內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種物鏡光學系統(tǒng)，特別是涉及一種被應用于醫(yī)療用內窺鏡的內窺鏡 用物鏡光學系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 醫(yī)療用內窺鏡優(yōu)選在確保對患者的低侵入性的同時獲取高精度且廣視角的圖像 質量的圖像。然而，高圖像質量與低侵入性是相對立的。即，為了獲取高圖像質量的圖像， 必須增加像素數(shù)，從而優(yōu)選增大攝像元件。相反一面，隨著攝像元件變大，攝像透鏡直徑也 變大，其結果，內窺鏡外徑變大，從而難以確保低侵入性。
[0003] 因此，近年來，通過將像素間距縮小來不使攝像元件大型化地增加像素數(shù)從而獲 取高圖像質量的圖像的方法逐漸成為主流。像素間距隨著時代發(fā)展而越來越小型化，具有 幾微米以下的像素間距的攝像元件也被開發(fā)出來。
[0004] 例如，在專利文獻1和專利文獻2中公開了一種物鏡光學系統(tǒng)，該物鏡光學系統(tǒng)應 用于如上述那樣的像素間距被小型化為幾微米以下的攝像元件。
[0005] 專利文獻1:日本特開2007-249189號公報
[0006] 專利文獻2:日本特開2011-247949號公報

【發(fā)明內容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[0008] 然而，在應用像素間距被小型化的攝像元件的情況下，在物鏡光學系統(tǒng)中，如果各 像差未被更良好地校正，則無法獲得高精度且廣視角的圖像。在上述的專利文獻1和專利 文獻2的物鏡光學系統(tǒng)中，為了獲得廣視角的圖像而需要增加透鏡個數(shù)。因此，透鏡直徑變 粗，并且物鏡光學系統(tǒng)的全長變長，難以確保低侵入性。
[0009] 本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種能夠在確保低侵入性的同 時良好地校正各像差來獲取高精度且廣視角的圖像的內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng)。
[0010] 用于解決問題的方案
[0011] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下的方案。
[0012] 本發(fā)明的一個方式是一種內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng)，其至少具備正透鏡與負透鏡的 第一接合透鏡，該接合透鏡滿足以下的條件式。
[0013] 15. 0 <vA-ndA< 15. 75. . . (1)
[0014] -0. 2 >rdyAl/ih> -20. . . (2)
[0015] 其中，vA為負透鏡的阿貝數(shù)，ndA為負透鏡的d線的折射率，rdyAl為負透鏡的接 合面的曲率半徑，ih為像高。
[0016] 根據(jù)本方式，通過至少使用將正透鏡與負透鏡的第一接合透鏡，并同時滿足條件 式（1)和條件式（2)，能夠良好地校正軸上色像差和倍率色像差。
[0017] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述第一接合透鏡的負透鏡滿足以下的條件式。
[0018] -〇. 2> (rdyAl+rdyA2) / (rdyAl-rdyA2) >-10··· (3)
[0019] 其中，rdyAl為第一接合透鏡的負透鏡的接合面的曲率半徑，rdyA2為第一接合透 鏡的負透鏡的空氣接觸面的曲率半徑。
[0020] 通過這樣，能夠獲得所需的負的折射力，能夠對軸上和軸外的色像差進行校正。
[0021] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側起依次包括前組、亮度光圈以及后組，該后組 具有正的折射率，在所述前組和所述后組中的至少一方配置有所述第一接合透鏡。
[0022] 通過這樣，能夠削減所構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng) 全長且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長的后焦距。并且，通過將接合 透鏡配置在前組和后組中的至少一方，能夠良好地校正軸上和倍率色像差。
[0023] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述前組從物體側起依次具有負透鏡和正透鏡，所述后 組具有所述第一接合透鏡。
[0024] 通過這樣，能夠削減所構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng) 全長且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長的后焦距。另外，通過將接合 透鏡配置在后組，能夠良好地校正軸上和倍率色像差。
[0025] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述后組具有多個所述第一接合透鏡。
[0026] 通過這樣，能夠削減所構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng) 全長且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長的后焦距。并且，通過將接合 透鏡配置在后組，能夠良好地校正軸上和倍率色像差。
[0027] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述前組從物體側起依次具有負透鏡和接合透鏡，該接 合透鏡是將至少一個正透鏡和至少一個負透鏡接合而成的，所述后組具有多個所述接合透 鏡，在所述前組和所述后組中的至少一方具有所述第一接合透鏡。
[0028] 通過這樣，能夠削減所構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng) 全長且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長的后焦距。并且，通過將接合 透鏡配置在后組，能夠良好地校正軸上和倍率色像差。
[0029] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述前組從物體側起依次具有負透鏡和接合透鏡，該接 合透鏡是將至少一個正透鏡與至少一個負透鏡接合而成的，所述后組具有所述接合透鏡和 正透鏡，在所述前組和所述后組中的至少一方具有所述第一接合透鏡。
[0030]通過這樣，能夠削減所構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng) 全長且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長的后焦距。并且，通過將接合 透鏡配置在后組，能夠良好地校正軸上和倍率色像差。另外，通過將正透鏡配置在最靠近像 偵牝能夠使射出光線角度平緩，從而能夠對暗影良好地進行校正。
[0031] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側起依次具備正的第一透鏡組、能夠移動的負的 第二透鏡組以及正的第三透鏡組，通過使第二透鏡組移動能夠進行通常觀察與放大觀察之 間的切換，所述第三透鏡組具有至少一個所述第一接合透鏡。
[0032] 通過這樣，能夠實現(xiàn)廣視角且能夠從通常觀察調焦到放大觀察，并且能夠削減所 構成的各組的透鏡個數(shù)，能夠縮短內窺鏡用物鏡光學系統(tǒng)的全長并削減成本。
[0033] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側起依次具備負的第一透鏡組、能夠在調焦時移 動的第二透鏡組以及正的第三透鏡組，通過使所述第二透鏡組移動能夠進行通常觀察與放 大觀察之間的切換，所述第三透鏡組具有至少一個所述第一接合透鏡。
[0034] 通過這樣，能夠確保長的后焦距，并使調焦時的像差變動減小，且能夠實現(xiàn)在制造 誤差方面較強的物鏡光學系統(tǒng)。另外，通過在第三透鏡組配置有至少一個接合透鏡，能夠良 好地校正軸上和倍率色像差。此外，優(yōu)選的是，第二透鏡組具有正的折射力或負的折射力。
[0035] 在上述方式中，優(yōu)選的是，將負的第一透鏡配置在最靠近物體側，并滿足以下的條 件式。
[0036] -3. 0rdyl2/rdyAl< -〇. 2. . . (4)
[0037] 其中，rdyl2為負的第一透鏡的像側的曲率半徑，rdyAl為第一接合透鏡的負透鏡 的接合面的曲率半徑。
[0038] 條件式⑷是負的第一透鏡的像側的曲率半徑和接合透鏡的曲率半徑的條件式， 通過滿足條件式（4)，能夠良好地保持負的第一透鏡的像側的曲率半徑與接合透鏡的曲率 半徑的平衡，能夠良好地校正彗星像差、像面彎曲、軸上色像差、倍率色像差。
[0039] 在上述方式中，優(yōu)選的是，所述第一接合透鏡滿足以下的條件式。
[0040] 1. 0 <DB/DA< 10. . . (5)
[0041] 0. 1 <DA/ih< 2. 0. . . (6)
[0042] 其中，DA為第一接合透鏡中的負透鏡的中部厚度，DB為第一接合透鏡中的正透鏡 的中部厚度，ih為像高。
[0043] 條件式（5)和條件式（6)是與接合透鏡的中部厚度相關的條件式。通過滿足條件 式（5)和條件式（6)，能夠實現(xiàn)適當?shù)娜L且不易在透鏡產生裂紋、缺口等制造不良的內窺 鏡用物鏡光學系統(tǒng)。
[0044] 在上述方式中，優(yōu)選的是，滿足以下的條件式。
[0045] 0. 5 <PW1/PW4 < 10. . . (7)
[0046] 其中，PW1為負的第一透鏡的折射力，PW4為第一接合透鏡中的負透鏡的折射力。
[0047] 通過滿足條件式（7)，能夠良好地保持負的第一透鏡的折射力與第一接合透鏡的 負透鏡的折射力的平衡，并且能夠良好地校正彗星像差、像面彎曲、軸上色像差、倍率色像 差。
[0048] 在上述方式中，優(yōu)選的是，滿足以下的條件式。
[0049] 0. 5< (rdyll+rdyl2) / (rdyll-rdyl2) <1. 7··· (8)
[0050] 其中，rdyll為負的第一透鏡的物體側的曲率半徑。
[0051] 通過滿足條件式（8)，能夠獲得所需的負的折射力。
[0052] 在上述方式中，優(yōu)選的是，滿足以下的條件式。
[0053] 0. 05< (rdyBl+rdyB2) / (rdyBl-rdyB2) <2. 0··· (9)
[0054] 其中，rdyBl為第一接合透鏡中的正透鏡的空氣接觸面的曲率半徑，rdyB2為第一 接合透鏡中的正透鏡的接合面的曲率半徑。
[0055]通過滿足條件式（9)，能夠設為適當?shù)那拾霃剑軌蛟讷@得所需的正的折射力的 同時確保透鏡的邊緣壁。
[0056] 在上述方式中，優(yōu)選的是，滿足以下的條件式。
[0057] 1 <FL2G*Δ2G/FL2< 200. · · (10)
[0058]其中，A2G為第二透鏡組的從通常觀察狀態(tài)到近距放大狀態(tài)的移動量的絕對值， FL為通常觀察狀態(tài)下的物鏡光學系統(tǒng)整體的焦距，F(xiàn)L2G為第二透鏡組的焦距。
[0059] 通過滿足條件式（10)，能夠設為適當?shù)囊苿恿?，能夠實現(xiàn)與手術操作者的感覺一 致的焦距行程。
[0060] 發(fā)明的效果
[0061] 根據(jù)本發(fā)明，起到如下的效果：能夠在確保低侵入性的同時，對各像差良好地進行 校正來獲取高精度且廣視角的圖像。
【附圖說明】
[0062]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖。
[0063] 圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖。
[0064] 圖3是表示本發(fā)明的第三實施方式所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖。 [0065]圖4是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖。
[0066]圖5是本發(fā)明的實施例1所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的像差圖。
[0067]圖6是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖，（A)表 示通常觀察狀態(tài)，（B)表示放大觀察狀態(tài)。
[0068] 圖7是本發(fā)明的實施例2所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的通常觀察狀態(tài)下的像差圖。 [0069]圖8是本發(fā)明的實施例2所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的放大觀察狀態(tài)下的像差圖。
[0070] 圖9是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖，（A)表 示通常觀察狀態(tài)，（B)表示放大觀察狀態(tài)。
[0071] 圖10是本發(fā)明的實施例3所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的通常觀察狀態(tài)下的像差圖。
[0072] 圖11是本發(fā)明的實施例3所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的放大觀察狀態(tài)下的像差圖。
[0073] 圖12是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的物鏡光學系統(tǒng)的整體結構的截面圖，（A) 表示通常觀察狀態(tài)，（B)表示放大觀察狀態(tài)。