内窥镜用物镜光学系统技术方案

提供一种光圈值小、小型并且具有高的成像性能、抗制造误差的能力强、容易抑制光斑产生的内窥镜用物镜光学系统。内窥镜用物镜光学系统具有从物体侧起依次配置的负折射力的第一透镜(L1)、正折射力的第二透镜(L2)、亮度光圈(S)、正折射力的第三透镜(L3)、正折射力的第四透镜(L4)、负折射力的第五透镜(L5)以及正折射力的第六透镜(L6)，第二透镜(L2)是朝向像侧凸出的弯月透镜，第三透镜(L3)是朝向像侧凸出的弯月透镜，通过第四透镜(L4)和第五透镜(L5)形成正折射力的接合透镜，第六透镜(L6)与摄像元件接合，内窥镜用物镜光学系统满足下面的条件式(1)。0.55≤(r3f+r3r)/(r3f‑r3r)≤5 (1)在此，r3f为第三透镜的物体侧面的曲率半径，r3r为第三透镜的像侧面的曲率半径。

Objective optical system for endoscope

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内窥镜用物镜光学系统
本专利技术涉及一种物镜光学系统，例如涉及一种能够利用于在医疗领域、工业领域等中使用的内窥镜装置的内窥镜用物镜光学系统。
技术介绍
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，内窥镜被利用于观察部位的诊断、治疗。在该诊断、治疗中使用通过被插入到体腔内的内窥镜获得的图像。在内窥镜用的物镜光学系统中，通过设定适当的光圈值和焦点位置，从近点至远点为止形成了聚焦的像。另外，在物镜光学系统中，进行了使透镜直径减小、使光学系统的全长缩短的处理。通过这样，能够使插入部变细。其结果，能够降低插入时的痛苦、实现在体内小幅回转的插入部。近年来，一直在寻求一种更高图像质量且小型的内窥镜。作为小型的物镜光学系统，存在专利文献1～7所记载的物镜光学系统。在专利文献1中公开了摄影透镜。摄影透镜具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜、将负透镜与正透镜接合而成的接合透镜以及正透镜。在专利文献2中公开了内窥镜物镜光学系统。内窥镜物镜光学系统具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、可插拔的弯月透镜、亮度光圈、正透镜以及正透镜。位于最靠像侧的位置的正透镜与摄像元件的护罩玻璃接合。在专利文献3中公开了内窥镜物镜单元。内窥镜物镜单元具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜以及将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜。在专利文献4中公开了摄像光学系统。摄像光学系统具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜、将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜以及正透镜。位于最靠像侧的位置的正透镜与摄像元件的护罩玻璃接合。在专利文献5中公开了内窥镜物镜。内窥镜物镜具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜、将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜以及正透镜。位于最靠像侧的位置的正透镜与摄像元件的护罩玻璃接合。在专利文献6中公开了内窥镜用光学系统。内窥镜用光学系统具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜、将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜以及正透镜。位于最靠像侧的位置的正透镜与摄像元件的护罩玻璃接合。在专利文献7中公开了内窥镜物镜光学系统。内窥镜物镜光学系统具有从物体侧起依次配置的负透镜、正透镜、亮度光圈、正透镜、将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜以及正透镜。位于最靠像侧的位置的正透镜与摄像元件的护罩玻璃接合。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第3723637号公报专利文献2：国际公开第2013/002019号专利文献3：国际公开第2011/145505号专利文献4：日本特开2001-083400号公报专利文献5：日本特开平6-222263号公报专利文献6：日本特许第2596810号公报专利文献7：日本特许第5927368号公报
技术实现思路
专利技术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。如果与像素数的增加相应地使摄像面大型化，则形成于摄像面的像的高度也必须高。然而，如果像高变高，则物镜光学系统也变大。在该情况下，难以使光学系统小型化。因此，在使用于内窥镜的摄像元件中，多数情况是进行通过保持摄像元件的尺寸相同地减小像素间距来保持小型化并实现高图像质量化的方法。然而，如果像素间距变小，则对物镜光学系统要求使容许模糊圈更小。因此，需要具有高的光学性能的物镜光学系统。容许模糊圈受衍射的影响强。因此，需要将物镜光学系统形成为光圈值小的光学系统。一般地，如果光圈值变小，则像差校正变难。为了良好地校正像差，必须增加透镜片数，或者使光学系统的全长变长。因此，存在光学系统大型化的倾向。像这样，如果保持摄像元件的尺寸相同地减小像素间距，则无法简单地达成光学系统的小型化和高性能化。并且，如果光圈值变小，则导致光学系统抗制造偏差的能力变弱。即，光学性能容易因透镜部件的曲率半径的误差、壁厚的误差、以及光学系统组装时的机械框与透镜的移位、倾斜误差等而劣化。根据这样的情形，针对光学系统期望能够容许的误差量大。另外，近年来，关于摄像元件，多像素化不断发展。随着多像素化的发展，像素间距变小。当像素间距变小时，光学系统的容许模糊圈也变小。在光学系统的组装中，进行用于使物体像的位置与摄像面的位置一致的调整(以下称为“焦点调整”)。为了拍摄所聚焦的物体像，需要以高精度进行焦点调整。在焦点调整中，进行透镜的移动、摄像元件的移动、或者透镜和摄像元件的移动。如果光学系统的容许模糊圈小，则针对焦点调整要求更高的精度。特别是，关于在制造时进行的聚焦，由像素间距和大致由光圈值决定的容许模糊圈决定了所容许的误差量。例如，当聚焦的容许误差为3μm～5μm时，作为容许量而言相当小。在将透镜与摄像元件的护罩玻璃进行了接合的情况下，透镜位于摄像元件的附近、即像面的附近。在该情况下，与护罩玻璃接合的透镜作为场镜发挥功能。在该状态下，当使透镜与摄像元件成一体地移动时，光学系统的纵向倍率变小。其结果为，能够容易地进行焦点调整。当聚焦结束时，将透镜、摄像元件利用粘接剂进行固定。此时，伴随着粘接剂的固化，透镜的位置、摄像元件的位置产生偏移。如果如上述那样容许量小，则针对粘接剂要求使由于固化而产生的偏移量为相当小的量。然而，关于粘接剂，也存在难以应对的情况。根据这样的情形，关于制造时的焦点误差，针对光学系统期望能够容许的误差量大。专利文献1的摄影透镜是光圈值为2.8的明亮的光学系统。然而，没有考虑到针对小的像素间距的制造误差的问题。另外，由于是摄像机用的光学系统，因此没有达到如内窥镜的光学系统那样的小型化。专利文献2的内窥镜物镜光学系统是光圈值为8的暗的光学系统。因此，不是支持小的像素间距的光学系统。专利文献3的内窥镜物镜单元是光圈值为4～5的比较明亮的光学系统。然而，没有考虑到针对小的像素间距的制造误差的问题。专利文献4的摄像光学系统是光圈值为9.6～11的暗的光学系统。因此，不是支持小的像素间距的光学系统，并且也没有考虑到针对小的像素间距的制造误差的问题。专利文献5的内窥镜物镜是比较明亮的光学系统。然而，位于场镜的物体侧的接合透镜具有负折射力。在该情况下，由于无法使正折射力分散，因此难以说充分地校正了像差。因此，不能说是考虑到了光学系统小型化时的制造误差引起的性能劣化、针对小的像素间距的制造误差引起的性能劣化。专利文献6的内窥镜用光学系统是光圈值为4.7的比较明亮的光学系统。然而，不是支持小的像素间距的光学系统。专利文献7的内窥镜物镜光学系统是比较明亮的光学系统，而且具备场镜。因此，也针对制造误差引起的焦点偏移进行了考虑。但是，存在由于场镜而使在摄像面以外产生的反射光成为光斑的情况。本专利技术是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种光圈值小、小型并且具有高的成像性能、抗制造误差的能力强、容易抑制光斑产生的内窥镜用物镜光学系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，具有从物体侧起依次配置的负折射力的第一透镜、正折射力的第二透镜、亮度光圈、正折射力的第三透镜、正折射力的第四透镜、负折射力的第五透镜、以及正折射力的第六透镜，/n其中，所述第二透镜为朝向像侧凸出的弯月透镜，/n所述第三透镜为朝向像侧凸出的弯月透镜，/n通过所述第四透镜和所述第五透镜形成正折射力的接合透镜，/n所述第六透镜与摄像元件接合，/n所述内窥镜用物镜光学系统满足下面的条件式(1)，/n0.55≤(r3f+r3r)/(r3f-r3r)≤5 (1)/n在此，/nr3f为所述第三透镜的物体侧面的曲率半径，/nr3r为所述第三透镜的像侧面的曲率半径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 JP 2017-1225401.一种内窥镜用物镜光学系统，其特征在于，具有从物体侧起依次配置的负折射力的第一透镜、正折射力的第二透镜、亮度光圈、正折射力的第三透镜、正折射力的第四透镜、负折射力的第五透镜、以及正折射力的第六透镜，
其中，所述第二透镜为朝向像侧凸出的弯月透镜，
所述第三透镜为朝向像侧凸出的弯月透镜，
通过所述第四透镜和所述第五透镜形成正折射力的接合透镜，
所述第六透镜与摄像元件接合，
所述内窥镜用物镜光学系统满足下面的条件式(1)，
0.55≤(r3f+r3r)/(r3f-r3r)≤5(1)
在此，
r3f为所述第三透镜的物体侧面的曲率半径，
r3r为所述第三透镜的像侧面的曲率半径。


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，
满足下面的条件式(2)，
-20≤r3f/r4f≤-0.5(2)
在此，
r3f为所述第三透镜的物体侧面的曲率半径，
r4f为所述第四透镜的物体侧面的曲率半径。


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，
满足下面的条件式(3)，
-1≤r6f/r3f≤-0.02(3)
在此，
r6f为所述第六透镜的物体侧面的曲率半径，
r3f为所述第三透镜的物体侧面的曲率半径。


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)，
-0.7≤f1/f4≤-0.3(4)
在此，
f1为所述第一透镜的焦距，
f4为所述第四透镜的焦距。


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)，
0.6≤r3r/r4r≤1.7(5)
在此，
r3r为所述第三透镜的像侧面的曲率半径，
r4r为所述第四透镜的像侧面的曲率半径。


6.根据权利要求1所述的内窥镜用物镜光学系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加茂裕二，辻善文，
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