通过框构件13保持，后侧透镜组12通过框构件14保持。另外，摄像元件15通过框构件16保持。图4和图5是斜视物镜光学系统的框构件的另一例。斜视物镜光学系统17、斜视物镜光学系统18是进行前方观察的斜视物镜光学系统。在斜视物镜光学系统17、斜视物镜光学系统18中，通过棱镜处的两次反射而形成为前侧透镜组的光轴与后侧透镜组的光轴交叉的状态。在斜视物镜光学系统17中，使用两个框构件，在斜视物镜光学系统18中使用三个框构件。专利文献1：日本特开昭51-62053号公报专利文献2：日本专利3385090号公报专利文献3：日本专利3574484号公报专利文献4：日本专利4439184号公报专利文献5：日本专利4814746号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题关于专利文献1所公开的斜视物镜光学系统，光学系统整体大，并且光学性能也不足。因此，无法将专利文献1所公开的斜视物镜光学系统应用为能够应用于多像素且小型的CCD等摄像元件的斜视物镜光学系统、即支持高性能化和小型化的斜视物镜光学系统。另外，在专利文献2所公开的斜视物镜光学系统中，为了进行色像差校正，而在第一透镜组的负透镜和棱镜中分别使用了低折射率的玻璃材料。在该情况下，特别地，物体侧的空气当量长度比亮度光圈的空气当量长度长。其结果，导致负透镜的外径、棱镜的外径变大。因此，无法将专利文献2所公开的斜视物镜光学系统应用到支持高性能化和小型化的斜视物镜光学系统。另外，在专利文献3所公开的斜视物镜光学系统中，由于后焦距长，因此导致光学系统整体大型化。另外，前组中的负透镜的焦距短，因此前组的负的折射力大。然而，由于后焦距长，因此接合透镜的焦距变长。这样，由于光学系统整体的折射力的平衡差，因此光学性能不足。因此，无法将专利文献3所公开的斜视物镜光学系统应用到支持高性能化和小型化的斜视物镜光学系统。另外，在专利文献4所公开的斜视物镜光学系统中，确保了远心性。然而，由于近年来的摄像元件具有斜入射特性，因此不需要在光学系统中确保远心性。在专利文献4所公开的斜视物镜光学系统中，从斜视物镜光学系统射出的光线的角度反倒偏离了满足摄像元件的斜入射特性的角度。其结果，导致在图像的周边部产生了亮度的不均、颜色的不均。因此，无法将专利文献4所公开的斜视物镜光学系统应用到支持高性能化和小型化的斜视物镜光学系统。另外，在专利文献5所公开的斜视物镜光学系统中，由于视角大，因此第一组的焦距变短(第一组的负折射力变大)。另一方面，为了配置滤波器类，而需要使光学系统的全长和后焦距变长，因此第二组的焦距变长(第二组的正折射力变小)。这样的话，导致负折射力与正折射力失去平衡，因此产生了像面弯曲和像散。并且，在专利文献5所公开的斜视物镜光学系统中，由于像高高，因此第二组的透镜外径也变大。因此，无法将专利文献5所公开的斜视物镜光学系统应用到支持高性能化和小型化的斜视物镜光学系统。如以上那样，在专利文献1～5所公开的斜视物镜光学系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斜视物镜光学系统，其特征在于，由从物体侧起依次配置的由负透镜组成的前侧透镜组、光路转换元件、亮度光圈以及具有正的折射力的后侧透镜组构成，所述后侧透镜组由正透镜以及具有正的折射力的接合透镜组成，所述接合透镜由从物体侧起依次配置的正透镜和负透镜构成，满足以下的条件式(1)、(2)及(3)，‑2.0＜fF/f＜‑1.3      (1)1.7＜fR/f＜2.7        (2)0.63＜|fF/fR|＜0.88   (3)在此，fF为所述前侧透镜组的焦距，fR为所述后侧透镜组的焦距，f为所述斜视物镜光学系统整个系统的焦距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.20 JP 2015-0313611.一种斜视物镜光学系统，其特征在于，由从物体侧起依次配置的由负透镜组成的前侧透镜组、光路转换元件、亮度光圈以及具有正的折射力的后侧透镜组构成，所述后侧透镜组由正透镜以及具有正的折射力的接合透镜组成，所述接合透镜由从物体侧起依次配置的正透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杉芳治，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP