內(nèi)窺鏡用物鏡和內(nèi)窺鏡的制作方法
【專利摘要】?jī)?nèi)窺鏡用物鏡和內(nèi)窺鏡，其小型、廣角且抑制包含倍率色差的各像差而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的光學(xué)性能。內(nèi)窺鏡用物鏡(1)從物體側(cè)起依次由前組(GF)、孔徑光闌(St)、正的后組(GR)構(gòu)成。前組(GF)從物體側(cè)起依次由與物體側(cè)的面相比像側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì)值較小的負(fù)的第1透鏡(L1)、1枚以上的平行平面板構(gòu)成。后組(GR)從物體側(cè)起依次由正的第2透鏡(L2)和將正的第3透鏡(L3)與負(fù)的第4透鏡(L4)接合得到的接合透鏡(CE)構(gòu)成。接合透鏡(CE)的接合面為凸面朝向像側(cè)。內(nèi)窺鏡用物鏡1滿足關(guān)于前組(GF)的平行平面板、第1透鏡(L1)的焦距、接合透鏡(CE)的接合面的曲率半徑等的條件式(1)～(3)。
【專利說明】
內(nèi)窺鏡用物鏡和內(nèi)窺鏡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)窺鏡用物鏡和具有該內(nèi)窺鏡用物鏡的內(nèi)窺鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，在醫(yī)療領(lǐng)域中插入型的內(nèi)窺鏡已普及，該插入型的內(nèi)窺鏡將在前端部分內(nèi) 設(shè)有拍攝裝置的長(zhǎng)條的插入部從被檢者的口或鼻等插入而拍攝體腔內(nèi)。作為能夠用于運(yùn)樣 的內(nèi)窺鏡的物鏡，已知例如下述專利文獻(xiàn)1~3中記載的裝置。在專利文獻(xiàn)1、2中記載有透鏡 枚數(shù)為4枚的透鏡系統(tǒng)，在專利文獻(xiàn)3中記載有透鏡枚數(shù)為4~6枚的透鏡系統(tǒng)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-269450號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本特許第3574484號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-80413號(hào)公報(bào)
[000引由于內(nèi)窺鏡為了減輕被檢者的負(fù)擔(dān)而優(yōu)選細(xì)徑化或小型化，因此優(yōu)選相對(duì)于內(nèi)窺 鏡用物鏡小型的結(jié)構(gòu)。此外，為了使內(nèi)窺鏡用物鏡提高病變的發(fā)現(xiàn)率而尋求能夠觀察廣范 圍的廣角透鏡系統(tǒng)，近年來處于優(yōu)選更廣角化的傾向。
[0009] 然而，專利文獻(xiàn)1、2中記載的內(nèi)窺鏡用物鏡采用透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)較長(zhǎng)、視角較窄的結(jié) 構(gòu)。專利文獻(xiàn)3中記載的內(nèi)窺鏡用物鏡比專利文獻(xiàn)1、2中記載的內(nèi)窺鏡用物鏡廣角，但近年 來有時(shí)需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廣角化的透鏡系統(tǒng)。
[0010] 并且，通常越是廣角倍率色差越容易變大，但如果考慮到搭載于近年的電子內(nèi)窺 鏡的拍攝元件的高像素化，則還尋求校正包含倍率色差的各像差而具有良好的光學(xué)性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供構(gòu)成為小型且為廣角的、并且 抑制包含倍率色差的各像差而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡用物鏡W及具有該內(nèi)窺 鏡用物鏡的內(nèi)窺鏡。
[0012] 本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡從物體側(cè)起依次由前組、孔徑光闊、整體上具有正屈光力 的后組構(gòu)成，前組從物體側(cè)起依次由與物體側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì)值相比像側(cè)的面的曲 率半徑的絕對(duì)值較小的具有負(fù)屈光力的第1透鏡和至少1枚平行平面板構(gòu)成，后組從物體側(cè) 起依次由具有正屈光力的第2透鏡、具有正屈光力的第3透鏡W及具有負(fù)屈光力的第4透鏡 構(gòu)成，將第3透鏡與第4透鏡接合而構(gòu)成接合透鏡，接合透鏡的接合面為凸面朝向像側(cè)，滿足 所有的下述條件式(1)~(3)。
[0013]
[0014] -0.9<f/fl<-0.5 (2)
[0015] -2.9<Dsc/RC<-l (3)
[0016] 其中，
[0017] f是系統(tǒng)整體的焦距，
[0018] k是前組所具有的平行平面板的總數(shù)，
[0019] 功從巧化的自然數(shù)，
[0020] ti為從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板的光軸上的厚度，
[0021 ] Ndi為從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板針對(duì)d線的折射率，
[0022] vdi為從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)，
[0023] η為第1透鏡的焦距，
[0024] DSC為從孔徑光闊到接合透鏡的接合面的光軸上的距離，
[0025] RC為接合透鏡的接合面的曲率半徑。
[0026] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)。
[0027]
[0028] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(2-1)。
[0029] -0.8<f/fl<-0.6 (2-1)
[0030] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(3-1)。
[0031] -2.7<Dsc/RC<-1.2 (3-1)
[0032] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(4)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (4-1)。
[0033]
[0034]
[0035] 其中，k、i、Ndi、ti的符號(hào)的含義與前面說明的相同，mm是長(zhǎng)度單位的毫米。
[0036] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式（5)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (5-1)。
[0039] 其中，f、k、i、Ndi、ti的符號(hào)的含義與前面說明的相同。
[0040] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選第1透鏡和最靠物體側(cè)的平行平面板構(gòu)成為能 夠與比最靠物體側(cè)的平行平面板靠像側(cè)的光學(xué)部件分離。
[0041] 并且，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，優(yōu)選第1透鏡具有平面部，平面部與最靠物體 側(cè)的平行平面板在光軸方向上抵接。在該情況下，優(yōu)選滿足下述條件式(6)，更優(yōu)選滿足下 述條件式(6-1)。
[0042] 〇.4<(R2-D2)/f<l (6)
[0043] 〇.5<(R2-D2)/f <0.85 (6-1)
[0044] 其中，
[0045] R2:第1透鏡的像側(cè)的透鏡面的曲率半徑
[0046] D2:第1透鏡與最靠物體側(cè)的平行平面板的光軸上的空氣間隔
[0047] 在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡中，也可W是，前組所具有的平行平面板僅為2枚。
[0048] 本發(fā)明的內(nèi)窺鏡具有本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡。
[0049] 另外，本說明書的"實(shí)質(zhì)上由~構(gòu)成"的"實(shí)質(zhì)上"是指除了作為結(jié)構(gòu)要素所列舉的 內(nèi)容W外，實(shí)質(zhì)上也可W包含不具有屈光力的透鏡、光闊或護(hù)罩玻璃等透鏡W外的光學(xué)要 素、透鏡凸緣、透鏡鏡筒等。
[0050] 另外，上述的屈光力的符號(hào)、面形狀、曲率半徑是關(guān)于包含非球面的結(jié)構(gòu)考慮在近 軸區(qū)域的參數(shù)。關(guān)于曲率半徑的符號(hào)，將凸面朝向物體側(cè)的形狀設(shè)為正，凸面朝向像側(cè)的形 狀設(shè)為負(fù)。并且，上述的焦距是針對(duì)d線(波長(zhǎng)587.6nm)的焦距。
[0051] 發(fā)明效果
[0052] 根據(jù)本發(fā)明，在將透鏡枚數(shù)設(shè)為4枚且包含平行平面板的透鏡系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定 各光學(xué)要素的結(jié)構(gòu)，并且，使得滿足關(guān)于平行平面板的材料和厚度、最靠物體側(cè)的透鏡的焦 距、接合透鏡的接合面等的條件式，因此能夠提供構(gòu)成為小型且為廣角、并且抑制包含倍率 色差的各像差而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡用物鏡W及具有該內(nèi)窺鏡用物鏡的內(nèi) 窺鏡。
【附圖說明】
[0053] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖。
[0054] 圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例2的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖。
[0055] 圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施例3的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖。
[0056] 圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施例4的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖。
[0057] 圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施例5的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖。
[0058] 圖6是示出能夠?qū)D1的內(nèi)窺鏡用物鏡的一部分分離的一結(jié)構(gòu)例的剖面圖。
[0059] 圖7是本發(fā)明的實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖，從左起依次表示球面像差、 像散、崎變像差、倍率色差。
[0060] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例2的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖，從左起依次表示球面像差、 像散、崎變像差、倍率色差。
[0061] 圖9是本發(fā)明的實(shí)施例3的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖，從左起依次表示球面像差、 像散、崎變像差、倍率色差。
[0062] 圖10是本發(fā)明的實(shí)施例4的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖，從左起依次表示球面像差、 像散、崎變像差、倍率色差。
[0063] 圖11是本發(fā)明的實(shí)施例5的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖，從左起依次表示球面像差、 像散、崎變像差、倍率色差。
[0064] 圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0065] 標(biāo)號(hào)說明
[0066] 1:內(nèi)窺鏡用物鏡;2:軸上光束;3:軸外光束;4:光學(xué)部件;8:固體拍攝元件；10:第1 透鏡單元;11:第1鏡筒；lla、21a:嵌合部；12:接合劑;20:第2透鏡單元;21:第2鏡筒;2化:凸 緣部;22、23:間隔調(diào)整部件;30:光路轉(zhuǎn)換棱鏡;31:第3鏡筒；100:內(nèi)窺鏡；102:操作部；104: 插入部；106:通用線纜；107:軟性部；108:彎曲部；109:彎曲操作鈕；110:前端部;AD:粘接 劑;CE:接合透鏡;GF:前組;GR:后組;L1:第1透鏡;Lla:透鏡面;Ub:平面部;L2:第2透鏡； 13:第3透鏡;1^4:第4透鏡少1、？2、？12:平行平面板；5:空間；51111:像面；51:孔徑光闊；2:光 軸。
【具體實(shí)施方式】
[0067] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖1~圖5是示出本發(fā)明的 實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖面圖，分別與后述的實(shí)施例1~5對(duì)應(yīng)。由于圖1 ~圖5所示的例的基本結(jié)構(gòu)或圖示方法相同，因此W下主要參照?qǐng)D1所示的例進(jìn)行說明。在 圖1中，左側(cè)為物體側(cè)，右側(cè)為像側(cè)，示出軸上光束2和最大視角的軸外光束3的光路，還圖示 最大全視角的半值ω。
[0068] 該內(nèi)窺鏡用物鏡沿著光軸Ζ從物體側(cè)起依次由整體上具有負(fù)屈光力的前組GF、孔 徑光闊St、整體上具有正屈光力的后組G財(cái)勾成。通過運(yùn)樣從物體側(cè)起依次配置負(fù)透鏡組、正 透鏡組而能夠采用反遠(yuǎn)距型的屈光力配置，實(shí)現(xiàn)廣角化。
[0069] 在圖1中示出在后組GR與像面Sim之間配置入射面與射出面平行的光學(xué)部件4的例 子。關(guān)于光學(xué)部件4,假定了用于彎折光路的光路轉(zhuǎn)換棱鏡和濾鏡或護(hù)罩玻璃等，在本發(fā)明 中也可W采用省略光學(xué)部件4的結(jié)構(gòu)。另外，在使用光路轉(zhuǎn)換棱鏡的情況下為彎曲光路，為 了易于理解而在圖1中示出展開光路的圖。
[0070] 前組GF構(gòu)成為從物體側(cè)起依次由具有負(fù)屈光力的第1透鏡L1、至少1枚平行平面板 構(gòu)成。圖1的前組GF由第1透鏡Ll、2枚平行平面板P1、P2構(gòu)成。
[0071] 第1透鏡L1構(gòu)成為像側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì)值比物體側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì) 值小，通過采用運(yùn)樣的形狀而有利于廣角化。
[0072] 在該內(nèi)窺鏡用物鏡中通過在比孔徑光闊St靠物體側(cè)配置平行平面板，而能夠使周 邊視角的光線與第1透鏡L1的物體側(cè)的面相交的點(diǎn)距光軸Z的高度降低，有利于第1透鏡L1 的小徑化。并且，還能夠得到根據(jù)平行平面板產(chǎn)生的F線（波長(zhǎng)486. Inm)與C線（波長(zhǎng) 656.3nm)的光路長(zhǎng)差來校正倍率色差的效果。由于平行平面板具有上述作用并且無近軸屈 光力，因此在偏移的情況下對(duì)光學(xué)性能帶來的影響與透鏡相比較小。具體而言，平行平面板 即使平行偏移也不會(huì)產(chǎn)生像的劣化，能夠使傾斜誤差的允許量與透鏡相比較大。因此，組裝 容易，能夠有助于良好的光學(xué)性能的實(shí)現(xiàn)。另外，運(yùn)里所說的平行偏移是指與光軸Z垂直的 方向的移動(dòng)，傾斜是指包含光軸Z的剖面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。
[0073] 后組GR是整體上具有正屈光力的透鏡組，由此能夠使系統(tǒng)整體的屈光力保持為 正。后組GR實(shí)質(zhì)上從物體側(cè)起依次由具有正屈光力的第2透鏡L2、具有正屈光力的第3透鏡 L3、具有負(fù)屈光力的第4透鏡L4構(gòu)成，將第3透鏡L3與第4透鏡L4接合而構(gòu)成接合透鏡CE。
[0074] 通過將后組GR的正屈光力像上述那樣分割成2個(gè)，而能夠使球面像差、崎變像差的 校正有效。并且，通過將接合透鏡CE配置在像側(cè)，而使接合透鏡CE的接合面的周邊光線的高 度變高，能夠容易地兼顧倍率色差與軸上色差的良好的校正。
[0075] 接合透鏡CE的接合面構(gòu)成為凸面朝向像側(cè)的形狀。由此，能夠抑制像散的產(chǎn)生，并 且使球面像差的校正容易。
[0076] 該內(nèi)窺鏡用物鏡構(gòu)成為滿足所有的下述條件式(1)~(3)。
[0077]
[007引-0.9<f/n<-0.5 (2)
[0079] -2.9<Dsc/RC<-l (3)
[0080] 其中，
[0081] f是系統(tǒng)整體的焦距，
[0082] k是前組所具有的平行平面板的總數(shù)，
[0083] i是從巧化的自然數(shù)，
[0084] ti是從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板的光軸上的厚度，
[0085] Ndi是從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板針對(duì)d線的折射率，
[0086] vdi是從前組的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)，
[0087] η是第1透鏡的焦距，
[0088] Dsc是從孔徑光闊到接合透鏡的接合面的光軸上的距離，
[0089] RC是接合透鏡的接合面的曲率半徑。
[0090] 如果將從前組GF的物體側(cè)起第i個(gè)平行平面板關(guān)于F線、C線的折射率分別設(shè)為 NFi、NCi，則條件式(1)的物理量能夠W如下的方式改寫。
[0091]
[0092] 從上式可知，條件式（1)表示利用系統(tǒng)整體的焦距將基于平行平面板的F線與C線 的光路長(zhǎng)差歸一化后的值的優(yōu)選的范圍。由于F線的入射光瞳位置比C線的入射光瞳位置靠 物體側(cè)，因此第1透鏡L1的F線的主光線的高度比C線的主光線的高度低。因不會(huì)成為條件式 (1)的下限W下，而能夠校正由第1透鏡L1產(chǎn)生的倍率色差，有利于廣角化。通常，高折射率 且高分散的光學(xué)材料具有易于吸收短波長(zhǎng)的光運(yùn)樣的性質(zhì)、即具有著色度差的性質(zhì)，但因 使得不會(huì)成為條件式(1)的上限W上，而能夠避免著色度差的材料，或者使平行平面板的厚 度變薄，能夠抑制因光學(xué)材料的著色而產(chǎn)生的短波段的光線的吸收量。
[0093] 條件式(2)是關(guān)于第1透鏡L1的屈光力的式。因使得不會(huì)成為條件式(2)的下限W 下而能夠抑制第1透鏡L1的屈光力，能夠防止后焦距、透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)變長(zhǎng)。并且，因使得不會(huì) 成為條件式(2)的下限W下，而能夠抑制倍率色差，并且能夠增大第1透鏡L1的平行偏移的 允許量、傾斜誤差的允許量。因使得不會(huì)成為條件式(2)的上限W上，而能夠減小從前組GF 入射到后組GR的周邊視角相對(duì)于主光線的光軸Z的角度，有利于廣角化。
[0094] 條件式(3)是關(guān)于接合透鏡CE的式。因使得不會(huì)成為條件式(3)的下限W下，而有 利于軸上色差的校正和透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)的縮短，并且能夠利用高視角防止像散變得校正過 度，有利于廣角化。因使得不會(huì)成為條件式(3)的上限W上，而有利于倍率色差的校正。 [00%]為了在廣角的透鏡系統(tǒng)中抑制透鏡枚數(shù)而構(gòu)成為小型，倍率色差的校正變得重 要。通過W滿足條件式（1)的方式適當(dāng)?shù)剡x擇配置在比孔徑光闊St靠物體側(cè)的平行平面板 的厚度和分散、W滿足條件式(2)的方式將第1透鏡LI的屈光力保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)、W滿 足條件式(3)的方式適當(dāng)?shù)剡x擇比孔徑光闊St靠像側(cè)的接合面的位置和曲率半徑運(yùn)3個(gè)事 項(xiàng)而能夠利用較少的透鏡枚數(shù)良好地抑制倍率色差。
[0096] 另外，為了進(jìn)一步提高關(guān)于條件式(1)的上述效果而優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)。
[0097]
[0098] 為了進(jìn)一步提高關(guān)于條件式(2)的上述效果而優(yōu)選滿足下述條件式(2-1)。
[0099] -0.8<f/fl<-0.6 (2-1)
[0100] 為了進(jìn)一步提高關(guān)于條件式(3)的上述效果而優(yōu)選滿足下述條件式(3-1)。
[0101] -2.7<Dsc/RC<-1.2 (3-1)
[0102] 另外，前組GF所具有的平行平面板的數(shù)量可W任意地選擇。并且，關(guān)于同一材料的 平行平面板，如果厚度的總和相等，則不會(huì)對(duì)近軸各量、像差圖等帶來任何影響，因此平行 平面板的厚度的總和很重要，各個(gè)平行平面板的厚度的比并不重要。因此，關(guān)于同一材料的 平行平面板，如果維持平行平面板的厚度的總和，則能夠自由地變更枚數(shù)和厚度，例如也可 W根據(jù)機(jī)械部件的構(gòu)造或配置而W適當(dāng)?shù)姆绞竭m當(dāng)變更枚數(shù)和厚度。圖1的平行平面板P1、 P2由同一材料構(gòu)成，利用1枚平行平面板P12取代該圖1的2枚平行平面板P1、P2的例是圖5所 示的例。平行平面板P12與平行平面板P1、P2由同一材料構(gòu)成，平行平面板P12的厚度與平行 平面板P1、P2的厚度的總和相同。
[0103] 前組GF所具有的多個(gè)平行平面板也可W由彼此不同的材料構(gòu)成，圖2的平行平面 板P1、P2由彼此不同的材料構(gòu)成。關(guān)于不同的材料的多個(gè)平行平面板，變更少許的參數(shù)而調(diào) 整近軸各量、各像差，由此能夠變更各平行平面板的厚度。
[0104] 該內(nèi)窺鏡用物鏡還優(yōu)選滿足下述條件式(4)。
[0105]
[0106] 其中，k、i、Ndi、ti的符號(hào)的含義與上述相同，mm是長(zhǎng)度單位的毫米。由于光學(xué)材料 的光線的吸收量成為問題，因此條件式(4)成為具有單位的式。
[0107] 因使得不會(huì)成為條件式(4)的下限W下，而能夠減小第1透鏡L1的有效徑。因使得 不會(huì)成為條件式(4)的上限W上，而能夠抑制因光學(xué)材料的著色導(dǎo)致的短波段的光線的吸 收量。
[0108] 為了進(jìn)一步提高關(guān)于條件式(4)的上述效果而更優(yōu)選滿足下述條件式(4-1)。
[0109]
[0110] 并且，該內(nèi)窺鏡用物鏡優(yōu)選滿足下述條件式(5)。
[0111]
[0112] 其中，f、k、i、Ndi、ti的符號(hào)的含義與前面說明的相同。
[0113] 因使得不會(huì)成為條件式(5)的下限W下，而能夠良好地校正崎變像差。因使得不會(huì) 成為條件式(5)的上限W上，而能夠抑制透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)變長(zhǎng)。
[0114] 為了進(jìn)一步提高關(guān)于條件式(5)的上述效果而更優(yōu)選滿足下述條件式(5-1)。
[0115]
[0116] 并且，該內(nèi)窺鏡用物鏡優(yōu)選采用第1透鏡L1和最靠物體側(cè)的平行平面板能夠相對(duì) 于比最靠物體側(cè)的平行平面板靠像側(cè)的光學(xué)部件分離的結(jié)構(gòu)。圖6中示出運(yùn)樣構(gòu)成的例的 剖面圖。圖6所示的內(nèi)窺鏡用物鏡1的透鏡結(jié)構(gòu)與圖1所示的內(nèi)窺鏡用物鏡的結(jié)構(gòu)相同。在圖 6中為了易于理解而對(duì)第1透鏡L1~第4透鏡L4、平行平面板P1、P2附加斜線。
[0117] 在圖6的例中，第1透鏡L1與平行平面板P1構(gòu)成第1透鏡單元10,平行平面板P2、孔 徑光闊St、第2透鏡L2、第3透鏡L3與第4透鏡L4構(gòu)成第2透鏡單元20,第1透鏡單元10與第2透 鏡單元20構(gòu)成內(nèi)窺鏡用物鏡1。
[011引第1透鏡單元10固定在第1鏡筒11內(nèi)，第2透鏡單元20固定在第2鏡筒21內(nèi)。在平行 平面板P2與第2透鏡L2之間配置間隔調(diào)整部件22,在第2透鏡L2與第3透鏡L3之間配置間隔 調(diào)整部件23。第2鏡筒21固定在第3鏡筒31內(nèi)，光路轉(zhuǎn)換棱鏡30與第3鏡筒31的像側(cè)端部抵 接，固體拍攝元件8與光路轉(zhuǎn)換棱鏡30的射出面接合。作為固體拍攝元件8可W使用例如CCD (Charge Co 叫 led Device:電荷禪合器件）或 CMOS(Complementa;ry Metal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體)等。
[0119] 在第1鏡筒11的像側(cè)的嵌合部11a內(nèi)部嵌合有第2鏡筒21的物體側(cè)的嵌合部21a。在 第2鏡筒21的外周在與第1鏡筒11的像側(cè)端部隔著間隙對(duì)置的位置上設(shè)置有凸緣部21b。在 第1鏡筒11的像側(cè)端部與凸緣部2化之間填充粘接劑AD，第1鏡筒11與第2鏡筒21相互粘接。
[0120] 粘接劑AD例如是能夠通過溶劑、熱或光運(yùn)樣的外部刺激而解體的粘接劑，第1鏡筒 11能夠相對(duì)于第2鏡筒21分離。通過采用運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)而能夠使第1透鏡單元10相對(duì)于第2透 鏡單元20分離。在第1透鏡L1產(chǎn)生污損或破損的情況下，將粘接劑AD解體去除而將第1鏡筒 11從第2鏡筒21拆卸，能夠一體地更換第1透鏡單元10和第1鏡筒11。
[0121] 配置在最靠物體側(cè)且向外部露出的第1透鏡L1有可能伴隨著使用而污損并且破 損。在第1透鏡L1產(chǎn)生污損或破損的情況下，內(nèi)窺鏡用物鏡W不能分離的方式一體地構(gòu)成導(dǎo) 致內(nèi)窺鏡用物鏡整體的更換，修理費(fèi)用提高。對(duì)此，在像本實(shí)施方式那樣構(gòu)成為僅物體側(cè)的 一部分的光學(xué)部件能夠更換的內(nèi)窺鏡用物鏡1中，能夠抑制更換所花費(fèi)的費(fèi)用。更換的光學(xué) 部件的數(shù)量較少在成本上有利，在本實(shí)施方式中因僅采用第1透鏡L1和平行平面板P1，而抑 制更換的光學(xué)部件的數(shù)量。
[0122] 另外，有可能因更換導(dǎo)致在將新的第1透鏡單元10與第2透鏡單元20結(jié)合時(shí)產(chǎn)生微 小的偏移。但是，在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成第1透鏡單元10的2個(gè)光學(xué)部件中的1個(gè)做成平行 平面板，由于像上述那樣因平行平面板的偏移對(duì)光學(xué)性能的影響與透鏡相比較小，因此與 利用2個(gè)透鏡構(gòu)成第1透鏡單元10的情況相比，能夠減少因更換時(shí)的偏移導(dǎo)致的光學(xué)性能的 劣化。
[0123] 并且，由于平行平面板P1能夠密封第1透鏡單元10的像側(cè)，因此在使第1透鏡單元 10與第2透鏡單元20分離時(shí)處理變得容易，去除灰塵或污染等進(jìn)行清掃變得容易。同樣地， 由于平行平面板P2能夠?qū)⒌?透鏡單元20的物體側(cè)密封，因此在使1透鏡單元10與第2透鏡 單元20分離時(shí)處理變得容易，維護(hù)變得容易。并且，由于將第2透鏡單元20的最靠物體側(cè)的 光學(xué)部件設(shè)為平行平面板P2，能夠避免在使第1透鏡單元10與第2透鏡單元20分離時(shí)作業(yè)者 與孔徑光闊St接觸。
[0124] 在采用第1透鏡L1和最靠物體側(cè)的平行平面板能夠與比最靠物體側(cè)的平行平面板 靠像側(cè)的光學(xué)部件分離的情況下，優(yōu)選前組GF所具有的平行平面板僅為2枚。在運(yùn)樣的情況 下，將部件點(diǎn)數(shù)抑制為必要的最小限，并且能夠通過各個(gè)平行平面板將第1透鏡L1的像側(cè)、 第2透鏡L2的物體側(cè)分別密封，處理變得容易，維護(hù)變得容易。
[0125] 運(yùn)里，第1透鏡L1在有效徑的徑向外側(cè)具有平面部，由于平面部與最靠物體側(cè)的平 行平面板在光軸方向上抵接。圖6所示的第1透鏡L1在其像側(cè)的面上在比凹形狀的透鏡面 Lla靠徑向外側(cè)具有與光軸Z垂直的平面部Ub，在平面部Ub與平行平面板P1在光軸方向上 抵接的狀態(tài)下通過接合劑12將第1透鏡L1與平行平面板P1接合而固定在第1鏡筒11內(nèi)。
[0126] 在運(yùn)樣使第1透鏡L1的平面部Ub與平行平面板P1抵接的情況下，能夠防止第1透 鏡L1的傾斜產(chǎn)生，能夠減輕因制造誤差導(dǎo)致的性能劣化。并且，當(dāng)在整周設(shè)置平面部Ub且 在整周施加接合劑12的情況下，不使用其他的部件而將由第1透鏡L1的像側(cè)的透鏡面Lla與 平行平面板P1形成的空間S密封而能夠氣密地保持。內(nèi)窺鏡用物鏡1通過例如用于去除在外 部露出的第1透鏡L1物體側(cè)的面上附著的污染的送水等來冷卻，但通過使空間S氣密而抑制 濕氣浸入空間S，抑制結(jié)露的產(chǎn)生。
[0127] 在使第1透鏡L1的平面部Lib與平行平面板P1抵接的情況下，優(yōu)選滿足下述條件式 (6)。
[012 引 0.4<(R2-D2)/f<l (6)
[0129] 其中，
[0130] R2:第1透鏡的像側(cè)的透鏡面的曲率半徑
[0131] D2:第1透鏡與最靠物體側(cè)的平行平面板的光軸上的空氣間隔
[0132] 如果條件式(6)的(R2-D2)采用比0大的值，在第1透鏡的像側(cè)的透鏡面為球面的情 況下能夠?qū)崿F(xiàn)平面部Lib與平行平面板P1的抵接。因使得不會(huì)成為條件式(6)的下限W下， 而能夠使進(jìn)行上述抵接時(shí)的生產(chǎn)率更高，并且在成本的方面也有利。因使得不會(huì)成為條件 式(6)的上限W上，而能夠在第1透鏡L1的物體側(cè)的面不具有較大屈光力的情況下使第1透 鏡L1具有足夠的屈光力，有利于廣角化。
[0133] W上描述的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)或可能的結(jié)構(gòu)可W任意組合，優(yōu)選根據(jù)所要求的規(guī)格而適 當(dāng)選擇性地采用。通過適當(dāng)采用上述結(jié)構(gòu)，而能夠?qū)崿F(xiàn)小型且廣角的、并且抑制包含倍率色 差的各像差而具有良好的光學(xué)性能的內(nèi)窺鏡用物鏡。另外，運(yùn)里所說的廣角是指最大全視 角為130° W上。
[0134] 接著，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0135] [實(shí)施例1]
[0136] 實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡結(jié)構(gòu)與光路如圖1所示，其圖示方法像前面說明的 那樣，在運(yùn)里省略重復(fù)說明。在表1中示出實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡用物鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)。表1的 Sno.的欄中將最靠物體側(cè)的結(jié)構(gòu)要素的面作為第1個(gè)，示出隨著朝向像側(cè)而依次增加的表 面編號(hào)，在R的欄中示出各面的曲率半徑，在D的欄中示出各面與其像側(cè)緊后的面在光軸Z上 的間隔。并且，在Μ的欄中示出各結(jié)構(gòu)要素針對(duì)d線(波長(zhǎng)587.6nm)的折射率，在vd的欄中示 出各結(jié)構(gòu)要素的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)。
[0137] 曲率半徑的符號(hào)W凸面朝向物體側(cè)的面形狀為正，W凸面朝向像側(cè)的面形狀為 負(fù)。表1的第7面是與孔徑光闊St對(duì)應(yīng)的面，在表面編號(hào)的欄中記載表面編號(hào)和(St)運(yùn)樣的 短語。表1的第13面~第16面是與光學(xué)部件4對(duì)應(yīng)的面，其中的第13面~第15面表示光路轉(zhuǎn) 換棱鏡。D的最下欄的值是光學(xué)部件4的像側(cè)的面與像面Sim的間隔。
[0138] 在表1的框外上部Wd線基準(zhǔn)示出物體距離(從第1透鏡L1的物體側(cè)的面到物體的 光軸上的距離)〇B、系統(tǒng)整體的焦距f、采用空氣換算長(zhǎng)度的后焦距Bf、F數(shù)FNo.、最大全視角 2 ω。圖1的光路、表1的D的最下欄的值、后述的像差圖是物體距離為表1中示出的值時(shí)的光 路、值、像差圖。
[0139] 在W下所示的各表中，角度的單位使用度，長(zhǎng)度的單位使用mm，但光學(xué)系統(tǒng)即使按 比例放大或者按比例縮小也能夠使用，因此也可W使用其他的適當(dāng)?shù)膯挝?。并且，在W下所 示的各表中記載W規(guī)定的位數(shù)取近似值而得到的數(shù)值。
[0140] 【表1】
[0141] 實(shí)施例1
[0142] 0B = 6.7mm，f = 0.73，Bf = 2.20，F(xiàn)No.=5.29,2w =135.4°
[0143]
Ι???]~圖7中從左起依次示出實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡用物鏡的球面像差、像散、崎變像差（歪 曲）、倍率色差(倍率的色差）的各像差圖。在球面像差圖中，分別用黑的實(shí)線、長(zhǎng)虛線、短虛 線、灰色的實(shí)線表示關(guān)于d線（波長(zhǎng)587.6nm)、C線（波長(zhǎng)656.：3nm)、F線（波長(zhǎng)486.1nm)、g線 (波長(zhǎng)435.8nm)的像差。在像散圖中分別用實(shí)線、短虛線表示弧矢方向、切向方向的關(guān)于d線 的像差。在崎變像差圖中用實(shí)線表示關(guān)于d線的像差。在倍率色差圖中，分別用長(zhǎng)虛線、短虛 線、灰色的實(shí)線表示關(guān)于C線、F線、g線的像差。球面像差圖的FNo.指F數(shù)，其他的像差圖的ω 指半視角。
[0145] 在上述的實(shí)施例1的說明中描述的各數(shù)據(jù)的符號(hào)、含義、記載方法除非另有說明， 關(guān)于W下的實(shí)施例都相同，因此W下省略重復(fù)說明。
[0146] [實(shí)施例2]
[0147] 實(shí)施例2的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖與光路如圖2所示。在表2中表示實(shí)施例2的 內(nèi)窺鏡用物鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，在圖8中表示各像差圖。
[0148] 【表2】
[0149] 實(shí)施例2
[0150] 0B = 6.7mm，f = 0.73，Bf = 2.00，F(xiàn)No.=5.52,2w =136.8。
[0151] L0152J [實(shí)施例3]
[0153 ]實(shí)施例3的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖和光路如圖3所示。在表3中示出實(shí)施例3的 內(nèi)窺鏡用物鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，在圖9中示出各像差圖。
[0154] 【表3】
[0155] 實(shí)施例3
[0156] 0B = 6.7mm，f = 0.73.Bf = 2.00，F(xiàn)No.=5.39,2w =135.2。
[0157]
[015引[實(shí)施例4]
[0159 ]實(shí)施例4的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖和光路如圖4所示。在表4中示出實(shí)施例4的 內(nèi)窺鏡用物鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，在圖10中示出各像差圖。對(duì)表4的表面編號(hào)施加*標(biāo)記的面 為非球面，在曲率半徑的欄中示出近軸曲率半徑的數(shù)值。在表5中示出運(yùn)些非球面的非球面 系數(shù)。表5的非球面系數(shù)的數(shù)值的"E-n" (η:整數(shù))是指"XlO-n"。非球面系數(shù)是由下式表示 的非球面式的各系數(shù)KA、Am(m = 4、6、8、10)的值。
[0160]
[0161] 其中，
[0162] Zd:非球面深度(從高度為h的非球面上的點(diǎn)向非球面頂點(diǎn)所接觸的與光軸垂直的 平面引出的垂線的長(zhǎng)度）
[0163] h:高度(從光軸到透鏡面的距離）
[0164] C:近軸曲率
[01 化]KA，Am:非球面系數(shù)(m = 4、6、8、10)
[0166] 【表4】
[0167] 實(shí)施例4
[016 引 0B = 6.7mm，f = 0.79，Bf = 2.01，F(xiàn)No.=5.63,2w =134.6°
[0169]
[0170] 【表5】
[0171] 實(shí)施例4 Γ01721
[0173] [實(shí)施例引
[0174] 實(shí)施例5的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖和光路如圖5所示。實(shí)施例5的第1透鏡L1~ 第4透鏡L4與實(shí)施例1相同，取代實(shí)施例1的2枚平行平面板P1、P2而在實(shí)施例5中使用1枚平 行平面板P12。在表6中示出實(shí)施例5的內(nèi)窺鏡用物鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，在圖11中示出各像差 圖。
[0175] 【表6】
[0176] 實(shí)施例5
[0177] 0B = 6.7mm，f = 0.73，Bf = 2.20，F(xiàn)No.=5.29,2w =135.4°
[017 引
[0179] 在表7中示出實(shí)施例1~5的內(nèi)窺鏡用物鏡的條件式（1)~(6)的對(duì)應(yīng)值。表7的數(shù)據(jù) 是針對(duì)d線的數(shù)據(jù)。
[0180] 【表7】
[0181]
[0182] ~~從W上的數(shù)據(jù)可知，在實(shí)施例1~5的內(nèi)窺鏡用物鏡中，系統(tǒng)整體所具有的透鏡僅 為4枚，系統(tǒng)整體所具有的平行平面板為1枚或2枚，構(gòu)成為小型，全視角處于130°~140°的 范圍，實(shí)現(xiàn)廣角的透鏡系統(tǒng)，并且包含倍率色差的各像差被良好地校正而達(dá)成高的光學(xué)性 能。
[0183] 接著，參照?qǐng)D12對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡的內(nèi)窺鏡的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在 圖12中示出該內(nèi)窺鏡的概略的整體結(jié)構(gòu)圖。圖12所示的內(nèi)窺鏡100主要具有操作部102、插 入部104、與連接器部(未圖示)連接的通用線纜106。插入部104的大半是沿著插入路徑向任 意的方向彎曲的軟性部107，在該軟性部107的前端連結(jié)有彎曲部108，在該彎曲部108的前 端連結(jié)有前端部110。彎曲部108是為了使前端部110朝向期望的方向而設(shè)置的，通過使設(shè)置 于操作部102的彎曲操作鈕109轉(zhuǎn)動(dòng)而能夠進(jìn)行彎曲操作。在前端部110的內(nèi)部前端配設(shè)有 本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡1。在圖12中概略性地圖示出內(nèi)窺鏡用物鏡1。由于本實(shí) 施方式的內(nèi)窺鏡具有內(nèi)窺鏡用物鏡1，能夠?qū)崿F(xiàn)前端部110的小型化，能夠W廣角取得良好 的圖像。
[0184] W上，列舉實(shí)施方式和實(shí)施例而對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方 式和實(shí)施例，可W進(jìn)行各種變形。例如，各透鏡的曲率半徑、面間隔、折射率、阿貝數(shù)、非球面 系數(shù)不限于上述實(shí)施例所示的值，可W取其他的值。同樣地，前組GF所具有的平行平面板的 數(shù)量、厚度、折射率也不限于上述實(shí)施例所示的值，可W取其他的值。
[0185] 并且，參照?qǐng)D6對(duì)第1透鏡L1和最靠物體側(cè)的平行平面板能夠與其他的光學(xué)部件分 離的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但用于該結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)部件不限于上述實(shí)施方式，可W進(jìn)行各種方式 的變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種內(nèi)窺鏡用物鏡，其特征在于， 所述內(nèi)窺鏡用物鏡從物體側(cè)起依次由前組、孔徑光闌、整體上具有正屈光力的后組構(gòu) 成， 所述前組從物體側(cè)起依次由第1透鏡和至少1枚平行平面板構(gòu)成，所述第1透鏡具有負(fù) 屈光力，且像側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì)值比物體側(cè)的面的曲率半徑的絕對(duì)值小， 所述后組從物體側(cè)起依次由具有正屈光力的第2透鏡、具有正屈光力的第3透鏡以及具 有負(fù)屈光力的第4透鏡構(gòu)成， 所述第3透鏡與所述第4透鏡接合而構(gòu)成接合透鏡，該接合透鏡的接合面為凸面朝向像 側(cè)， 所述內(nèi)窺鏡用物鏡滿足所有的下述條件式(1)~(3)，-0.9<f/fl<-0.5 (2) -2.9<Dsc/RC<-l (3) 其中， f是系統(tǒng)整體的焦距， k是所述前組所具有的所述平行平面板的總數(shù)， i為從1到k的自然數(shù)， ti為從所述前組的物體側(cè)起第i個(gè)所述平行平面板的光軸上的厚度， Ndi為從所述前組的物體側(cè)起第i個(gè)所述平行平面板針對(duì)d線的折射率， vdi為從所述前組的物體側(cè)起第i個(gè)所述平行平面板的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)， Π為所述第1透鏡的焦距， Dsc為從所述孔徑光闌到所述接合透鏡的所述接合面的光軸上的距離， RC為所述接合透鏡的所述接合面的曲率半徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(4)， k 2.5mm < / Ndi x ti < 6mm {4 ) 其中，mm是長(zhǎng)度單位的毫米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(5)，4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 所述第1透鏡和最靠物體側(cè)的所述平行平面板構(gòu)成為能夠與比該最靠物體側(cè)的平行平 面板靠像側(cè)的光學(xué)部件分離。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 所述第1透鏡具有平面部，該平面部與最靠物體側(cè)的所述平行平面板在光軸方向上抵 接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(6)， 0.4<(R2-D2)/f<l (6) 其中， R2為所述第1透鏡的像側(cè)的透鏡面的曲率半徑， D2為所述第1透鏡與最靠物體側(cè)的所述平行平面板的光軸上的空氣間隔。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 所述前組所具有的平行平面板僅為2枚。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(1-1)，9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(2-1)， -0.8<f/fl<-0.6 (2-1)〇10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(3-1)， -2.7<Dsc/RC<-1.2 (3-1)。11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(4-1)，其中，mm是長(zhǎng)度單位的毫米。12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(5-1)，13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡用物鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡用物鏡滿足下述條件式(6-1)， 0.5<(R2-D2)/f<0.85 (6-1)。14. 一種內(nèi)窺鏡，其中， 該內(nèi)窺鏡具有權(quán)利要求1至13中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡用物鏡。
【文檔編號(hào)】G02B23/24GK106066533SQ201610239477
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日 公開號(hào)201610239477.4, CN 106066533 A, CN 106066533A, CN 201610239477, CN-A-106066533, CN106066533 A, CN106066533A, CN201610239477, CN201610239477.4
【發(fā)明人】原田惠介, 長(zhǎng)倫生
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社