專利名稱：：攝像光學系統(tǒng)、內(nèi)窺鏡的攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種攝像光學系統(tǒng)和內(nèi)窺鏡的攝像裝置，更詳細地涉及一種在內(nèi)窺鏡的插入部的前端部配設(shè)的攝像光學系統(tǒng)、和具備該攝像光學系統(tǒng)及將該攝像光學系統(tǒng)所形成的像轉(zhuǎn)換為用于由顯示裝置顯示的電信號的攝像元件的內(nèi)窺鏡的攝像裝置。
背景技術(shù)：
：以往，在醫(yī)療現(xiàn)場等進行患者體內(nèi)的觀察或治療等時使用內(nèi)窺鏡。在內(nèi)窺鏡的插入部的前端部配設(shè)有拍攝體腔內(nèi)的物鏡等攝像光學系統(tǒng)。根據(jù)近幾年的內(nèi)窺鏡外科手術(shù)的普及，此攝像光學系統(tǒng)所形成的像在電視監(jiān)控器等的顯示裝置顯示，且做手術(shù)的人在此顯示裝置的畫面上觀察圖像是一般性的。為此，為使做手術(shù)的人易于觀察，優(yōu)選場曲小的影像，提出了良好地補正了場曲的內(nèi)窺鏡用物鏡。另一方面，體腔內(nèi)的觀察對象大多為突起狀或管空狀，優(yōu)選對這樣的觀察對象也可獲得良好的像。專利文獻1記載了由3片透鏡群而成，通過使至少1片透鏡群移動在保持大致固定的倍率的狀態(tài)下，根據(jù)觀察對象的形狀可發(fā)生使畫面周邊部的畫質(zhì)良好的場曲的內(nèi)窺鏡用物鏡。專利文獻1特開2001-194580號公報然而，以往的良好地補正了場曲的一般的光學系統(tǒng)，在設(shè)定規(guī)定的物體位置和對應(yīng)于其的成像位置時，為了使畫面中心部的優(yōu)良像位置和畫面周邊部的優(yōu)良像位置一致，對場曲量進行補正而設(shè)計。這樣的設(shè)計沒有考慮到根據(jù)物體位置變動的場曲量的變動。實際上，因物體位置變動時，場曲也變動，所以，在設(shè)計時所設(shè)定的成像位置中，即使場曲被良好地補正，如在不同于此設(shè)計條件的位置有物體時，可能最合適的優(yōu)良像位置會在畫面中心部和畫面周邊部有所不同。即，在以往的補正了場曲的一般的光學系統(tǒng)中，根據(jù)物體位置的變動，恐怕會在畫面周邊部產(chǎn)生像的極端惡化。4需要說明的是，在相機等的攝像裝置中，雖具備有調(diào)整根據(jù)物體位置的變動的成像位置的變動的焦點調(diào)整機構(gòu)，但多數(shù)內(nèi)窺鏡用攝像裝置不具備這樣的焦點調(diào)整機構(gòu)。在內(nèi)窺鏡用攝像裝置配設(shè)焦點調(diào)整機構(gòu)時，因構(gòu)成復雜的同時需要空間，所以，恐怕會導致前端部的大徑化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種不使用焦點調(diào)整機構(gòu)而即使物體位置變動也不產(chǎn)生像的極端惡化，可獲得良好的圖像的內(nèi)窺鏡用攝像光學系統(tǒng)及具備該攝像光學系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡的攝像裝置。本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)配設(shè)于內(nèi)窺鏡的插入部的前端部，其特征在于，在將來自規(guī)定的物體位置的光通過上述攝像光學系統(tǒng)成像的位置設(shè)為成像位置，將這時的上述攝像光學系統(tǒng)的景深的遠距離側(cè)的限界點設(shè)為遠點、且將近距離側(cè)的限界點設(shè)為近點的情況下，在上述遠點配置物體時的上述成像位置中的、由穿過光瞳直徑的7成徑的光線所產(chǎn)生的球差量Zf、在最大像高的8成像高中的弧矢方向的場曲量Sf、在最大像高的8成像高中的子午方向的場曲量Tf，在上述近點配置上述物體時的上述成像位置中的、由穿過光瞳徑的7成徑的光線的球差量Zn、在最大像高的8成像高中的弧矢方向的場曲量Sn、在最大像高的8成像高中的子午方向的場曲量Tn均滿足下述條件式(1)。[數(shù)學式l]-1.5^(Tf+Sf)^^0.0(1)(Tn+Sn)/2-Zn上述本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)可構(gòu)成為不具備對于物體位置的移動進行聚焦的調(diào)焦機構(gòu)。另外，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡的攝像裝置，具備上述本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)、和將該攝像光學系統(tǒng)所形成的像轉(zhuǎn)換為用于由顯示裝置顯示的電信號的攝像元件，其特征在于，在由上述顯示裝置觀察像時的允許模糊彌散圓(circleofconfusion)徑5，是在利用由上述顯示裝置沿垂直方向顯示的像的上述成像位置的尺寸V而被表示的2V/240§SS2V/160的范圍，上述攝像光學系統(tǒng)的像側(cè)的焦深d，由上述允許模糊彌散圓徑S和有效F值Fe定義為d=SXFe的情況下，上述遠點是自上述成像位置沿上述攝像光學系統(tǒng)的方向隔離上述焦深d的點的共軛點；上述近點是自上述成像位置逆著上述攝像光學系統(tǒng)的方向隔離上述焦深d的點的共軛點。需要說明的是，所謂景深是在對規(guī)定的位置的物體聚焦時在視覺上對其物體對焦的范圍，目卩，是可視為能認同清晰的像的范圍，本發(fā)明將此作為觀察距離的范圍。另外，上述條件式(1)的(Tf+Sf)/2、(Tn+Sn)/2意味著子午方向和弧矢方向的場曲量的平均值。并且，此處為良好地保持畫面中心部和畫面周邊部的圖像的平衡，采用了在8成像高的場曲量。另外，內(nèi)窺鏡的攝像光學系統(tǒng)的球差具有口徑增加的同時在負側(cè)(underside)單調(diào)增加或在正側(cè)(overside)單調(diào)增加的傾向，其優(yōu)良像位置根據(jù)通過光瞳徑的大致7成(球帶(zonal))附近的徑的光線，所以，作為代表值采用了球帶像差量。本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)通過適當?shù)胤峙湓谟^察距離的范圍內(nèi)的場曲的變動，不使用焦點調(diào)整機構(gòu)就使觀察距離的范圍的近點側(cè)和遠點側(cè)中的畫面周邊部不引起像的極端的惡化。邊參照圖1圖3，邊說明本發(fā)明的構(gòu)思。首先，邊參照圖1，邊說明求得景深的方法。圖1的攝像光學系統(tǒng)1是概念性圖示。如圖1所示，在光軸Z上設(shè)定規(guī)定的物體位置Po，來自此物體位置Po的光(用實線表示)通過此攝像光學系統(tǒng)1成像的位置設(shè)為成像位置Pi。來自物體位置Po的光雖在成像位置Pi聚光為大致一點，但伴隨從成像位置Pi隔離而變大且變模糊。這時，將認定像為清晰的界限中的光的擴散度作為允許模糊彌散圓徑S;將從成像位置Pi至光的擴散度成為允許模糊彌散圓徑S的點(圖l的P+、P-)的范圍作為像側(cè)的焦深d。在此，點P-是從成像位置Pi沿攝像光學系統(tǒng)1的方向隔離焦深d的點；點P+是從成像位置Pi逆著攝像光學系統(tǒng)1的方向隔離焦深d的點。另外，焦深d通過來自物體位置Po的光在成像位置Pi成像時的有效F值Fe和上述的允許模糊彌散圓徑S，定義為d二SXFe。焦深內(nèi)是像空間中的像被認定為清晰的范圍，所以，與從點P-至點P+的范圍有共軛的關(guān)系的物體側(cè)空間的范圍成為景深。現(xiàn)在，如圖1所示，將與點P-有光學性共軛關(guān)系的共軛點作為點Pf、將與點P+有光學性共軛關(guān)系的共軛點作為Pn。因此，從點Pf至點Pn的范圍成為景深，點Pf成為遠距離側(cè)的限界點的遠點，點Pn成為近距離側(cè)的限界點的近點。其次，考慮在遠點及近點配置物體時的成像位置Pi的場曲。圖2是內(nèi)窺鏡的攝像光學系統(tǒng)的一例的像差圖。圖2的上段自左依次表示在上述設(shè)定的物體位置Po配置物體時的成像位置Pi的球差圖、像散(弧矢方向的場曲和子午方向的場曲)圖、及通過縱軸最大值被正規(guī)化后兩者(球差圖和像散圖)重疊的圖。同樣的，圖2中段自左依次表示在近點配置物體時的成像位置Pi的球差圖、像散圖及通過縱軸最大值被正規(guī)化后兩者重疊的圖。另外，圖2下段自左依次表示在遠點配置物體時的成像位置Pi的球差圖、像散圖及通過縱軸最大值被正規(guī)化后兩者重疊的圖。在圖2的兩者重疊的圖中，在相當于縱軸的最大值的7成及8成的位置分別附上0.7及0.8。一般在內(nèi)窺鏡用物鏡，關(guān)于設(shè)計時被設(shè)定的物體距離即使良好地補正了場曲、像散，但如圖2所示，通過在觀察距離的范圍內(nèi)的物體距離的變動，球差的變動雖小，卻具有在近點側(cè)像面向負側(cè)、在遠點向正側(cè)變化的傾向。因此，本發(fā)明通過構(gòu)成為由在近點及遠點的球差量和場曲量而成的上述項滿足條件時(1)，適當?shù)胤峙湓谟^察距離的范圍內(nèi)的像面的變動，將近點側(cè)觀察和遠點側(cè)觀察的像面的變動量設(shè)為大致相同的程度，即使使物體位置變動也不產(chǎn)生像的極端的惡化。需要說明的是，將像面的變動量在近點側(cè)、遠點側(cè)相同的分配時，條件式(1)項的值雖成為-1，但可允許至-1.5左右。進一步摻加內(nèi)窺鏡的使用狀況時，如圖3所示，在近點側(cè)的觀察中，可設(shè)想到內(nèi)窺鏡的插入部104的前端與體內(nèi)的內(nèi)壁3傾斜相對，所以，對于在近點側(cè)配置物體時的像面向負側(cè)變化而允許范圍變大，因此，在遠點側(cè)以不向正側(cè)變化的0.0作為上限。需要說明的是，上述所用的允許模糊彌散圓徑s表示圖像被認定為清晰的模糊限度的大小，但在本發(fā)明中，按以下的想法決定了其范圍。因人眼的分解能力在以視角而言時可以說約為l'，所以，判斷為不模糊的限界的解像力為它的4倍即約4'。另外，近些年的內(nèi)窺鏡的像的觀察一般不是直視而是觀察電視監(jiān)控器等的顯示裝置所顯示的圖像，所以，以這樣的顯示裝置觀察為前提。用戶從距離顯示裝置1.5m觀察圖像時，判斷為不模糊的顯示畫面上的限界的允許模糊量Sd成為Sd二1500ramXtan(4/60)—1.75mm?，F(xiàn)在，從廣泛使用的顯示裝置將其顯示區(qū)域的垂直方向的尺寸設(shè)為約210ram時，上述顯示畫面上的允許模糊量5d的值相當于顯示區(qū)域的垂直方向的尺寸的約0.0083(—1.75/210)。接下來，從該顯示畫面上的允許模糊量Sd決定在攝像光學系統(tǒng)1的成像位置Pi的像面上的允許模糊量，目卩，決定允許模糊彌散圓徑5。將用顯示裝置沿垂直方向顯示的像的成像位置Pi的尺寸設(shè)為V時，允許模糊彌散圓徑5成為5二VX(1.75/210)0083。另外，因210+1.75=120，所以，允許模糊彌散圓徑S表示如下。S=V,/120。艮P，這時的攝像光學系統(tǒng)的解像力為60根/mra，以電視監(jiān)控器等的顯示裝置的解像度表述時，成為120TV根，因影像信號的頻率l麗z相當于80TV根，所以，以下，以lMHz單位考慮，上述允許模糊彌散圓徑S成為5=(2XV)/240，相當于由3MHz(240TV根)除2V的值。在實際使用中，設(shè)想從顯示裝置進一步離開的距離觀察。這時，顯示畫面上的允許模糊量Sd的值大于上述值。由此，關(guān)于從進一步離開的距離觀察時，設(shè)為從上述的3MHz更低的2MHz，由2MHz(160TV根)除2V，使允許模糊彌散圓徑S成為如下所述。5=(2XV)/160=VXO.0125如此，考慮內(nèi)窺鏡的實際使用狀況時，關(guān)于允許模糊彌散圓徑S在2V/240SS蕓2V/160的范圍時，只要考慮像面的變動量即可。需要說明的是，在上述說明中，從一般的內(nèi)窺鏡的使用狀況設(shè)想電視監(jiān)控器等的顯示裝置，舉例說明從距離約1.5m及更離開觀察的情況。根據(jù)顯示裝置的種類或觀察狀況景深有所不同，但如使用如上所述的本發(fā)明的構(gòu)思時，根據(jù)各情況，可計算出近點、遠點，即使在觀察距離的范圍內(nèi)物體位置有所變動，也可不產(chǎn)生像的極端惡化獲得良好的圖像。根據(jù)本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)，構(gòu)成為關(guān)于在景深的遠點及近點配置物體時，滿足條件式(1)，所以，可適當?shù)胤峙溆^察距離范圍內(nèi)的像面的變動，可將近點側(cè)觀察和遠點側(cè)觀察中的像面的變動量設(shè)為大致相同的程度。由此，即使觀察距離范圍內(nèi)物體位置有所變動，也可不使用對于物體位置的移動進行聚焦的焦點調(diào)整機構(gòu)，獲得不產(chǎn)生像的極端的惡化的良好的圖像。另外，本發(fā)明的內(nèi)窺鏡的攝像裝置具備本發(fā)明的攝像光學系統(tǒng)，因設(shè)想用一般的監(jiān)控器裝置等觀察像的情況，決定了允許模糊彌散圓徑的范圍，所以，即使物體位置有所變動，也不產(chǎn)生像的極端的惡化，可觀察良好的圖像。圖1是對本發(fā)明的概念進行說明的圖。圖2是內(nèi)窺鏡的攝像光學系統(tǒng)的一例的像差圖。圖3是說明在近點進行觀察的4是本發(fā)明的一實施方式所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略的整體構(gòu)成圖。圖5是本發(fā)明的一實施方式所涉及的內(nèi)窺鏡的插入部的前端部的概略剖面圖。圖6是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖7是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖8是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖9是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖10是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖11是表示本發(fā)明的實施例6所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖12是表示本發(fā)明的實施例7所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡構(gòu)成的圖。圖13是本發(fā)明的實施例1所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖14是本發(fā)明的實施例2所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖15是本發(fā)明的實施例3所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖16是本發(fā)明的實施例4所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖17是本發(fā)明的實施例5所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖18是本發(fā)明的實施例6所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖19是本發(fā)明的實施例7所涉及的攝像光學系統(tǒng)的各像差圖。圖中1-攝像光學系統(tǒng)，2-攝像光學系統(tǒng)，3-內(nèi)壁，7-光路轉(zhuǎn)換棱鏡，8-固體攝像元件，9-處置工具插通通道，10-攝像裝置，100-內(nèi)窺鏡，102-操作部，104-插入部，110-前端部，120-處理器，122-顯示裝置，d-焦深，Di-第i面和第i+l面的光軸上的面間隔，Ll、L2、L3、L4、L5、L6-透鏡，Pf-遠點，Pi-成像位置，Pn-近點，Po-物體位置，Ri-第i面的曲率半徑，St-光闌，Z-ffi軸。具體實施方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖4是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像光學系統(tǒng)及適用攝像裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的一例的概略整體構(gòu)成圖。圖4所示的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)粗略而言由內(nèi)窺鏡100、與內(nèi)窺鏡100連接而進行光源的控制或圖像處理等的各種處理的處理器120、將內(nèi)窺鏡100的攝像光學系統(tǒng)2所攝像的像進行顯示的顯示裝置122而成。內(nèi)窺鏡100主要具備操作部102、連接于操作部102前端側(cè)的插入部104、從操作部102的基端側(cè)引出與處理器120連接的通用線106。插入部104插入患者的體內(nèi)，其大半部為沿插入路徑向任意方向彎曲的柔性部107，依次在該柔性部107的前端連接有彎曲部108、在該彎曲部108的前端連接有前端部110。前端部110的內(nèi)部如下述配設(shè)有攝像光學系統(tǒng)2。彎曲部108為使前端部110朝向所期望的方向而設(shè)置的，通過使設(shè)置于操作部102的彎曲掃描旋鈕109轉(zhuǎn)動，可進行彎曲操作。其次，參照附圖5，說明本實施方式所涉及的配置攝像光學系統(tǒng)2的前端部110的概略構(gòu)成。圖5是包括本攝像光學系統(tǒng)2的光軸的前端部110的主要部分剖面圖。如圖5所示，前端部110的內(nèi)部配置有與插入部104的長軸方向平行地配置其光軸的攝像光學系統(tǒng)2、用于使攝像光學系統(tǒng)2的像側(cè)的光路90度折曲的光路轉(zhuǎn)換棱鏡7、和用于使其受光面與插入部104的長軸方向平行而與光路轉(zhuǎn)換棱鏡7接合的攝像元件8。在本實施方式中，雖為攝像光學系統(tǒng)2、光路轉(zhuǎn)換棱鏡7，攝像元件8構(gòu)成了攝像裝置10，但本發(fā)明中的光路轉(zhuǎn)換棱鏡7并不是必須的構(gòu)成要素。攝像元件8將攝像光學系統(tǒng)2所形成酌像轉(zhuǎn)換成用于由顯示裝置122顯示的電信號的元件。攝像元件8例如可使用CCD(ChargeCo叩ledDevice)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)等的固體攝像元件。如圖5所示，通過配置攝像元件8，在圖5所示的前端部110的下半部分構(gòu)成直視型觀察光學系統(tǒng)，在圖5所示的前端部110的上半部分構(gòu)成處置工具插通通道9，可在細徑的插入部內(nèi)配設(shè)多個元件。需要說明的是，攝像元件8雖具有受光面保護用玻璃罩，但圖5中在也包含玻璃罩的狀態(tài)下作為攝像元件8圖示。另外，圖5的攝像光學系統(tǒng)2不表示透鏡形狀，而是概念性圖示。圖5將攝像光學系統(tǒng)2至攝像元件8的光路的光軸用一點劃線表示。本實施方式的攝像光學系統(tǒng)2不具備對于物體位置的移動進行聚焦的焦點調(diào)整機構(gòu)，且使透鏡群固定。另外，攝像光學系統(tǒng)2構(gòu)成為將來自規(guī)定的物體位置的光由攝像光學系統(tǒng)2成像的位置設(shè)為成像位置，將這時的攝像光學系統(tǒng)2的景深的遠距離側(cè)的限界點設(shè)為遠點、將近距離側(cè)的限界點設(shè)為近點時，在遠點配置物體時的成像位置中的、由穿過光瞳徑的7成徑的光線的球差量Zf、在最大像高的8成像高中的弧矢方向的場曲量Sf、在最大像高的8成像高中的子午方向的場曲量Tf，在近點配置物體時的成像位置屮的、由通過光瞳徑的7成徑的光線的球差量Zn、在最大像高的8成像高中的弧矢方向的場曲量Sn、在最大像高的8成像高中的子午方向的場曲量Tn滿足下述條件式(1)。[數(shù)學式2]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(1)此處，景深的遠點為自成像位置沿攝像光學系統(tǒng)2的方向隔離焦深d的點的共軛點；景深的近點為自上述成像位置逆著上述攝像光學系統(tǒng)2的方向隔離上述焦深d的點的共軛點。焦深d通過由顯示裝置122觀察像時的允許模糊彌散圓徑S與決定上述規(guī)定的物體位置和成像位置時的有效F值Fe，定義為d二5XFe。允許模糊彌散圓徑S是在利用由顯示裝置122沿垂直方向(圖4的箭頭方向)所顯示的像的成像位置的尺寸V而被表示的2V/240SS^2V/160的范圍，這樣規(guī)定范圍的理由如方法項所述。需要說明的是，一般的顯示裝置具有橫向的顯示區(qū)域，例如，攝像區(qū)域的形狀為矩形，在水平方向和垂直方向尺寸不同時，將對應(yīng)于短一方的尺寸作為V?；蛘?，攝像區(qū)域的形狀為圓直徑時，將其直徑設(shè)為V。如上所述，通過如以上的構(gòu)成，在本實施方式的攝像光學系統(tǒng)及內(nèi)窺鏡的攝像裝置中，即使不使用對物體位置的移動進行聚焦的調(diào)焦機構(gòu)，也可將近點側(cè)和遠點側(cè)的像面的變動量設(shè)為大致相同的程度，即使在觀察距離的范圍內(nèi)物體位置變動，也不產(chǎn)生像的極端惡化，可獲得良好的圖像。[實施例]接下來，說明本發(fā)明所涉及的攝像光學系統(tǒng)的具體的數(shù)值實施例。<實施例1>表1表示實施例1所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖6表示透鏡構(gòu)成圖。圖6的符號Ri、Di(i=l、2、3……)對應(yīng)于表1的Ri、Di。實施例1所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L5的4群5片構(gòu)成而成。需要說明的是，表l的透鏡數(shù)據(jù)及圖6的構(gòu)成圖表示了也包含孔徑光闌St、設(shè)想在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PP、GG。圖6的孔徑光闌St不表示形狀或大小，表示光軸Z上的位置。另外，關(guān)于孔徑光闌St和平行平板狀的光學部件的圖示，還有下述的實施例也相同。在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，面號碼表示將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面作為第1號而隨著向像側(cè)依次增加的第i(i二l、2、3……)號的面號碼。表1的Ri表示第i(i=l、2、3……)號面的曲率半徑，Di表示第i(i二l、2、3……)號面(第i面)和第i+l個面(第i+l面)的光軸Z上的面間隔。另外Ndj表示將最靠近物體側(cè)的光學要素作為第1號而隨著向像側(cè)依次增加的第j(j=l、2、3……)號光學要素的相對于d線(波長587.6nm)的折射率；Ydj表示第j號光學要素的相對于d線的阿貝數(shù)。在表1中，曲率半徑及面間隔的單位為mm，曲率半徑在物體側(cè)凸時為正，在像側(cè)凸時為負。需要說明的是，表1中的記號的含義對于下述的實施例也相同。[表l]實施例1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><實施例2〉表2表示實施例2所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖7表示透鏡構(gòu)成圖。圖7的符號Ri、Di對應(yīng)于表2的Ri、Di。實施例2所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L5的4群5片構(gòu)成而成。需要說明的是，表2的透鏡數(shù)據(jù)及圖7的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PP、CG。[表2]實施例2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><實施例3〉表3表示實施例3所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖8表示透鏡構(gòu)成圖。圖8的符號Ri、Di對應(yīng)于表3的Ri、Di。實施例3所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L5的4群5片構(gòu)成而成。需要說明的是，表3的透鏡數(shù)據(jù)及圖8的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PP、CG。[表3]實施例3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><實施例4〉表4表示實施例4所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖9表示透鏡構(gòu)成圖。圖9的符號Ri、Di對應(yīng)于表4的Ri、Di。實施例4所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L5的4群5片構(gòu)成而成。需要說明的是，表4的透鏡數(shù)據(jù)及圖9的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PP、CG。[表4]實施例4<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><實施例5〉表5表示實施例5所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖10表示透鏡構(gòu)成圖。圖10的符號Ri、Di對應(yīng)于表5的Ri、Di。實施例5所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L6的4群6片構(gòu)成而成。需要說明的是，表5的透鏡數(shù)據(jù)及圖10的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PF、PP、CG。[表5]實施例5<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><實施例6〉表6表示實施例6所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖11表示透鏡構(gòu)成圖。圖ll的符號Ri、Di對應(yīng)于表6的Ri、Di。實施例6所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L6的4群6片構(gòu)成而成。需要說明的是，表6的透鏡數(shù)據(jù)及圖11的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PF、PP、CG。[表6]實施例6<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><實施例7>表7表示實施例7所涉及的攝像光學系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)，圖12表示透鏡構(gòu)成圖。圖12的符號Ri、Di對應(yīng)于表7的Ri、Di。實施例7所涉及的攝像光學系統(tǒng)由透鏡L1L5的4群5片構(gòu)成而成。需要說明的是，表7的透鏡數(shù)據(jù)及圖12的構(gòu)成圖表示也包含了孔徑光闌St、在透鏡系統(tǒng)和成像點P之間配置的設(shè)想濾光片、棱鏡、玻璃罩等的平行平板狀的光學部件PP、CG。[表7]實施例7<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表8表11表示上述實施例1實施例7中的對應(yīng)于各種數(shù)據(jù)及條件式(1)的值。表8表11所記載的記號的一部分對應(yīng)于圖1所示的記號。需要說明的是，圖1除了上述說明的符號以外，圖示了焦距f、前截距Ff、后截距Bf、從前側(cè)焦點位置至物體位置Po的距離Xo、從后側(cè)焦點位置至成像位置Pi的距離Xi。在表8表11中，"設(shè)定物體距離"是從透鏡Ll的物體側(cè)的面至最初設(shè)定的規(guī)定的物體位置Po的距離，"V尺寸"是上述的尺寸V，"TV根數(shù)"是作為允許模糊彌散圓徑S二2V/(TV根數(shù))在決定允許模糊彌散圓徑S時使用的值。另外，各表的最靠近左欄的豎著寫著的"設(shè)定物體位置"、"近點"、"遠點"分別意味著在設(shè)定物體位置配置物體的情況、在近點配置物體的情況、在遠點配置物體的情況。例如，"近點"欄的"物體距離"是近點側(cè)觀察時的物體距離，這即是從透鏡Ll的物體側(cè)的面至近點的距離。同樣的，"遠點"欄的"物體距離"是遠點側(cè)觀察時的物體距離，這即是從透鏡Ll的物體側(cè)的面至遠點的距離。列舉近點欄為例說明時，"球差"是通過光瞳徑的7成徑的光線所產(chǎn)生的球差量Zn;"S方向場曲"是在最大像高的8成像高中的弧矢方向的場曲量Sn;"T方向場曲"是在最大像高的8成像高中的子午方向的場曲量Tn.',"S、T平均值"是通過(Tn+Sn)/2計算的上述2方向的場曲量的平均值Mn;"差"是通過Mn-Zn計算而得。關(guān)于設(shè)定物體位置、遠點欄也相同。表8表11關(guān)于實施例l、3、4、5、6將改變TV根數(shù)和設(shè)定物體距離作為例表示，關(guān)于實施例2將改變設(shè)定物體距離作為例表示。[表8]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>[表9]<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>[表ll]<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>s方向場曲(Pm)Sf12.413.411.6T方向場曲Om)Tf1.53.60.0S、T平均值(詣)Mf7.08.55.8差(PnOMf-Zf2.84.31.7(Tf+Sf)/2-Zf(Tn+Sn)/2-Zn式(1)-0.10-O.12-0.04從對應(yīng)于表8表11的式(1)的值可得知，各例滿足所有條件式(1)，在這些實施例中，即使在觀察距離的范圍內(nèi)變動物體位置，也不產(chǎn)生像的極端惡化，可獲得良好的圖像。圖13圖19分別表示上述實施例17所涉及的攝像光學系統(tǒng)的球差、像散、畸變(distortion)。各像差圖表示將d線作為基準波長的像差。在像散圖中，實線表示弧矢方向的像差，虛線表示子午方向的像差。球差圖的FNo.為F值，其他像差圖的"表示半視角。如從圖13圖19所知，上述實施例1實施例7良好地補正了各像差。在此，圖13圖19的像差圖對應(yīng)于表8表11所示的例。例如，記載為"例1-1"的圖13的上段的像差圖、中段的像差圖、下段的像差圖分別對應(yīng)于在表8的記載為"例1-1"的欄的設(shè)定物體位置配置物體的情況、在近點配置物體的情況、在遠點配置物體的情況。關(guān)于其他的像差圖也相同。需要說明的是，在上述實施方式雖由眼睛的分解能力和觀察距離決定允許模糊彌散圓徑，但在使用配置多個像素的攝像元件形成圖像的內(nèi)窺鏡的攝像裝置中，也考慮了由攝像元件的像素的排列間距決定允許模糊彌散圓徑。例如，在表8表11所示的實施例中的V尺寸為1.01.8mm，根據(jù)其與允許模糊彌散圓徑6范圍即2V/240S5S2V/160，允許模糊彌散圓徑S的值成為0.0083腿^SS0.0225mm。在此，攝像元件的像素的間距約為2um時，允許模糊彌散圓徑S相當于像素4個10個長度。具體而言，表12的表示表8表11所示的例中，像素的間距P為2um或1.8ym時的允許模糊彌散圓徑S和間距P的比S,/P。表12所示的S/P因取4.211.3的值，所以，也可以使用攝像元件的像素的間距P，將允許模糊彌散圓徑5的范圍作為4P^5^10P，基于此決定景深。<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>以上，例舉了實施方式及實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實施方式及實施例，可以是各種變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值不限定于上述各數(shù)值實施例所示的值，可取其他值。例如，在上述實施方式中雖使用了像高的8成的弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量的平均值，但在畫面最周邊部受到重視時，也可使用像高的10成(最大像高)的弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量的平均值。反過來，在在像高的約5成之內(nèi)只要獲得良好的像即可的情況下，也可使用像高的5成的弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量的平均值。如此，可根據(jù)所要求的光學系統(tǒng)的規(guī)格任意設(shè)定使用像高的某種比例的場曲量。同樣的，關(guān)于球差，也可根據(jù)必要適當?shù)卦O(shè)定根據(jù)通過光瞳徑的某種比例的光線。另外，在上述實施方式中雖相同地使用弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量的平均值，但也可采用在弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量不同比率加權(quán)的值。進一步作為極端的例，也可只使用弧矢方向的場曲量和子午方向的場曲量的任一方。權(quán)利要求1.一種攝像光學系統(tǒng)，其被配設(shè)于內(nèi)窺鏡的插入部的前端部，其特征在于，在將來自規(guī)定的物體位置的光通過上述攝像光學系統(tǒng)所成像的位置設(shè)為成像位置，將這時的上述攝像光學系統(tǒng)的景深的遠距離側(cè)的界限點設(shè)為遠點、且將近距離側(cè)的界限點設(shè)為近點的情況下，在上述遠點配置物體時的上述成像位置中的、由穿過光瞳直徑百分之七十的直徑的光線所產(chǎn)生的球差量Zf、在最大像高百分之八十的像高中的弧矢方向的場曲量Sf、在最大像高百分之八十的像高中的子午方向的場曲量Tf，在上述近點Pn配置物體時的成像位置中的、由穿過光瞳直徑百分之七十的直徑的光線的球差量Zn、在最大像高百分之八十的像高中的弧矢方向的場曲量Sn、在最大像高百分之八十的像高中的子午方向的場曲量Tn，滿足以下條件式(1)[數(shù)學式1]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像光學系統(tǒng)，其特征在于，不具備對于物體位置的移動進行聚焦的調(diào)焦機構(gòu)。3.—種內(nèi)窺鏡的攝像裝置，具備權(quán)利要求1或2所述的攝像光學系統(tǒng)、和將該攝像光學系統(tǒng)所形成的像轉(zhuǎn)換為用于由顯示裝置顯示的電信號的攝像元件，其特征在于，在由上述顯示裝置觀察像時的允許模糊彌散圓徑S，是在利用由上述顯示裝置沿垂直方向所顯示的像的上述成像位置的尺寸V而被表示的2V/240S5S2V/160的范圍，上述攝像光學系統(tǒng)的像側(cè)的焦深d，由上述允許模糊彌散圓徑5和有效F值Fe定義為d=5XFe的情況下，上述遠點是自上述成像位置沿上述攝像光學系統(tǒng)的方向隔離上述焦深d的點的共軛點，上述近點是自上述成像位置逆著上述攝像光學系統(tǒng)的方向隔離上述焦深d的點的共軛點。全文摘要本發(fā)明提供一種攝像光學系統(tǒng)及內(nèi)窺鏡的攝像裝置，其中，在攝像光學系統(tǒng)中，不使用調(diào)焦機構(gòu)而即使物體位置變動也不產(chǎn)生像的極端惡化，可獲得良好的圖像。在內(nèi)窺鏡的插入部的前端部配設(shè)的攝像光學系統(tǒng)(1)中，將來自規(guī)定的物體位置(Po)的光通過攝像光學系統(tǒng)(1)所成像的位置設(shè)為成像位置(Pi)。在遠點(Pf)配置物體時的成像位置(Pi)中的、由穿過光瞳直徑百分之七十的直徑的光線所產(chǎn)生的球差量(Zf)、在最大像高百分之八十的像高中的弧矢方向的場曲量(Sf)、在最大像高百分之八十的像高中的子午方向的場曲量(Tf)，以及在近點(Pn)配置物體時的成像位置(Pi)中的、由穿過光瞳直徑百分之七十的直徑的光線的球差量(Zn)、在最大像高百分之八十的像高中的弧矢方向的場曲量(Sn)、在最大像高百分之八十的像高中的子午方向的場曲量(Tn)均滿足式(1)。-1.5≤((Tf+Sf)/2-Zf)/((Tn+Sn)/2-Zn)≤0.0…(1)文檔編號A61B1/05GK101396258SQ20081021494公開日2009年4月1日申請日期2008年8月29日優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日發(fā)明者宮野俊申請人:富士能株式會社