斜视物镜光学系统和具备该斜视物镜光学系统的斜视用内窥镜技术方案

提供一种高性能且小型的斜视物镜光学系统和具备该斜视物镜光学系统的斜视用内窥镜。斜视物镜光学系统由从物体侧起依次配置的具有负折射力的前侧透镜组(GF)、光路转换元件(P)、亮度光圈(S)以及具有正折射力的后侧透镜组(GR)组成，前侧透镜组(GF)由第一透镜(L1)和第二透镜(L2)组成，后侧透镜组(GR)由第三透镜(L3)和具有正折射力的接合透镜(CL)组成，第一透镜(L1)由使凹面朝向像面侧的负透镜组成，第二透镜(L2)由使凸面朝向像面侧的单透镜、或接合透镜组成，第三透镜(L3)由正透镜组成，接合透镜(CL)由弯月形状的负透镜(L5)和由双凸透镜组成的正透镜(L4)组成，该斜视物镜光学系统满足以下的条件式(1)至(3)。1.6<D1/f<4.7 (1)1.0<D2/f<3.3 (2)9.0<L/f<31.0 (3)。

Strabismus objective lens optical system and strabismus endoscope with the optical system of the strabismus lens

A high performance and small optical system for the strabismus objective lens and a strabismus endoscope with the optical system of the strabismus lens are provided. Strabismus lens optical system is composed of sequentially from the object side configuration having a front lens group of negative refractive power (GF), optical component (P), (S) and the brightness of aperture rear lens group with positive refractive power (GR), the front lens group (GF) by the first lens (L1) and the second lens (L2), rear lens group (GR) by the third lens (L3) and has positive refractive power of the lens engagement (CL) composition, the first lens (L1) is composed of a concave surface facing the image surface side of the negative lens, the second lens (L2) is composed of a convex surface facing the image side of the lens or joint lens, the third lens (L3) is composed of a positive lens, lens bonding (CL) of a negative lens meniscus shape (L5) and a positive lens composed of lenticular lens (L4), the strabismus objective optical system satisfies the following conditions (1) to (3). 1.6< D1/f< 4.7 (1) 1.0< 3.3; D2/f< 9.0< L/f< (2); 31 (3).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】斜视物镜光学系统和具备该斜视物镜光学系统的斜视用内窥镜
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和具备该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，随着微细化技术的进步，像素的微细化和元件自身的小型化正在发展。特别是最近，制造出了具有非常微细的像素的摄像元件、例如像素间距为约1μm～2μm的摄像元件。这样，近年来的摄像元件与以前相比像素更多且形成为更小型。另外，当使物镜光学系统的透镜外径、总长小型化时，难以使从物镜光学系统射出的光线垂直地入射至摄像元件的光接收面。在该情况下，光线倾斜地入射(以下称为斜入射)至光接收面。因此，近年来的CCD、C-MOS等摄像元件是以光线向光接收面的最佳入射为斜入射作为前提设计的。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，要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。当像素间距变小至接近约1μm时，在光学系统的光圈值大的情况下，受到衍射的影响而光学性能下降了。因此，在像素间距小的摄像元件中使用的光学系统必须是光圈值小的光学系统。但是，如果光圈值变小，则通过光学系统的光束的直径变粗。因此，当使光圈值减小时，难以良好地进行像差校正。在像素间距小的摄像元件中使用的光学系统中，必须与像素间距的缩小化相应地校正各像差使得各像差产生量非常小。例如是横向像差量的话，必须使像差量为像素间距的数倍水平、即几μm左右，或者最好为10μm以下。如果要将光学系统的像差良好地校正到这样的水平，则光学系统的透镜个数变多了。可是，如果任意增加透镜个数，则导致光学系统总长变长。并且，如果光学系统总长变长，则通过透镜的光线的高度也变高，因此也导致透镜外径大型化。关于内窥镜，要求小型的光学系统。因此，必须将物镜光学系统构成为极力抑制透镜个数的增加的同时确保能够应用于内窥镜的尺寸和高的成像性能。另外，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，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形成为前侧透镜组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形成为前侧透镜组6的光轴与后侧透镜组8的光轴相交叉的状态。如图1、图2所示，在斜视物镜光学系统中，将较大光程长的光路转换元件配置在光学系统中。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，与直视的物镜光学系统相比，光学系统的总长变长。这样，斜视物镜光学系统相比于直视的物镜光学系统有变大型的倾向，因此对斜视物镜光学系统要求进一步的小型化。在专利文献1至3中公开了斜视物镜光学系统。另外，在专利文献4至9中公开了直视物镜光学系统。在专利文献1中公开了斜视物镜光学系统和直视物镜光学系统。斜视物镜光学系统由前组发散透镜系统、后组收敛透镜系统以及配置在它们之间的棱镜构成，前组发散透镜系统由负的单透镜组成。在直视物镜光学系统中没有配置棱镜。因此，在直视物镜光学系统中，将前组发散透镜系统与后组收敛透镜系统以远离的状态(透镜间隔大的状态)进行了配置。另外，这些物镜光学系统是以被使用于影像光纤为前提的光学系统。因此，在这些物镜光学系统中，使从物镜光学系统射出的光线能够大致垂直地入射至光纤的入射端端面。专利文献2所公开的斜视物镜光学系统由第一透镜组、作为反射构件的棱镜以及具有正折射力的第二透镜组构成，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正折射力的前组透镜组、作为视场方向变换元件的棱镜以及正折射力的后组透镜组构成。前组透镜组由负透镜和正透镜组成。后组透镜组由接合透镜组成。专利文献4所公开的物镜光学系统是直视物镜光学系统。该直视物镜光学系统由负折射力的第一透镜组、负折射力的第二透镜组、正折射力的第三透镜组以及正折射力的第四透镜组构成。专利文献5所公开的物镜光学系统是直视物镜光学系统。该直视物镜光学系统由负透镜的第一组、正的单透镜的第二组以及后组构成。后组由正的单透镜以及正透镜与负透镜的接合透镜组成。专利文献6所公开的物镜光学系统是直视物镜光学系统，由负透镜、正的弯月透镜或正折射力的接合透镜、正透镜以及接合透镜构成。专利文献7所公开的物镜光学系统是直视物镜光学系统。该直视物镜光学系统由负折射力的前组和正折射力的后组构成。前组由负透镜和折射力弱的透镜组组成。后组由正透镜和接合透镜组成。在专利文献8所公开的物镜光学系统中，在像面侧配置有光程长较长的光路转换棱镜。然而，该物镜光学系统是直视物镜光学系统。该直视物镜光学系统由前组发散透镜系统和后组收敛透镜构成，该前组发散透镜系统由两个负透镜组成。在专利文献9所公开的物镜光学系统中，在像面侧配置有光程长较长的光路转换棱镜。然而，该物镜光学系统是直视物镜光学系统。该直视物镜光学系统由负的第一透镜、将第二透镜与第三透镜接合而成的正的接合透镜、正的第四透镜以及将正的第五透镜与负的第六透镜接合而成的正的接合透镜构成。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5558058号公报专利文献4：日本特开平10-111454号公报专利文献5：日本专利3359092号公报专利文献6：国际公开第2012/008312号专利文献7：日本专利4556382号公报专利文献8：日本特开平10-260348号公报专利文献9：日本专利4265909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。另外，虽然光学系统的光圈值小，但是色像差等的像差量相当大。因此，在使用于像素间距小的摄像元件时，光学性能不足。另外，在直视物镜光学系统中没有足以配置棱镜的透镜间隔。另外，该直视物镜光学系统也与斜视物镜光学系统的情况同样地，光学性能不足。因此，无法将专利文献1所公开的斜视物镜光学系统、直视物镜光学系统应用为能够应用到多像素且小型的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。因此，特别地，与亮度光圈相比，物体侧的空气当量长度变长。其结果，导致负透镜的外径、棱镜的外径变大。并且，由本文档来自技高网...

【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具有负折射力的前侧透镜组、光路转换元件、亮度光圈以及具有正折射力的后侧透镜组组成，所述前侧透镜组由第一透镜和第二透镜组成，所述后侧透镜组由第三透镜和具有正折射力的接合透镜组成，所述第一透镜由使凹面朝向像面侧的负透镜组成，所述第二透镜由接合透镜或使凸面朝向像面侧的单透镜组成，所述第三透镜由正透镜组成，所述接合透镜由弯月形状的负透镜和由双凸透镜组成的正透镜组成，所述斜视物镜光学系统满足以下的条件式(1)至(3)，1.6＜D1/f＜4.7  (1)1.0＜D2/f＜3.3  (2)9.0＜L/f＜31.0  (3)其中，D1为从所述前侧透镜组的位于最靠像面侧的位置的透镜的像侧面到所述亮度光圈的空气当量长度，D2为从所述后侧透镜组的最终透镜的像侧面到像面的空气当量长度，L为所述斜视物镜光学系统的总长，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】2015.12.14 JP 2015-2431281.一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具有负折射力的前侧透镜组、光路转换元件、亮度光圈以及具有正折射力的后侧透镜组组成，所述前侧透镜组由第一透镜和第二透镜组成，所述后侧透镜组由第三透镜和具有正折射力的接合透镜组成，所述第一透镜由使凹面朝向像面侧的负透镜组成，所述第二透镜由接合透镜或使凸面朝向像面侧的单透镜组成，所述第三透镜由正透镜组成，所述接合透镜由弯月形状的负透镜和由双凸透镜组成的正透镜组成，所述斜视物镜光学系统满足以下的条件式(1)至(3)，1.6＜D1/f＜4.7(1)1.0＜D2/f＜3.3(2)9.0＜L/f＜31.0(3)其中，D1为从所述前侧透镜组的位于最靠像面侧的位置的透镜的像侧面到所述亮度光圈的空气当量长度，D2为从所述后侧透镜组的最终透镜的像侧面到像面的空气当量长度，L为所述斜视物镜光学系统的总长，f为所述斜视物镜光学系统整个系统的焦距。2.根据权利要求1所述的斜视物镜光学系统，其特征在于，满足以下的条件式(4)，1.0＜D1/D2＜2.5(4)其中，D1为从所述前侧透镜组的位于最靠像面侧的位置的透镜的像侧面到亮度光圈的空气当量长度，D2为从所述后侧透镜组的最终透镜的像侧面到像面的空气当量长度。3.根据权利要求2所述的斜视物镜光学系统，其特征在于，满足以下的条件式(5)、(6)，1.6＜|fF/f|＜4.5(5)1.9＜fR/f＜5.3(6)其中，fF为所述前侧透镜组的焦距，fR为所述后侧透镜组的焦距，...

【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