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内窥镜物镜光学系统.pdf

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内窥镜 物镜 光学系统
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摘要
申请专利号:

CN201380011568.7

申请日:

2013.09.12

公开号:

CN104145201A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):G02B 13/04登记生效日:20151109变更事项:申请人变更前权利人:奥林巴斯医疗株式会社变更后权利人:奥林巴斯株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京都变更后权利人:日本东京都|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 13/04申请日:20130912|||公开
IPC分类号: G02B13/04; A61B1/00; G02B23/26 主分类号: G02B13/04
申请人: 奥林巴斯医疗株式会社
发明人: 片仓正弘
地址: 日本东京都
优?#28909;ǎ?/td> 2012.10.02 JP 2012-220596
专利代理机构: ?#26412;?#26519;达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380011568.7

授权公告号:

|||||||||

法律状态公告日:

2016.08.24|||2015.12.02|||2014.12.10|||2014.11.12

法律状态类型:

授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

摘要

具有广视角并以?#32479;?#26412;良好地校正轴外和轴?#31995;?#20687;差。提供如下一种内窥镜物镜光学系统(1):从物体侧起向像侧依次具备负的第一透镜(L1)、负的第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、亮度光圈(S)以及正的透镜组(G2),该透镜组具有至少将一个正的透镜与一个负的透镜接合而成的接合透镜(CL2),并且满足下面的条件式(1)和(2)。1.0<D3(96deg)/f_all<10…(1)1.1<(r1+r2)/(r1-r2)<5.0…(2)在此,D3(96deg)是入射到第一透镜的入射角为96度的d线的主光线在第三透镜中穿过的距离,f_all是整个系统的焦距。另外,r1是第一透镜的物体侧面的曲率半径,r2是第二透镜的像侧面的曲率半径。

权利要求书

权利要求书
1.  一种内窥镜物镜光学系统,其从物体侧起向像侧依次具备具有负的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜、具有正的光焦度的第三透镜、亮度光圈以及具有正的光焦度的透镜组,
该透镜组具有至少将一个正的透镜与一个负的透镜接合而成的接合透镜,并且满足下面的条件式(1)和条件式(2),

1.  0<D3(96deg)/f_all<10       …(1)

1.  1<(r1+r2)/(r1-r2)<5.0      …(2)
其?#26657;珼3(96deg)是入射到第一透镜的入射角为96度的d线的主光线在第三透镜中穿过的距离,f_all是整个系统的焦距,
另外,r1是第一透镜L1的物体侧面的曲率半径,r2是第二透镜L2的像侧面的曲率半径。

2.  根据权利要求1所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
满足下面的条件式(3),
51<|v2-v3|<60        …(3)
其?#26657;瑋ν2-ν3|是第二透镜与第三透镜的阿贝数差的绝对值。

3.  根据权利要求1或2所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
满足下面的条件式(4),

1.  7<Nd1<2.42       …(4)
其?#26657;琋d1是第一透镜的d线的折射率。

4.  根据权利要求1~3?#26800;娜我?#39033;所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
满足下面的条件式(5),

1.  7<Nd2<2.42      …(5)
其?#26657;琋d2是第二透镜的d线的折射率。

5.  根据权利要求1~4?#26800;娜我?#39033;所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
上述第二透镜与上述第三透镜相接合。

6.  根据权利要求5所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
在将上述第一透镜的光焦度表示为PW_f1、将上述第二透镜与上述第三透镜的接合透镜的光焦度表示为PW_f2时,满足下面的条件式(6),

0.  3<PW_1/PW_2<2.0       …(6)。

7.  根据权利要求1~6?#26800;娜我?#39033;所述的内窥镜物镜光学系统,其特征在于,
上述第一透镜、上述第二透镜、上述第三透镜以及正透镜组全部由球面透镜构成。

说明书

说明书内窥镜物镜光学系统
?#38469;?#39046;域
本发明涉及一种应用于内窥镜装置的广角的内窥镜物镜光学系统。
背景?#38469;?
对于应用于内窥镜装置的物镜光学系统要求充分的视角。作为这样的能够应用于内窥镜的广角的物镜光学系统,例如在专利文献1至专利文献4中公开了如下一种内窥镜物镜光学系统:从物体侧起具备负的第一透镜、负的第二透镜、正的第三透镜、亮度光圈以及正透镜组,在抑制透镜?#26412;?#30340;同时将视角形成为200度以上。这些内窥镜物镜光学系统由于最靠物体侧的第一透镜为凸弯月形状,因此虽然是广角,但良好地校正了失真。
专利文献1:日本特开2012-47909号公报
专利文献2:日本特开2011-227380号公报
专利文献3:日本特开2007-25499号公报
专利文献4:国际公开第2009/066532号
发明内容
发明要解决的问题
然而,上述各专利文献所公开的内窥镜物镜光学系统存在由于第三透镜的厚度薄因此轴外像差未被良好地校正这样的问题,并且利用非球面透镜对轴上和轴外的像差进行校正,从而透镜成本高。
本发明是鉴于上述的情形而完成的,其目的在于提供一种能够具有广视角并以?#32479;?#26412;良好地校正轴外和轴?#31995;?#20687;差的内窥镜物镜光学系统。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明提供以下方法。
本发明的一个方式提供一种内窥镜物镜光学系统,从物体侧起向像侧依 次具备具有负的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜、具有正的光焦度的第三透镜、亮度光圈以及具有正的光焦度的透镜组,该透镜组具有至少将一个正的透镜与一个负的透镜接合而成的接合透镜,并且满足下面的条件式(1)和(2)。
1.0<D3(96deg)/f_all<10       …(1)
1.1<(r1+r2)/(r1-r2)<5.0      …(2)
其?#26657;珼3(96deg)是入射到第一透镜的入射角为96度的d线的主光线在第三透镜中穿过的距离,f_all是整个系统的焦距。
另外,r1是第一透镜L1的物体侧面的曲率半径,r2是第二透镜L2的像侧面的曲率半径。
根据本方式,从物体侧向像侧依次配置的具有负的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜以及具有正的光焦度的第三透镜构成具有负的光焦度的透镜组(以下仅称为“负的透镜组”),由于由该负的透镜组、亮度光圈以及具有正的光焦度的透镜组(以下仅称为“正的透镜组”)构成内窥镜物镜光学系统,因此能够削减透镜个数,能够缩短全长、削减成本、保持较小的第一透镜?#26412;丁?#21478;外,通过在正的透镜组中使用接合透镜,由此即?#20849;?#20351;用非球面透镜也能够良好地校正轴上和轴外的像差,能够削减成本。
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,满足下面的条件式(3)。
51<|v2-v3|<60       …(3)
其?#26657;瑋ν2-ν3|是第二透镜与第三透镜的阿贝数差的绝对值。
通过满足上述条件式,能够良好地校正轴上和轴外色像差。
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,满足下面的条件式(4)。
1.7<Nd1<2.42        …(4)
其?#26657;琋d1是第一透镜的d线的折射率。
通过满足上述条件式,能够使第一透镜的折射率为适当的值,即?#20849;?#20351;负的第一透镜的物体侧的曲率极强也能够获得适当的负焦度。
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,满足下面的条件式(5)。
1.7<Nd2<2.42      …(5)
其?#26657;琋d2是第二透镜的d线的折射率。
通过满足上述条件式,能够将第二透镜的折射率设为适当的值,即?#20849;?#20351;负的第二透镜的物体侧的曲率极强也能够获得适当的负焦度。
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,使上述第二透镜与上述第三透镜相接合。
通过这样,能够良好地校正轴上和轴外色像差。另外,由于能够除掉负的第二透镜与正的第三透镜之间的透镜间隔,因此能够将入射光瞳位置移动到物体侧,能够保持较小的第一透镜?#26412;丁?
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,在将上述第一透镜的光焦度表示为PW_f1、将上述第二透镜与上述第三透镜的接合透镜的光焦度表示为PW_f2时,满足下面的条件式(6)。
0.3<PW_1/PW_2<2.0      …(6)
通过满足上述条件式,能够形成适当的焦度配置,因此能够在保持广视角的同?#21271;?#25345;较小的透镜?#26412;丁?
在上述的方式?#26657;?#20248;选的是,上述第一透镜、上述第二透镜、上述第三透镜以及正透镜组全部由球面透镜构成。
通过这样,能够?#26723;统?#26412;。
发明的效果
根据本发明,起到具有广视角并且以?#32479;?#26412;就能够良好地校正轴外和轴?#31995;?#20687;差的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统的整体结构的截面图。
图2是表示本发明的实施例1所涉及的内窥镜物镜光学系统的整体结构 的截面图。
图3是表示图2的内窥镜用照明光学系统的(a)球面像差、(b)像散、(c)失真、(d)倍率色像差的像差曲线图。
图4是表示本发明的实施例2所涉及的内窥镜物镜光学系统的整体结构的截面图。
图5是表示图4的内窥镜用照明光学系统的(a)球面像差、(b)像散、(c)失真、(d)倍率色像差的像差曲线图。
图6是表示本发明的实施例3所涉及的内窥镜物镜光学系统的整体结构的截面图。
图7是表示图6的内窥镜用照明光学系统的(a)球面像差、(b)像散、(c)失真、(d)倍率色像差的像差曲线图。
图8是表示本发明的实施例4所涉及的内窥镜物镜光学系统的整体结构的截面图。
图9是表示图8的内窥镜用照明光学系统的(a)球面像差、(b)像散、(c)失真、(d)倍率色像差的像差曲线图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的一个实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统。
图1表示本实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统1的整体结构的截面图。如图1所示,内窥镜物镜光学系统1从物体侧起依次具备负的透镜组G1、亮度光圈S以及正的透镜组G2。
负的透镜组G1从物体侧起依次具有负的第一透镜L1、负的第二透镜L2以及正的第三透镜L3。其?#26657;?#36127;的第二透镜L2与正的第三透镜L3接合形成接合透镜CL1。
正的透镜组G2具有接合透镜CL2、平行平面板F以及接合透镜CL3,其?#26657;?#35813;接合透镜CL2由负的第四透镜L4与正的第五透镜L5接合而成,接合透 镜CL3由正的第六透镜L6、负的第七透镜L7以及正的第八透镜L8接合而成。
而且,在内窥镜物镜光学系统1的像面附近配置未?#38469;镜?#25668;像元件,构成了内窥镜物镜光学系统和摄像光学系统。在摄像元件上?#31243;?#26377;用于保护摄像面的玻璃盖片CG。
在此,内窥镜物镜光学系统1构成为满足下面的条件式。
1.0<D3(96deg)/f_all<10         …(1)
1.1<(r1+r2)/(r1-r2)<5.0        …(2)
其?#26657;珼3(96deg)是入射到第一透镜面的入射角为96度的主光线在第三透镜面中穿过的距离,f_all是整个系统的焦距。
另外,r1是第一透镜L1的物体侧面的曲率半径,r2是第二透镜L2的像侧面的曲率半径。
条件式(1)是入射到第一透镜面的入射角为96度的d线的主光线在第三透镜面中穿过的距离与整个系统的焦距的关系式。通过满足条件式(1),能够在具有200度左?#19994;?#35270;角的同时将第三透镜L3形成为适当的透镜厚度,从而能够良好地校正轴外的像差。当低于条件式(1)的下限时,存在无法良好地校正轴外的像差这样的问题,另一方面,?#32972;?#36807;条件式(1)的上限时,存在如下问题:亮度光圈S向像侧移动过多,导致入射光瞳移动到了像面侧,从而导致第一透镜的?#26412;?#21464;得过大。
条件式(2)是与负的透镜组G1的第一透镜L1的形状参数(shape factor)有关的条件式。通过满足条件式(2),能够在具有广视角的同时获得所需要的负焦度。当低于条件式(2)的下限时,存在导致负的第一透镜L1的折射力下降这样的问题,另一方面,?#32972;?#36807;条件式(2)的上限时,存在各透镜的生产率显著下降这样的问题。
此外,优选代替上述条件式(1)和(2)而满足下面的条件式(1)’和(2)’。
1.5<D3(96deg)/f_all<7          …(1)'
1.2<(r1+r2)/(r1-r2)<3.0        …(2)'
进一步地,优选代替上述条件式(1)和(2)或条件式(1)’和(2)’而满足下面的条件式(1)”和(2)?#34180;?
1.7<D3(96deg)/f_all<5         …(1)”
1.3<(r1+r2)/(r1-r2)<1.7       …(2)”
另外,内窥镜物镜光学系统1优选构成为满足下面的条件式(3)。
51<|v2-v3|<60        …(3)
其?#26657;瑋ν2-ν3|是第二透镜与第三透镜的阿贝数差的绝对值。
上述条件式(3)是与负的第二透镜L2和正的第三透镜L3的阿贝数有关的条件式,通过满足条件式(3),能够维持适当的阿贝数差,从而能够良好地校正轴上和轴外色像差。当低于条件式(3)的下限时,阿贝数差少,因此存在难以校正轴上和轴外色像差这样的问题,另一方面,?#32972;?#36807;条件式(3)的上限时,存在如下问题?#21512;?#28982;难以得到这种组?#31995;?#36879;镜,成本高涨。
另外,内窥镜物镜光学系统1还优选构成为满足下面的条件式(4)。
1.7<Nd1<2.42        …(4)
其?#26657;琋d1是第一透镜的d线的折射率。
另外,较为优选的是,代替条件式(4)而满足下面的条件式(4)’,进一步地,更为优选的是,代替条件式(4)或条件式(4)’而满足条件式(4)?#34180;?
1.8<Nd1<2.41       …(4)'
1.85<Nd1<2.4       …(4)”
上述条件式(4)、(4)’、(4)”是与负的第一透镜的折射率有关的条件式,通过满足条件式(4)能够维持适当的折射率,即?#20849;?#20351;负的第一透镜L1的物体侧的曲率极强,也能够获得适当的负焦度。当低于条件式(4)的下限时,存在如下问题:必须对负的第一透镜L1赋予极强的曲率,容易产生轴外的像差,另一方面,?#32972;?#36807;条件式(4)的上限时,存在如下问题?#21512;?#28982;难以得到透镜本身,成本提高。
进一步地,内窥镜物镜光学系统1优选构成为满足下面的条件式(5)。
1.7<Nd2<2.42       …(5)
其?#26657;琋d2是第二透镜的d线的折射率。
另外,较为优选的是,代替条件式(5)而满足下面的条件式(5)’,进一步地,更为优选的是代替条件式(5)或条件式(5)’而满足条件式(5)?#34180;?
1.8<Nd2<2.41        …(5)'
1.85<Nd2<2.4        …(5)”
上述条件式(5)、(5)’、(5)”是与负的第二透镜的折射率有关的条件式,通过满足条件式(5)能够维持适当的折射率,即?#20849;?#20351;负的第二透镜L2的物体侧的曲率极强,也能够获得适当的负焦度。当低于条件式(5)的下限时,存在如下问题:必须对负的第二透镜L2赋予极强的曲率,容易产生轴外的像差,另一方面,?#32972;?#36807;条件式(5)的上限时,存在如下问题?#21512;?#28982;难以得到透镜本身,成本提高。
进一步地,内窥镜物镜光学系统1优选构成为在将负的第一透镜L1的焦度设为PW_f1、将负的第二透镜L2与正的第三透镜L3接合而成的接合透镜CL1的焦度设为PW_f2时满足下面的条件式(6)。
0.3<PW_1/PW_2<2.0       …(6)
另外,较为优选的是代替条件式(6)而满足下面的条件式(6)’,进一步地,更为优选的是代替条件式(6)或条件式(6)’而满足条件式(6)?#34180;?
0.5<PW_1/PW_2<1.7        …(6)'
0.8<PW_1/PW_2<1.5        …(6)”
上述条件式(6)是与负透镜组G1的焦度配置有关的条件式。通过满足条件式(96),能够形成适当的焦度配置,因此能够在保持广视角的同?#21271;?#25345;较小的透镜?#26412;丁5背?#36807;条件式(6)的上限时,第一透镜L1的焦度过强,不仅无法保持广视角,?#22266;?#21035;容易产生轴外的像差,因此不理想。另一方面,当低于条件式(6)的下限时,第二透镜L2的焦度过强,因此存在如下问题:容易产生轴外的像差,还导致第一透镜L1的肥大化。
此外,通过将构成本实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统的各透镜全 部由球面透镜构成,能够抑制成本高涨。
根据像这样构成的本实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统1,从物体侧起依次配置负的透镜组G1、亮度光圈S、正的透镜组G2,由此能够削减构成的各组的透镜个数,因此能够缩短内窥镜物镜光学系统1的全长,并且能够削减成本。另外,能够保持较小的第一透镜L1的?#26412;丁?#24182;且,通过将接合透镜CL2或接合透镜CL3应用于正的透镜组G2,即?#20849;?#20351;用非球面透镜也能够良好地校正轴上和轴外的像差,能够削减成本。
另外,通过构成将负的第二透镜与正的第三透镜接合而成的接合透镜,能够良好地校正轴上和轴外色像差,并且能够除掉负的第二透镜与正的第三透镜之间的透镜间隔,因此入射光瞳位置能够移动至物体侧,从而能够保持较小的第一透镜的?#26412;丁?
实施例
接着,参照图2~图9说明上述的实施方式所涉及的内窥镜物镜光学系统的实施例1~实施例4。在各实施例所记载的透镜数据?#26657;瑀表示曲率半径(单位mm),d表示面间隔(mm),Nd表示针对d线的折射率,Vd表示针对d线的阿贝数。
(实施例1)
图2示出本发明的实施例1所涉及的内窥镜物镜光学系统的结构,在下面示出透镜数据。另外,图3示出本实施例所涉及的内窥镜物镜光学系统的像差曲线图。
透镜数据

(实施例2)
图4示出本发明的实施例2所涉及的内窥镜物镜光学系统的结构,在下面示出透镜数据。另外,图5示出本实施例所涉及的内窥镜物镜光学系统的像差曲线图。
透镜数据

(实施例3)
图6示出本发明的实施例3所涉及的内窥镜物镜光学系统的结构,在下面示出透镜数据。另外,图7示出本实施例所涉及的内窥镜物镜光学系统的像差曲线图。
透镜数据

(实施例4)
图8示出本发明的实施例4所涉及的内窥镜物镜光学系统的结构,在下面示出透镜数据。另外,图9示出本实施例所涉及的内窥镜物镜光学系统的像差曲线图。
透镜数据

此外,表1中示出上述的实施例1~实施例4的结构?#26800;?#19978;述条件式(1)~(6)的数值。
[表1]。

附图标记说明
1:内窥镜物镜光学系统;G1:负的透镜组;G2:正的透镜组;L1:第一透镜;L2:第二透镜;L3:第三透镜;L4:第四透镜;L5:第五透镜;L6:第六透镜;L7:第七透镜;L8:第八透镜;CL1:接合透镜;CL2:接合透镜;CL3:接合透镜;S:亮度光圈;F:平行平面板;CG:玻璃盖片。

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