[发明专利]内窥镜用物镜光学系统

说明书

提供一种能够确保后焦距并能够应对高像素化的高性能的内窥镜用物镜光学系统。由从物体侧起依次配置的负折射力的第1组(G1)、正折射力的第2组(G2)、正折射力的第3组(G3)构成，第1组(G1)和第3组(G3)固定，第2组(G2)移动，第1组(G1)具有至少两片负折射力的透镜，第3组(G3)由从物体侧起依次配置的正折射力的第3‑1组(G3‑1)、负折射力的第3‑2组(G3‑2)、正折射力的第3‑3组(G3‑3)、正折射力的第3‑4组(G3‑4)构成。

技术领域

本发明涉及一种内窥镜用物镜光学系统。特别是涉及一种后焦距长的内窥镜用物镜光学系统。后焦距长的内窥镜用物镜光学系统例如对于在医疗领域、工业领域等中使用的内窥镜装置而言是较佳的。

背景技术

内窥镜是在医疗用领域及工业用领域中广泛使用着的装置。特别是在医疗用领域中，被插入到体腔内的内窥镜获取体腔内的图像。像这样，医疗用领域中的内窥镜被用于进行观察部位的诊断、治疗。

以往，物镜光学系统通过设定适当的Fno(F数)和适当的焦点位置，从近距点到远距点均能够获取聚焦的图像。然而，随着摄像元件的高像素化，景深有变窄的倾向。根据该情况，存在如下结构：配备使光学系统的一部分透镜移动来改变焦点位置的调焦功能。例如，在专利文献1、2中提出了具有调焦功能的物镜光学系统。

另外，为了扩大景深，还提出了其它结构的物镜光学系统。在该光学系统中，在光路内配置偏振棱镜来将光路分割为两个。摄像元件利用被分割成两个的光来同时获取远距点图像和近距点图像。然后，通过图像处理，来基于远距点图像和近距点图像合成出聚焦的图像。由此，能够扩大物镜光学系统的景深。具有偏振棱镜的物镜光学系统需要非常大的后焦距。例如，在专利文献3、4中提出了配置有偏振棱镜的后焦距大的光学系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-107391号公报

专利文献2：日本特开2017-219783号公报

专利文献3：日本专利第5607278号公报

专利文献4：国际公开第2016/067838号

发明内容

发明要解决的问题

一般地，通过增加摄像元件的像素数，能够实现高图像质量化。然而，随着高像素化，物镜光学系统的性能也要提高才能达成充分的高图像质量化。

另一方面，为了获得足够长度的后焦距，作为物镜光学系统的基本结构，需要设定为负组、正组的焦度配置的反远距型。在光路中配置棱镜的情况下，必须取非常大的后焦距。必须使负组的折射力、正组的折射力都增大，使透镜位置相对于主点位置大幅地移动。

在医疗用途的内窥镜的情况下，插入部的顶端的透镜在体内与脏器接触。因此，需要在透镜中使用安全性高的玻璃材料以避免构成透镜的材料溶出时对人体造成伤害。因此，导致最靠物体侧的第一透镜的选项受限。其结果是，无法充分地校正色像差、像场弯曲等。因此，当设为折射力大的负组、正组的结构时，导致负组的残余像差被正组放大了。因此，变得难以确保光学性能。

另外，为了在将内窥镜插入到体内时不使人体难受并且在体内自由回转，需要使透镜直径、光学全长变小。像这样，具有大的后焦距且使物镜光学系统高性能化是非常困难的。

专利文献1所记载的光学系统具有用于放置在光路内进行一次反射的棱镜的空间。然而，后焦距还是小，无法放置进行两个光路分割的棱镜。

专利文献2所记载的光学系统的负组由一片负透镜构成。因此，负折射力的透镜中的像差产生得大，对于高像素化而言存在问题。另外，也没有充分地取得后焦距。