[发明专利]放大内窥镜光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种物镜光学系统，特别是涉及一种应用于医疗用的内窥镜并且能够进行放大观察的放大内窥镜光学系统。

背景技术

在医疗用的内窥镜中，为了进行病变的精密诊断，对能够进行放大观察的物镜光学系统的需求变强。

作为这样的具有变焦功能的物镜光学系统的例子，例如，在专利文献1至专利文献4中公开了一种物镜光学系统，该物镜光学系统通过使移动透镜组沿光轴移动，能够切换通常观察状态和放大观察状态。

另外，在能够进行放大观察的物镜光学系统中，至少需要使一个透镜组移动以进行变焦。而且，在这样的物镜光学系统中，为了容易地进行伴随变焦的聚焦操作，期望确保长的移动透镜组的行程来平缓地变焦。

另外，随着内窥镜的小型化的要求，摄像元件的小型化不断发展，提供了一种根据轴外主光线的入射角对遮光特性进行了优化的小型摄像元件，期望一种小型且能够进行放大观察的内窥镜。

专利文献1：日本特开2011-48086号公报

专利文献2：日本特开2009-103874号公报

专利文献3：日本特开平6-102453号公报

专利文献4：日本特开2007-233036号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在物镜光学系统中，当确保长的移动透镜组的行程时，特别是在通常观察状态(广角端)时，在光学系统中像侧的轴外光线比光圈高，使轴外的像差校正变得困难。在应用小型的摄像元件的情况下，与通常尺寸的摄像元件相比，物镜光学系统中的移动透镜组的行程相对较长，因此与光圈相比像侧的轴外光线也相对较高，轴外的像差校正变得更加困难。

特别地，专利文献1至专利文献4的物镜光学系统在像面附近不具备具有负的折射力的透镜，因此当将移动透镜组的行程加长并适当地确保轴外主光线的入射角时，轴外的像差校正变得困难，无法与小型的摄像元件组合，违反内窥镜的小型化的要求。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种确保长的移动透镜组的行程同时确保大的轴外主光线的入射角、变焦时的聚焦操作容易的小型化的放大内窥镜光学系统。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方式提供一种放大内窥镜光学系统，该放大内窥镜光学系统具备多个透镜组以及与摄像元件接合的负透镜，通过使上述透镜组中的一部分透镜组移动，至少能够进行通常观察状态和近距离放大状态的切换，并满足以下条件式(1)。

-65＜fr/fw＜-2…(1)

其中，fr是与摄像元件接合的负透镜的焦距，fw是通常观察状态(广角端)时的整个系统的焦距。

根据本方式，即使同时确保长的移动组的行程和大的轴外主光线的入射角，也能够良好地校正各像差，从而能够以优良的操作性和高画质的图像进行内窥镜观察。也就是说，通过满足条件式(1)，即使确保长的移动组的行程，也能够通过与摄像元件接合的负透镜的出射光瞳位置调整的效果来确保大的轴外主光线的入射角，还能够良好地校正在变焦光学系统中成为问题的像面弯曲、像散之类的轴外的像差。

优选的是，在上述方式中，最靠近物体侧具有负的第一透镜，并满足以下条件式(2)。

-60＜Rr/R01＜-2 …(2)

其中，Rr是上述与摄像元件接合的负透镜的物体侧的面的曲率半径，R01是上述负的第一透镜的像侧的面的曲率半径。

条件式(2)是限定负的第一透镜和与摄像元件接合的负透镜的折射力的条件式。通过满足条件式(2)，能够适当地确保与摄像元件接合的负透镜的物体侧的面的曲率半径以及负的第一透镜的像侧的面的曲率半径，适当地进行出射光瞳位置的设定来确保大的轴外主光线的入射角，并且能够良好地进行像差校正。

优选的是，在上述方式中，满足以下条件式(3)。

0.15＜Tr/fw＜1.7 …(3)

其中，Tr是与摄像元件接合的负透镜的中部厚度。

条件式(3)是限定与摄像元件接合的负透镜的中部厚度和通常观察状态(广角端)的焦距的条件式。通过满足条件式(3)，能够将与摄像元件接合的负透镜的中部厚度设为适当的厚度，来适当地进行出射光瞳位置调整，并且能够适当地确保透镜的强度。另外，物镜光学系统的全长也不会过长，有利于小型化。

优选的是，在上述方式中，最靠近物体侧具有负的第一透镜，并满足以下条件式(4)。