內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種物鏡光學(xué)系統(tǒng)，特別是涉及一種被應(yīng)用于醫(yī)療用內(nèi)窺鏡的內(nèi)窺鏡 用物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)療用內(nèi)窺鏡優(yōu)選在確保對(duì)患者的低侵入性的同時(shí)獲取高精度且廣視角的圖像 質(zhì)量的圖像。然而，高圖像質(zhì)量與低侵入性是相對(duì)立的。即，為了獲取高圖像質(zhì)量的圖像， 必須增加像素?cái)?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(jié)果，內(nèi)窺鏡外徑變大，從而難以確保低侵入性。
[0003] 因此，近年來(lái)，通過(guò)將像素間距縮小來(lái)不使攝像元件大型化地增加像素?cái)?shù)從而獲 取高圖像質(zhì)量的圖像的方法逐漸成為主流。像素間距隨著時(shí)代發(fā)展而越來(lái)越小型化，具有 幾微米以下的像素間距的攝像元件也被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
[0004] 例如，在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種物鏡光學(xué)系統(tǒng)，該物鏡光學(xué)系統(tǒng)應(yīng) 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(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-249189號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-247949號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008] 然而，在應(yīng)用像素間距被小型化的攝像元件的情況下，在物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，如果各 像差未被更良好地校正，則無(wú)法獲得高精度且廣視角的圖像。在上述的專利文獻(xiàn)1和專利 文獻(xiàn)2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，為了獲得廣視角的圖像而需要增加透鏡個(gè)數(shù)。因此，透鏡直徑變 粗，并且物鏡光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)變長(zhǎng)，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(shí)良好地校正各像差來(lái)獲取高精度且廣視角的圖像的內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
[0010] 用于解決問(wèn)題的方案
[0011] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下的方案。
[0012] 本發(fā)明的一個(gè)方式是一種內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其至少具備正透鏡與負(fù)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(fù)透鏡的阿貝數(shù)，ndA為負(fù)透鏡的d線的折射率，rdyAl為負(fù)透鏡的接 合面的曲率半徑，ih為像高。
[0016] 根據(jù)本方式，通過(guò)至少使用將正透鏡與負(fù)透鏡的第一接合透鏡，并同時(shí)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(fù)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(fù)透鏡的接合面的曲率半徑，rdyA2為第一接合透 鏡的負(fù)透鏡的空氣接觸面的曲率半徑。
[0020] 通過(guò)這樣，能夠獲得所需的負(fù)的折射力，能夠?qū)S上和軸外的色像差進(jìn)行校正。
[0021] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側(cè)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(guò)這樣，能夠削減所構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng) 全長(zhǎng)且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長(zhǎng)的后焦距。并且，通過(guò)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(cè)起依次具有負(fù)透鏡和正透鏡，所述后 組具有所述第一接合透鏡。
[0024] 通過(guò)這樣，能夠削減所構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng) 全長(zhǎng)且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長(zhǎng)的后焦距。另外，通過(guò)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(gè)所述第一接合透鏡。
[0026] 通過(guò)這樣，能夠削減所構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng) 全長(zhǎng)且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長(zhǎng)的后焦距。并且，通過(guò)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(cè)起依次具有負(fù)透鏡和接合透鏡，該接 合透鏡是將至少一個(gè)正透鏡和至少一個(gè)負(fù)透鏡接合而成的，所述后組具有多個(gè)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(guò)這樣，能夠削減所構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng) 全長(zhǎng)且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長(zhǎng)的后焦距。并且，通過(guò)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(cè)起依次具有負(fù)透鏡和接合透鏡，該接 合透鏡是將至少一個(gè)正透鏡與至少一個(gè)負(fù)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(guò)這樣，能夠削減所構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng) 全長(zhǎng)且削減成本。另外，能夠抑制透鏡的徑向的大小并確保長(zhǎng)的后焦距。并且，通過(guò)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(guò)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?qū)Π涤傲己玫剡M(jìn)行校正。
[0031] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側(cè)起依次具備正的第一透鏡組、能夠移動(dòng)的負(fù)的 第二透鏡組以及正的第三透鏡組，通過(guò)使第二透鏡組移動(dòng)能夠進(jìn)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(gè)所述第一接合透鏡。
[0032] 通過(guò)這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)廣視角且能夠從通常觀察調(diào)焦到放大觀察，并且能夠削減所 構(gòu)成的各組的透鏡個(gè)數(shù)，能夠縮短內(nèi)窺鏡用物鏡光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)并削減成本。
[0033] 在上述方式中，優(yōu)選的是，從物體側(cè)起依次具備負(fù)的第一透鏡組、能夠在調(diào)焦時(shí)移 動(dòng)的第二透鏡組以及正的第三透鏡組，通過(guò)使所述第二透鏡組移動(dòng)能夠進(jìn)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(gè)所述第一接合透鏡。
[0034] 通過(guò)這樣，能夠確保長(zhǎng)的后焦距，并使調(diào)焦時(shí)的像差變動(dòng)減小，且能夠?qū)崿F(xiàn)在制造 誤差方面較強(qiáng)的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。另外，通過(guò)在第三透鏡組配置有至少一個(gè)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(fù)的折射力。
[0035] 在上述方式中，優(yōu)選的是，將負(fù)的第一透鏡配置在最靠近物體側(cè)，并滿足以下的條 件式。
[0036] -3. 0rdyl2/rdyAl< -〇. 2. . . (4)
[0037] 其中，rdyl2為負(fù)的第一透鏡的像側(cè)的曲率半徑，rdyAl為第一接合透鏡的負(fù)透鏡 的接合面的曲率半徑。
[0038] 條件式⑷是負(fù)的第一透鏡的像側(cè)的曲率半徑和接合透鏡的曲率半徑的條件式， 通過(guò)滿足條件式（4)，能夠良好地保持負(fù)的第一透鏡的像側(cè)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(fù)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(guān)的條件式。通過(guò)滿足條件 式（5)和條件式（6)，能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)娜L(zhǎng)且不易在透鏡產(chǎn)生裂紋、缺口等制造不良的內(nèi)窺 鏡用物鏡光學(xué)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(fù)的第一透鏡的折射力，PW4為第一接合透鏡中的負(fù)透鏡的折射力。
[0047] 通過(guò)滿足條件式（7)，能夠良好地保持負(fù)的第一透鏡的折射力與第一接合透鏡的 負(fù)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(fù)的第一透鏡的物體側(cè)的曲率半徑。
[0051] 通過(guò)滿足條件式（8)，能夠獲得所需的負(fù)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(guò)滿足條件式（9)，能夠設(shè)為適當(dāng)?shù)那拾霃?，能夠在獲得所需的正的折射力的 同時(shí)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(dòng)量的絕對(duì)值， FL為通常觀察狀態(tài)下的物鏡光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距，F(xiàn)L2G為第二透鏡組的焦距。
[0059] 通過(guò)滿足條件式（10)，能夠設(shè)為適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)量，能夠?qū)崿F(xiàn)與手術(shù)操作者的感覺(jué)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(shí)，對(duì)各像差良好地進(jìn)行 校正來(lái)獲取高精度且廣視角的圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0062]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0063] 圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0064] 圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。 [0065]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0066]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。
[0067]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)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(shí)施例2所涉及的物鏡光學(xué)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(shí)施例2所涉及的物鏡光學(xué)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(shí)施例3所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)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(shí)施例3所涉及的物鏡光學(xué)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(shí)施例3所涉及的物鏡光學(xué)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(shí)施例4所涉及的物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖，（A) 表示通常觀察狀態(tài)，（B)表示放大觀察狀態(tài)。