[发明专利]内窥镜用物镜光学系统

说明书

提供一种小型且具有良好的光学性能和明亮的光圈值的内窥镜用物镜光学系统。该内窥镜用物镜光学系统的特征在于，从物体侧起依次配置负的第一透镜(L1)、使凸面朝向物体侧的正的第二弯月透镜(L2)、亮度光圈(S)、双凸形状的第三透镜(L3)以及将双凸形状的第四透镜(L4)与负的第五透镜(L5)接合而整体为正的接合透镜(CL)，满足以下的条件式(1)、(2)。‑3≤f₁/Ih≤‑1.2…(1)0.25≤L_{3_5}/L≤0.7…(2)在此，f₁为第一透镜(L1)的焦距，Ih为内窥镜用物镜光学系统的最大像高，L_{3_5}为从第三透镜(L3)的靠物体侧的面到第五透镜的靠像侧的面为止的沿着光轴(AX)的距离，L为从第一透镜(L1)的靠物体侧的面到像面为止的沿着光轴(AX)的距离。

技术领域

本发明涉及一种内窥镜用物镜光学系统，例如涉及一种能够利用于在医疗领域、工业领域等中使用的内窥镜装置的内窥镜用物镜光学系统。

背景技术

内窥镜是在医疗用领域和工业用领域中广泛地使用的装置。特别是在医疗用领域中，利用于通过由被插入到体腔内的内窥镜获得的图像来对观察部位进行诊断、治疗。

内窥镜的光学系统通过设定适当的光圈值，从近点物体至远点物体都能够获取聚焦后的图像。另外，通过减小透镜直径、光学总长，能够构成细径、插入时不痛苦并且在体内自由回转的内窥镜。近年来，一直在寻求更高画质且更小型的内窥镜。

目前为止，作为小型的内窥镜用物镜光学系统，例如在专利文献1、2、3中提出。

专利文献1：日本特开2004-061763号公报

专利文献2：日本特开2009-223183号公报

专利文献3：国际公开第10/119640号

发明内容

发明要解决的问题

为了使由内窥镜获取的图像高画质化，需要增加摄像元件的像素数，并与之相应地事先校正光学系统的像差。然而，摄像元件的摄像区域的尺寸相应地变大，也导致光学系统大型化。因此，通过减小像素间距来减小摄像区域的尺寸，与之对应地也需要事先使物镜光学系统系数倍地缩小。

然而，该方法存在两个要考虑的问题。第一个问题是由于光圈值引起的问题。当将光学系统的大小原样系数倍地缩小时，亮度光圈的大小也系数倍地变小。因此，导致发生由于小的亮度光圈的衍射所引起的光学性能的劣化。因此，如果没有事先进行使光学系统的光圈值明亮的设计，则无法实现良好的光学性能。一般地，如果光圈值变亮，则难以进行像差校正，从而需要增加透镜个数，有导致光学系统大型化的倾向。

第二个问题是制造时的偏差的问题。在为了确保光学性能而使光学系统的大小简单地系数倍缩小的情况下，也需要事先使光学系统的制造偏差同样地系数倍缩小。

例如作为增强抗制造偏差的能力的方法、即从光学设计者侧的观点来看使光学性能对于相同的制造偏差不容易劣化的方法，存在减小各透镜的折射力的方法。然而，如果减小折射力，则导致光学系统大型化。因此，在假定应用于内窥镜用的物镜光学系统的情况下，导致无法满足内窥镜用的物镜光学系统所需要的小型化这样的条件。

另外，能够通过添加透镜调心等的工序，来减少制造偏差从而确保良好的光学性能。然而，如果增加新的工序，则存在导致组装成本上升等问题。这样，需要形成充分考虑到小型化和低成本两方的光学系统。

在如以上那样使光学系统缩小系数倍的情况下，如果不充分地考虑由于缩小所产生的影响，则无法确保良好的光学性能。

在专利文献1中提出的内窥镜物镜由较少的透镜个数构成，但是实施例的光圈值为6左右，没有考虑以系数倍小型化时的光学性能、制造偏差。因此，通过缩小摄像元件的像素间距实现的小型化是有限制的。