[0157] 此外，具有大致相同的水中视角的实施例1~4的第一透镜使用具有相同的外径 和形状的蓝宝石平凹透镜。在本实施方式那样的超广角透镜的情况下，光学系统的最大外 径倾向于由与固体摄像元件尺寸相比光线高度更高的第一透镜外径决定，关于固体摄像元 件的尺寸，选择上具有自由度。
[0158]由于是超广角化且容易确保景深，因此固体摄像元件较大的一方能够提高像素数 或者动态范围，是所期望的，但是如果过大则固体摄像元件侧对内窥镜前端外径产生影响。 因此，期望以满足接下来的（8)式的方式设定反映固体摄像元件的尺寸的水中像高Iw与第 一透镜外径DL1之间的关系。
[0159] 0? 2 <Iw/DLl< 0? 5... (8)
[0160] 如果Iw/DLl为0. 2以下，则像素数或者动态范围有点不足，从画质的观点来看不 是理想的设定。另外，Iw/DLl为0. 5以上意味着与固体摄像元件侧成为前端外径的限制因 素同时地DL1不必要地缩小，就内窥镜前端设计而言没有很好地取得平衡。
[0161] 下面示出实施例4所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0162] 透镜数据
[0163]
[0164](实施例5)
[0165]图15和图16示出本发明的实施例5所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜结构。 此外，图16的（a)表示水中观察状态，图16的（b)表示空气中观察状态。另外，图17中示 出水中观察状态的像差图。
[0166] 实施例5的内窥镜物镜光学系统是假定与实施例4相同尺寸的固体摄像元件并使 水中视角相比于实施例4实现更广的广角化，水中视角为139. 8°。实施例5的内窥镜物 镜光学系统从物体侧起依次包括由平凹透镜构成的第一组（第一透镜）、由负的接合透镜 构成的第二组、颜色校正滤波器、亮度光圈、具有正的折射力的后组。后组由三个组构成， 全部具有正的折射力。水中观察状态下的像高Iw为0.9120mm。la为0.7019mm，Ia/Iw为 0. 770,从而通过随着广角化而缩短焦距ft来使la变小，因此Ia/Iw比实施例4小。
[0167] 下面示出实施例5所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0168] 透镜数据
[0169]
[0170](实施例6)
[0171]图18和图19示出本发明的实施例6所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜结构。 此外，图19的（a)表示水中观察状态，图19的（b)表示空气中观察状态。另外，图20中示 出水中观察状态的像差图。
[0172] 实施例6的内窥镜物镜光学系统的光学设计与实施例5大致相同，不同点在于在 最靠近像面的位置具有出射光瞳调整用的凸透镜。实施例6的内窥镜物镜光学系统从物体 侧起依次包括由平凹透镜构成的第一组（第一透镜）、由负的接合透镜构成的第二组、颜色 校正滤波器、亮度光圈、具有正的折射力的后组。后组由四个组构成，从亮度光圈侧起依次 具有正-正-负-正的折射力。
[0173] 下面示出实施例6所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0174] 透镜数据
[0175]
[0176](实施例7)
[0177]图21和图22示出本发明的实施例7所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜结构。 此外，图22的（a)表不水中观察状态，图22的（b)表不空气中观察状态。另外，图23中不 出水中观察状态的像差图。
[0178] 实施例7的内窥镜物镜光学系统是水中像高Iw与实施例1大致相同，倾向于将水 中视角抑制为105.0°，仅通过一个负的组构成前组。如果是该程度的水中视角，则也能够 仅通过一个负的组构成前组。实施例7的内窥镜物镜光学系统从物体侧起依次包括由平凹 透镜构成的第一组（第一透镜）、颜色校正滤波器、亮度光圈、具有正的折射力的后组。后组 由三个组构成，全部具有正的折射力。Ia/Iw为0. 937,就本发明的实施例而言最大，第一透 镜的外径DL1与具有大致相同的水中像高Iw的其它实施例相比最小。因此，本实施例在通 过更细径的内窥镜实现水中的广角化时较佳。
[0179] 下面示出实施例7所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0180] 透镜数据
[0181]
[0182](实施例8)
[0183]图24和图25示出本发明的实施例8所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜结构。 此外，图25的（a)表示水中观察状态，图25的（b)表示空气中观察状态。另外，图26中示 出水中观察状态的像差图。
[0184] 实施例8的内窥镜物镜光学系统的特征在于，具有与实施例1大致相等的水中像 高Iw，但是水中视角比实施例1大了约15°为144.8°，将第一透镜的物体侧面设为凸面。 实施例8的内窥镜物镜光学系统从物体侧起依次包括由使凸面朝向物体侧的凹弯月透镜 构成的第一组（第一透镜）、由平凹透镜构成的第二组、颜色校正滤波器、亮度光圈、具有正 的折射力的后组。
[0185] 后组由三个组构成，全部具有正的折射力。本发明的设计思想是在第一透镜的物 体侧面不怎么产生突出、凹陷，但是由于存在通过形成为凸面能够改善水中观察状态下的 失真的效果，因此在实施例8中形成满足（3)式的凸面。
[0186] 实施例8的水中观察状态下的失真在最大像高时为-61. 7%。将物体侧面为平面 的实施例1以形成与本实施例相同的水中视角的方式进行像高变更时的失真为-64. 4%， 通过将第一透镜的物体侧面形成为凸面能够降低鼓型的失真。此外，在第一透镜由平凹透 镜构成的本发明的其它实施例中，假定蓝宝石为第一透镜材料，但是在实施例8中，鉴于凹 弯月透镜的加工性，假定一般的光学玻璃作为第一透镜材料。
[0187] 下面示出实施例8所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0188] 透镜数据
[0189]
[0190](实施例9)
[0191]图27和图28示出本发明的实施例9所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜结构。 此外，图28的（a)表示水中观察状态，图28的（b)表示空气中观察状态。另外，图29中示 出水中观察状态的像差图。
[0192] 实施例9的内窥镜物镜光学系统在上述所有的实施例之中具有最广的水中视角。 实施例9的内窥镜物镜光学系统从物体侧起依次包括由平凹透镜构成的第一组（第一透 镜）、由平凹透镜构成的第二组、颜色校正滤波器、假定安装于薄板的亮度光圈、具有正的折 射力的后组。后组由三个组构成，全部具有正的折射力。
[0193] 实施例9的水中视角为164. 4°，与此同时，Ia/Iw为0. 708,就本发明的实施例而 言最小。实施例9作为内窥镜物镜光学系统具有罕见水平的超广角，但是第一透镜的外径 DL1为巾2. 4_并不那么大，是能够实现带处理用通道的细径内窥镜的水平的外径。
[0194] 下面示出实施例9所涉及的内窥镜物镜光学系统的透镜数据。
[0195] 透镜数据
[0196]
[0197] 此外，表2中示出上述的实施例1~实施例9的结构中的各种数据，表3中示出上 述⑴~⑶式所涉及的值。
[0198] [表 2]
[0199]
[0200][表3]
[0201]
[0202] 附图标iP,说明
[0203] GF:前组；GB:后组；G1 :第一透镜组；G2 :第透镜组；LI: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。
【主权项】
1. 一种内窥镜物镜光学系统，其用于水中观察，满足以下条件式， I<Iw/ft< 1. 8... (1) 0? 6 <Ia/Iw< 0? 95…（2) 其中，Iw是水中观察时的最大像高，ft是空气中观察时的物镜光学系统整个系统的焦 距，Ia是在空气中观察时主光线能够透过的最大像高。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， 具备在物体侧具有负的折射力的第一组，该第一组是单透镜的第一透镜，满足以下条 件式， DLl/RLla| < 0? 4…（3) -3 <fLl/ft< -1 …（4) 其中，DLl是第一透镜的外径，RLla是第一透镜的物体侧面的曲率半径，fLl是第一透 镜的焦距。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， 上述第一透镜是物体侧面为平面的平凹透镜。4. 一种内窥镜物镜光学系统，其用于水中观察， 该内窥镜物镜光学系统从物体侧起依次具备具有负的折射力的前组、亮度光圈以及具 有正的折射力的后组， 上述前组包括具有负的折射力的第一组和具有负的折射力的第二组， 上述第一组是单透镜的第一透镜，上述第二组是单透镜或者接合透镜，该内窥镜物镜 光学系统满足以下条件式， I<Iw/ft< 1. 8 …（5) 其中，Iw是水中观察时的最大像高，ft是空气中观察时的物镜光学系统整个系统的焦 距。5. 根据权利要求4所述的内窥镜物镜光学系统，其特征在于，满足以下条件式， DLl/RLla| < 0? 4... (6) -3 <fLl/ft< -1 …（7) 其中，DLl是第一透镜的外径，RLla是第一透镜的物体侧面的曲率半径，fLl是第一透 镜的焦距。6. 根据权利要求4或5所述的内窥镜物镜光学系统，其特征在于， 上述第一透镜是物体侧面为平面的平凹透镜。
【专利摘要】在水中具有广的视角且确保作为医疗用内窥镜的可靠性并容易地进行安装设计。提供一种用于水中观察并满足以下条件式的内窥镜物镜光学系统。1<Iw/ft<1.8···(1)0.6<Ia/Iw<0.95···(2)其中，Iw是水中观察时的最大像高，ft是空气中观察时的物镜光学系统整个系统的焦距，Ia是在空气中观察时主光线能够透过的最大像高。
【IPC分类】G02B13/04
【公开号】CN105026978
【申请号】CN201480009752
【发明人】五十岚勉
【申请人】奥林巴斯株式会社
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年6月13日
【公告号】US20150359422, WO2014208373A1