專利名稱：內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，該內(nèi)窺鏡是緊湊的并且具有很寬的視場角，更確切地說，涉及用于適合于與電子內(nèi)窺鏡合用的內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)。
日本專利公開平成2-176612號公報所公開的一種透鏡系統(tǒng)作為用于內(nèi)窺鏡的緊湊的物鏡系統(tǒng)的常規(guī)的例子是公知的。此一常規(guī)的例子具有圖27中所示的構(gòu)成，其中該物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)起的順序，包括一個作為平面平行防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個孔徑欄S，一個第2平凸透鏡部件L2和一個第3平凸透鏡部件L3。
美國專利№4858002所公開的一種透鏡系統(tǒng)作為另一個常規(guī)的例子是公知的。此一常規(guī)的例子具有圖28中所示的構(gòu)成，其中該透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個孔徑欄S，一個第1彎月形透鏡部件L1以及一個第2平凸或彎月形透鏡部件L2。
此外，日本專利公開昭和64-33516號公報所公開的一種透鏡系統(tǒng)作為又一個常規(guī)的例子是公知的。此一常規(guī)的例子具有與日本專利公開平成2-176612號公報所公開的透鏡系統(tǒng)的構(gòu)成類似的構(gòu)成并且如圖29中所示包括一個布置在透鏡系統(tǒng)之后的紅外吸收濾光鏡(顏色修正濾光鏡)。具體地說，該透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個孔徑欄S，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個紅外吸收濾光鏡F。
一個用于電子內(nèi)窺鏡之類的CCD在紅外區(qū)具有靈敏度。因而必須把一個紅外吸收濾光鏡插入一個用于為了提高顏色復(fù)現(xiàn)性而使用一個CCD的電子內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)中。
日本專利公開平成2-176612號公報和美國專利№4858002公開了使用CCD作為攝像機(jī)構(gòu)的透鏡系統(tǒng)，但是沒有提到紅外吸收濾光鏡。
此外，日本專利公開昭和64-33516號公報公開了一種透鏡系統(tǒng)，其中布置了一個紅外吸收濾光鏡F，但是沒有描述為了在明顯有限的空間和自由度內(nèi)有效地布置紅外吸收濾光鏡而對透鏡系統(tǒng)要求的條件。更具體地說，如圖29中所示該紅外吸收濾光鏡F布置在第3透鏡部件L3與CCD之間，但是在此一情況下第3透鏡部件L3無法加工，因為它具有很小的邊緣厚度。雖然在紅外吸收濾光鏡在孔徑欄之前的情況下沒有約束強(qiáng)加于透鏡系統(tǒng)，但是在此一情況下需要布置在此一位置的防護(hù)玻璃罩板將會有很大的外徑。此外，在像的中心位置和邊緣位置之間濾光器中的光路長度是不同的，因此容易產(chǎn)生顏色不均勻性。
通常使用具有0.5mm到2mm的厚度的紅外吸收濾光鏡，甚至對于緊湊的CCD這也保持不變。因此，用于紅外吸收濾光鏡的空間是狹小的，因為透鏡系統(tǒng)使用一個更加緊湊的CCD。為了防止由紅外半導(dǎo)體激光束，該紅外半導(dǎo)體激光束具有用于醫(yī)學(xué)處理的高輸出，產(chǎn)生閃爍，最好是例如盡可能厚的紅外吸收濾光鏡，從而使得必須留出一個大空間。
此外，由日本專利公開平成2-176612號公報和美國專利№4858002所公開的常規(guī)的例子具有不那么大的視場角而且這些公報沒有描述任何修正橫向色相差，該橫向色相差在具有超過120°的明顯較大的視場角的物鏡系統(tǒng)中是成問題的方法。
本發(fā)明的目的在于，提供一種物鏡系統(tǒng)，該物鏡系統(tǒng)不因為布置電子內(nèi)窺鏡所需要的紅外吸收濾光鏡而變大，具有明顯較大的視場角并有利地修正橫向色相差。
該用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，它，按從物體側(cè)的順序，包括一個具有零折射率(no refractive power)的第1透鏡部件，一個第2透鏡部件以及一個第3透鏡部件，在于，該第2透鏡部件具有一個朝像側(cè)凸出的像側(cè)表面，以及在于，該第3透鏡部件具有一個朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面并滿足以下條件(1)(1)3＜r3F/D3＜10式中參考符號r3F代表在該第3透鏡部件的物體側(cè)表面上的曲率半徑而參考符號D3代表該第3透鏡部件的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，它，按從物體側(cè)的順序，包括一個具有負(fù)折射率(negative refractive power)的第1透鏡部件，一個第2透鏡部件以及一個第3透鏡部件，在于，該第2透鏡部件具有一個朝像側(cè)凸出的象側(cè)表面，以及在于，該第3透鏡部件具有一個朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面并滿足以下條件(1-1)(1-1)4.37＜r3F/D3＜10

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第1實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第2實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第3實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第4實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第5實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第6實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第7實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第8實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第9實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第10實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第11實施例的構(gòu)成的剖視圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第12實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第13實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第14實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第15實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第16實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第17實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第18實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖19是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第19實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖20是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第20實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖21是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第21實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖22是表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的第22實施例的構(gòu)成的剖視圖；圖23是表示第1實施例的像差特性的圖；圖24是表示來自常規(guī)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的出射光的狀態(tài)的剖視圖；圖25是表示來自根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的出射光的狀態(tài)的剖視圖；圖26是光學(xué)玻璃材料的分布圖；圖27是表示一種常規(guī)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的構(gòu)成的剖視圖28是表示另一種常規(guī)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的構(gòu)成的剖視圖；以及圖29是表示又一種常規(guī)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的構(gòu)成的剖視圖。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)具有例如圖1中所示的構(gòu)成，而且其特征在于，它，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板(具有零折射率)的第1透鏡部件L1，一個孔徑欄S，一個第2平凸透鏡部件L2，一個第3平凸透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，該物鏡系統(tǒng)的特征在于，該第3透鏡部件L3滿足以下條件(1)(1)3＜r3F/D3＜10式中參考符號r3F代表在該第3透鏡部件的物體側(cè)表面上的曲率半徑而參考符號D3代表該第3透鏡部件的厚度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的特征在于，它，例如按如圖1中所示從物體側(cè)的順序，包括一個第1透鏡部件L1(具有負(fù)折射率)，一個孔徑欄S，一個第2平凸透鏡部件L2，一個第3平凸透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C，以及在于，該第3透鏡部件L3滿足以下條件(1-1)(1-1)4.37＜r3F/D3＜10條件(1)或(1-1)是為了把紅外吸收濾光鏡布置在第3透鏡部件與CCD防護(hù)玻璃罩板之間而要求的。為了把紅外吸收濾光鏡布置在第3透鏡部件與CCD防護(hù)玻璃罩板之間，把第3透鏡部件弄薄就可以了。然而，當(dāng)?shù)?透鏡部件具有小壁厚時，透鏡部件具有不足以加工的邊緣厚度。因而，本發(fā)明為第3透鏡部件的物體側(cè)表面選擇大的曲率半徑，致使該透鏡部件具有大的邊緣厚度。此外，本發(fā)明通過降低遠(yuǎn)心狀態(tài)為出射主光線選擇大的傾角，致使該第3透鏡部件具有小的外徑和所需的邊緣厚度。另一方面，一種常規(guī)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)是一種遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)如圖24中所示允許主光線以小的傾角θ出射。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)如圖25中所示被構(gòu)成為允許主光線以大的傾角θ出射。
最好是，出射主光線的傾角θ被確定成這樣一個值，在該值下向最大像高度傳播的上軸外光線U與光軸O平行，或者一個更大的值，可取的是確定成8°以上，更可取的是確定成10°以上。當(dāng)出射主光線以大約25°以下范圍內(nèi)的一個傾角θ出射時，有可能通過使用單片式有機(jī)濾色鏡CCD或者帶有微透鏡的CCD來防止陰影。
如果r3F/D3具有不大于條件(1)的下限3或者條件(1-1)的下限4.37的值，將不可能布置一個足夠厚的紅外吸收濾光鏡。在條件(1)中不小于4的r3F/D3值是最好的，因為這樣一個值使得有可能布置一個足夠厚的紅外吸收濾光鏡。如果r3F/D3的值具有不小于條件(1)或條件(1-1)的上限10的值，則該第2透鏡部件將會具有不夠的邊緣厚度并且無法加工或者該第2透鏡部件的折射率不夠而出射主光線將會具有大的傾角，從而允許產(chǎn)生陰影。
此外，最好是根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)滿足以下條件(2)(2)D23/f＜0.15式中參考符號D23代表第2透鏡部件與第3透鏡部件之間的距離，而參考符號f代表整個物鏡系統(tǒng)的焦距。
條件(2)是為了進(jìn)一步加大第3透鏡部件之后的空間并抑制弧矢像面的像場彎曲而要求的。
如果超過條件(2)的0.15的上限，則將不可能在第3透鏡部件之后留出足夠的空間。此外，如果超過該上限，則特別是當(dāng)物鏡系統(tǒng)具有超過120°的寬視場角時像場彎曲將會比較明顯。更希望把條件(2)的上限修改成0.12或者滿足以下條件(2-1)(2-1)D23/f＜0.12此外，最好是根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)除了條件(1)之外還滿足以下條件(3)(3)2.0＜f3/f＜5式中參考符號f3代表第3透鏡部件的焦距。
如果超過條件(3)的2.0的下限，則出射主光線將會具有小的傾角，從而不希望地加大第3透鏡部件的外徑。一個不小于2.5的f3/f值是可取的，因為它使得有可能縮小第3透鏡部件的外徑。如果超過條件(3)的5的上限，則出射主光線將會具有大的傾角，從而不希望地允許產(chǎn)生顏色陰影。
當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)中第2透鏡部件的物體側(cè)表面例如像下文述及的第8實施例(圖8)中那樣被構(gòu)成為凹形面時，最好是滿足以下條件(4)(4)0.3＜f3/f2＜0.7式中參考符號f2代表第2透鏡部件的焦距。
條件(4)是為了加長后焦距，從而在第3透鏡部件之后留出較大的空間而要求的。如果超過條件(4)的0.3的下限，則第3透鏡部件將會具有很強(qiáng)的折射率，從而具有大的外徑。相反，如果超過條件(4)的0.7的上限，則將不可能留出足夠的后焦距。
此外，更希望把條件(4)的上限修改成0.65或者滿足以下條件(4-1)(4-1)0.3＜f3/f2＜0.65最好是例如像下文述及的第1實施例(圖1)中那樣，通過改變在第3透鏡部件之后留出的空氣間隔來調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)的焦距狀態(tài)。
調(diào)整具有圖1之類中所示的構(gòu)成的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)的焦距狀態(tài)的常規(guī)的做法是，多半通過改變在第2透鏡部件與第2透鏡部件之間留出的空氣間隔。然而，這樣一種焦距狀態(tài)調(diào)整方法是不可取的，因為該方法允許視場角通過移動透鏡部件而變化。此外，從留出布置濾光鏡的空間和修正像場彎曲的角度來說，該方法是不可取的，因為該方法把焦點移動一段與透鏡部件的移動距離相比要短的距離，從而需要在第2透鏡部件與第3透鏡部件之間有大的空氣間隔。
根據(jù)本發(fā)明的具有另一種第2種構(gòu)成的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，它，按從物體側(cè)的順序，包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件，一個第2透鏡部件和一個第3透鏡部件，在于該第2透鏡部件具有平面物體側(cè)表面和朝物體側(cè)凸出的像側(cè)表面，在于該第3透鏡部件具有朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面，以及在于該物鏡系統(tǒng)滿足以下條件(5)(5)v＞45式中參考符號v代表第2透鏡部件或第3透鏡部件的阿貝數(shù)。
日本專利公開平成2-176612號公報所公開的球面物鏡系統(tǒng)當(dāng)該透鏡系統(tǒng)具有120°以上的寬視場角時具有不大于41的阿貝數(shù)并且明顯地產(chǎn)生橫向色相差。
條件(5)是為了抑制橫向色相差而要求的?？扇〉氖鞘褂锰貏e是落在圖26中所示的玻璃分布圖的A區(qū)中的玻璃材料。對于根據(jù)本發(fā)明的透鏡系統(tǒng)，更可取的是使用落在圖26中所示的B區(qū)中的玻璃材料，因為該玻璃材料防止匹茲伐和這樣大。
圖26是通過在直接從Ohara有限公司的樣本引用的一張圖上描繪A、B和C區(qū)而繪制的。
由于橫向色相差主要是由第3透鏡部件產(chǎn)生的，所以特別希望第3透鏡部件滿足條件(5)。
出于上面已經(jīng)說過的同樣的理由，根據(jù)本發(fā)明的具有第2構(gòu)成的物鏡系統(tǒng)最好是還滿足上面提到的條件(2)和(3)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的具有第3種構(gòu)成的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其特征在于，它，按從物體側(cè)的順序，包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件，一個具有朝物體側(cè)凹入的物體側(cè)表面和朝像側(cè)凸出的像側(cè)表面的第2透鏡部件，以及一個具有朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面的第3透鏡部件并滿足以下條件(5-1)(5-1)v＞53美國專利№4858002所公開的物鏡系統(tǒng)具有不大于50的阿貝數(shù)并且當(dāng)該透鏡系統(tǒng)具有120°以上的寬視場角時產(chǎn)生明顯的橫向色相差。
根據(jù)本發(fā)明的具有第3種構(gòu)成的物鏡系統(tǒng)滿足條件(5-1)并因而能夠通過它被構(gòu)成為具有不小于120°的寬視場角而有利地修正橫向色相差。最好是對于任何一個透鏡部件使用落在圖26中所示的玻璃分布圖的C區(qū)中的玻璃材料。更希望使用落在B區(qū)中的玻璃材料，該玻璃材料具有更高的折射率并能防止匹茲伐和不這樣大。
由于橫向色相差主要是由上述物鏡系統(tǒng)中的第3透鏡部件產(chǎn)生的，所以對于該第3透鏡部件更希望使用滿足條件(5-1)的玻璃材料。當(dāng)這樣一種玻璃材料用于第3透鏡部件時，出于上述理由最好是同時滿足條件(2)和(3)。
現(xiàn)在，將在下面作為本發(fā)明的實施例描述數(shù)值數(shù)據(jù)。
第1實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.710，IH＝0.969，物體距離＝8.847，2ω＝133.0°r1＝∞d1＝0.2359n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝0.9008n2＝1.72916v2＝54.68r3＝-1.1194d3＝0.0590r4＝2.0113d4＝0.5898n3＝1.72916v3＝54.68r5＝∞d5＝0.1699r6＝∞d6＝0.5898n4＝1.49400v4＝75.00r7＝∞d7＝0.2632n5＝1.52287v5＝59.89r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.059，f3/f＝2.758，r3F/D3＝3.410
第2實施例f＝1.000，F(xiàn)/5.000，IH＝1.023，物體距離＝10.006，2ω＝132.7°r1＝∞d1＝0.2668n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝0.7691n2＝1.72916v2＝54.68r3＝-0.9924d3＝0.0334r4＝3.2475d4＝0.3570n3＝1.88300v3＝40.76r5＝∞d5＝0.2001r6＝∞d6＝0.6671n4＝1.49400v4＝75.00r7＝∞d7＝0.3638n5＝1.49700v5＝81.54r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.033，f3/f＝3.678，r3F/D3＝9.096第3實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.739，IH＝0.993，物體距離＝9.062，2ω＝132.9°r1＝∞d1＝0.2416n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞d2＝0.0181r3＝∞(光欄)d3＝0.9666n2＝1.51400v2＝75.00
r4＝-0.8271d4＝0.0604r5＝2.2450d5＝0.6041n3＝1.88300v3＝40.76r6＝∞d6＝0.1812r7＝∞d7＝0.6041n4＝1.51633v4＝64.15r8＝∞d8＝0.2655n5＝1.52287v5＝59.89d9＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.060，f3/f＝2.543，r3F/D3＝3.716第4實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.313，IH＝0.888，物體距離＝8.686，2ω＝107.5°r1＝∞d1＝0.2316n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝0.6944n2＝1.51400v2＝75.00r3＝-0.6949d3＝0.1452r4＝1.7627d4＝0.5791n3＝1.51400v3＝75.00r5＝∞d5＝0.9432n4＝1.49700v4＝81.54r6＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.145，f3/f＝3.429，r3F/D3＝3.044
第5實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.619，IH＝0.988，物體距離＝6.015，2ω＝132.5°r1＝∞d1＝0.2406n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝1.0596n2＝1.88300v2＝40.76r3＝-1.3463d3＝0.0629r4＝2.4601d4＝0.3765n3＝1.88300v3＝40.76r5＝∞d5＝0.1203r6＝∞d6＝0.9623n4＝1.51400v4＝75.00r7＝∞d7＝0.2689n5＝1.52287v5＝59.89r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.063，f3/f＝2.786，r3F/D3＝6.535第6實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.823，IH＝0.957，物體距離＝10.463，2ω＝133.3°r1＝∞d1＝0.3375n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝0.9695n2＝1.88300v2＝40.76r3＝-1.4018d3＝0.0773
r4＝2.2698d4＝0.4934n3＝1.88300v3＝40.76r5＝∞d5＝0.8438n4＝1.49400v4＝75.00r6＝∞d6＝0.3385n5＝1.52287v5＝59.89r7＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.077，f3/f＝2.571，r3F/D3＝4.601第7實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.622，IH＝0.936，物體距離＝8.542，2ω＝132.9°r1＝∞d1＝0.3417n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝1.0146n2＝1.72916v2＝54.68r3＝-1.2730d3＝0.0285r4＝2.0331d4＝0.4481n3＝1.88300v3＝40.76r5＝∞d5＝0.1139r6＝∞d6＝0.9111n4＝1.51400v4＝75.00r7＝∞d7＝0.2278n5＝1.52287v5＝59.89r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.028，f3/f＝2.302，r3F/D3＝4.537
第8實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.876，IH＝0.804，物體距離＝13.652，2ω＝114.0°r1＝∞d1＝0.3034n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.0758r3＝-1.0182(光欄)d3＝0.0015r4＝-1.0182d4＝0.6962n2＝1.88300v2＝40.78r5＝-0.9859d5＝0.0758r6＝1.6728d6＝0.4968n3＝1.88300v3＝40.76r7＝∞d7＝0.0455r8＝∞d8＝0.6068n4＝1.51400v4＝75.00r9＝∞d9＝0.0455r10＝∞d10＝0.9331n5＝1.51633v5＝64.15r11＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.076，f3/f＝1.894，r3F/D3＝3.367，f3/f2＝0.6第9實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.994，IH＝1.014，物體距離＝11.089，2ω＝133.1°
r1＝∞d1＝0.3577n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞d2＝0.0300r3＝∞d3＝0.5366n2＝1.51400v2＝75.00r4＝∞(光欄)d4＝0.8943n3＝1.51400v3＝75.00r5＝-0.7414d5＝0.0894r6＝2.2296d6＝1.2965n4＝1.72916v4＝54.68r7＝∞d7＝0.4211n5＝1.52287v5＝59.89r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.089，f3/f＝3.058，r3F/D3＝1.720，h1/h2＝1.44第10實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.393，IH＝0.984，物體距離＝8.986，2ω＝140.0°r1＝∞d1＝0.3595n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞(光欄)d2＝0.9224n2＝1.77250v2＝49.60r3＝-1.1929d3＝0.1498r4＝1.9795d4＝1.8019n3＝1.77250v3＝49.60r5＝∞
D23/f＝0.150，f3/f＝2.562，r3F/D3＝1.099第11實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.542，IH＝1.034，物體距離＝9.436，2ω＝133.1°r1＝∞d1＝0.2516n1＝1.51633v1＝64.15r2＝(光欄)d2＝0.8965n2＝1.72916v2＝54.68r3＝-0.9080d3＝0.2454r4＝2.0950d4＝1.0065n3＝1.51400v3＝75.00r5＝∞d5＝0.3762n4＝1.52287v4＝59.89r6＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.245，f3/f＝4.076，r3F/D3＝2.081第12實施例f＝1.000，F(xiàn)/4.805，IH＝1.036，物體距離＝9.461，2ω＝133.1°r1＝∞d1＝0.2523n1＝1.51633v1＝64.15r2＝∞d2＝0.6307n2＝1.49400v2＝75.00r3＝∞(光欄)d3＝0.9508n3＝1.72916v3＝54.68r4＝-0.9681d4＝0.3663
r5＝2.1392d5＝1.1432n4＝1.72916v4＝54.68r6＝∞d6＝0.2526n5＝1.52287v5＝59.89r7＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.366，f3/f＝2.934，r3F/D3＝1.871，h1/h2＝1.33第13實施例f＝1.000，F(xiàn)/7.033，IH＝1.043，物體距離＝8.757，2ω＝139.7°r1＝∞d1＝0.4947n1＝1.78600v1＝45.00r2＝∞(光欄)d2＝0.0080r3＝∞d3＝0.9663n2＝1.83900v2＝43.00r4＝-1.0793d4＝0.2971r5＝1.7722d5＝0.8843n3＝1.51300v3＝70.00r6＝∞d6＝0.1996n4＝1.60900v4＝60.00r7＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.297，f3/f＝3.455，r3F/D3＝2.004第14實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.815，IH＝0.817，物體距離＝13.870，2ω＝114.0°r1＝∞
d1＝0.3082n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.0771r3＝-1.1131(光欄)d3＝0.0015r4＝-1.1131d4＝0.7062n2＝1.88300v2＝40.78r5＝-0.8868d5＝0.0771r6＝1.2909d6＝0.8524n3＝1.51400v3＝75.00r7＝∞d7＝0.0424r8＝∞d8＝1.1021n4＝1.51633v4＝64.15r9＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.077，f3/f＝2.512，r3F/D3＝1.514第15實施例f＝1.000，F(xiàn)/5.000，IH＝0.882，物體距離＝14.982，2ω＝114.0°r1＝∞d1＝0.3329n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞(光欄)d2＝0.0500r3＝-1.3220d3＝0.7728n2＝1.88300v2＝40.78r4＝-0.8387d4＝0.0832
r5＝∞d5＝0.8977n3＝1.51400vv3＝75.00r6＝-1.2889d6＝0.2000r7＝∞d7＝1.0395n4＝1.51633v4＝64.15r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.083，f3/f＝2.508，r3F/D3＝∞第16實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.830，IH＝0.813，物體距離＝13.814，2ω＝114.0°r1＝∞d1＝0.3070n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.1074r3＝-0.8597(光欄)d3＝0.0015r4＝-0.8597d4＝0.5457n2＝1.88300v2＝40.78r5＝-0.8126d5＝0.1381r6＝1.4708d6＝0.5542n3＝1.72916v3＝54.68r7＝∞d7＝0.0460r8＝∞d8＝0.4605n4＝1.51400v4＝75.00r9＝∞
d9＝0.2275r10＝∞d10＝0.6139n5＝1.51633v5＝64.15r11＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.138，f3/f＝2.017，r3F/D3＝2.654第17實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.846，IH＝0.757，物體距離＝12.850，2ω＝100.0°r1＝∞d1＝0.2856n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.0714r3＝-1.1205(光欄)d3＝0.0014r4＝-1.1205d4＝0.6819n2＝1.51400v2＝75.00r5＝-0.6343d5＝0.0714r6＝1.2501d6＝0.7680n3＝1.51400v3＝75.00r7＝∞d7＝0.0680r8＝∞d8＝1.0210n4＝1.51633v4＝64.15r9＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.071，f3/f＝2.432，r3F/D3＝1.628第18實施例
f＝1.000，F(xiàn)/3.840，IH＝0.847，物體距離＝10.165，2ω＝113.0°r1＝∞d1＝0.3388n1＝1.51633v1＝64.15r2＝1.3128d2＝0.1762r3＝∞(光欄)d3＝1.0807n2＝1.88300v2＝40.78r4＝-1.0778d4＝0.0957r5＝3.2709d5＝0.6702n3＝1.88300v3＝40.78r6＝∞d6＝0.0508r7＝∞d7＝0.6777n4＝1.51400v4＝75.00r8＝∞d8＝0.7198n5＝1.51633v5＝64.15r9＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.096，f3/f＝3.704，r3F/D3＝4.880第19實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.868，IH＝0.782，物體距離＝13.273，2ω＝113.3°r1＝∞d1＝0.2950n1＝1.76820v1＝72.79r2＝∞d2＝0.1032r3＝-1.7041
d3＝0.4235n2＝1.88300v2＝40.78r4＝∞d4＝0.0442r5＝∞(光欄)d5＝0.6362n3＝1.72916v3＝54.68r6＝-1.1005d6＝0.0737r7＝1.8071d7＝0.4135n4＝1.88300v4＝40.78r8＝∞d8＝0.0442r9＝∞d9＝0.5899n5＝1.51400v5＝75.00r10＝∞d10＝0.0442r11＝∞d11＝1.0324n6＝1.51633v6＝64.15r12＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.074，f3/f＝2.047，r3F/D3＝4.370第20實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.920，IH＝0.773，物體距離＝13.118，2ω＝112.9°r1＝∞d1＝0.2915n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.1020r3＝-1.9878d3＝0.5186n2＝1.88300v2＝40.78
r4＝∞d4＝0.0437r5＝∞(光欄)d5＝0.6618n3＝1.51400v3＝75.00r6＝-0.8693d6＝0.0729r7＝1.7690d7＝0.6301n4＝1.88300v4＝40.78r8＝∞d8＝0.3037r9＝∞d9＝1.1342n5＝1.51633v5＝64.15r10＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.073，f3/f＝2.003，r3F/D3＝2.807第21實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.896，IH＝0.847，物體距離＝14.387，2ω＝112.8°r1＝∞d1＝0.3996n1＝1.88300v1＝40.78r2＝1.1168d2＝0.0959r3＝∞(光欄)d3＝0.7541n2＝1.88300v2＝40.78r4＝-0.8091d4＝0.0799r5＝∞d5＝0.9037n3＝1.51400v3＝75.00r6＝-1.7050
d6＝0.1987r7＝∞d7＝1.1675n4＝1.51633v4＝64.15r8＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.080，f3/f＝3.317第22實施例f＝1.000，F(xiàn)/3.808，IH＝0.817，物體距離＝13.866，2ω＝114.4°r1＝∞d1＝0.3081n1＝1.76820v1＝71.79r2＝∞d2＝0.1078r3＝-1.6545d3＝0.4361n2＝1.88300v2＝40.78r4＝∞d4＝0.0462r5＝∞(光欄)d5＝0.6072n3＝1.88300v3＝40.78r6＝-1.0751d6＝0.0770r7＝∞d7＝0.8216n4＝1.51400v4＝75.00r8＝-1.1202d8＝0.3081r9＝∞d9＝1.1252n5＝1.51633v5＝64.15r10＝∞D(zhuǎn)23/f＝0.077，f3/f＝2.179
式中參考符號r1，r2，...代表各透鏡部件的表面上的曲率半徑，參考符號d1，d2，...代表各透鏡部件的厚度和它們之間留出的空氣間隔，參考符號n1，n2，...代表各透鏡部件的折射率，以及參考符號v1，v2，...代表各透鏡部件的阿貝數(shù)。
第1實施例具有圖1中所示的構(gòu)成，其中物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，在第1透鏡部件L1的像側(cè)布置一個孔徑欄S。該孔徑欄是通過例如沉積鉻之類的金屬，印刷黑漆或者粘接一個薄金屬片來形成的。此外，第1透鏡部件L1和第2透鏡部件L2彼此粘接。
第2透鏡部件L2和第3透鏡部件L3具有相同的直徑并固定于一個透鏡鏡筒1。此外，紅外吸收濾光鏡F粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C，而濾光鏡F和防護(hù)玻璃罩板C固定于CCD框架2。該物鏡系統(tǒng)被構(gòu)成為通過彼此相對移動透鏡鏡筒1和CCD框架2來調(diào)整其焦距狀態(tài)。換句話說，該物鏡系統(tǒng)通過改變在第3透鏡部件L3與濾光鏡F之間留出的空氣間隔來調(diào)整其焦距狀態(tài)。
第1實施例被構(gòu)成為允許主光線以大傾角出射并使用具有像高左右或更小的外徑的第3透鏡部件，從而能夠通過彼此相對移動透鏡鏡筒1和CCD框架2來調(diào)整焦距狀態(tài)。此外，透鏡鏡筒1與CCD框架2之間的配合長度長，從而減少此一構(gòu)成中的咔噠聲。
第1實施例滿足條件(1)、(2)、(3)和(5)。
第1實施例的像差狀態(tài)示于圖23。
第2實施例具有圖2中所示的構(gòu)成，并且像第1實施例那樣，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C，在第1透鏡部件L1的像側(cè)表面上布置一個孔徑欄S。作為第2實施例提出的用于內(nèi)窺鏡的透鏡系統(tǒng)滿足條件(1)、(2)、(3)和(5)。
作為第2實施例提出的透鏡系統(tǒng)附著于像如圖1中所示的第1實施例那樣的透鏡鏡筒。此外，第2實施例的焦距狀態(tài)可以用該透鏡鏡筒和一個CCD框架來調(diào)整。
第3實施例具有圖3中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個CCD固定玻璃板G以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，在第2透鏡部件L2的物體側(cè)表面上布置一個孔徑欄S。
作為第3實施例提出的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)滿足條件(1)、(2)、(3)和(5)。
在作為第3實施例提出的透鏡系統(tǒng)中，第2透鏡部件L2和第3透鏡部件L3固定于透鏡鏡筒1。此外，CCD固定玻璃板G粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C而且這些構(gòu)件也插入透鏡鏡筒1。該透鏡系統(tǒng)的焦距狀態(tài)可以通過在透鏡鏡筒1中沿著兩個方向移動CCD固定玻璃板G來調(diào)整并在調(diào)整之后用粘接劑5來固定CCD固定玻璃板G。
CCD防護(hù)玻璃罩板C不是圓形的而是在大多數(shù)情況下具有與CCD的攝像區(qū)的形狀相匹配的矩形形狀。因此，CCD防護(hù)玻璃罩板C可以很容易地通過預(yù)先以與攝像區(qū)對中的狀態(tài)把圓形的CCD固定玻璃板G粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C并把CCD固定玻璃板G固定于透鏡鏡筒1來組裝。
作為第1實施例提出的透鏡系統(tǒng)使用紅外吸收濾光鏡F，該紅外吸收濾光鏡還作為CCD固定玻璃板使用。然而，由于紅外吸收濾光鏡是由比普通玻璃材料要軟的玻璃材料制成的而且在其表面上很容易被劃傷，所以把紅外吸收濾光鏡布置在靠近像表面的位置，在那里光束薄而且會在物體像上形成劃痕的像，是不可取的。
作為第3實施例提出的透鏡系統(tǒng)使用玻璃材料在布置在光欄附近，在那里光束較厚而且即使透鏡部件被劃傷像也不受影響，的透鏡部件上形成紅外吸收濾光鏡。
在第3實施例中，第1透鏡部件L1固定于可以對透鏡鏡筒1裝拆的框架3。
一般來說，內(nèi)窺鏡探頭的表面是最容易損壞的部分，因為在它被插入階段它經(jīng)常與外界接觸或碰撞。
在第3實施例中，容易損壞的第1透鏡部件L1與透鏡鏡筒分別構(gòu)成，致使第1透鏡部件L1很容易更換。雖然普通的防反射涂層可以布置在第1透鏡部件L1的像側(cè)表面上，但是該像側(cè)表面可以用一個薄膜來覆蓋，該薄膜反射用于激光處理的半導(dǎo)體激光或YAG激光。此外，可以準(zhǔn)備若干種防護(hù)玻璃罩板，致使防護(hù)玻璃罩板可以根據(jù)具有不同的波長的激光彼此替換。
為了提高防止損壞的效果，最好是用藍(lán)寶石之類的硬玻璃材料來構(gòu)成防護(hù)玻璃罩板。
在下文述及的第8、第14、第15、第16、第17、第19、第20和第22實施例中，第1透鏡部件L1由藍(lán)寶石構(gòu)成。通過把藍(lán)寶石用于布置在物體側(cè)的光學(xué)構(gòu)件(第1透鏡部件L1)可以得到防止損壞的效果。
第4實施例具有圖4中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。作為第4實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(1)、(2)、(3)和(5)。在第4實施例中，第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2而第3透鏡部件L3粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，第2透鏡部件L2和第3透鏡部件L3由紅外吸收濾光鏡的材料制成。
第5實施例，按圖5中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。
作為第5實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(1)、(2)和(3)。
在第5實施例中，第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2而紅外吸收濾光鏡F粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。
第6實施例是一種具有圖6中所示的構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，或者，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C，而且滿足條件(1)、(2)和(3)。此外，第6實施例包括一個第1組件B1和一個第2組件B2第1組件B1通過把第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2來構(gòu)成，而第2部件B2通過把具有圓形外周形狀的紅外吸收濾光鏡F粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C以便紅外吸收濾光鏡F與CCD防護(hù)玻璃罩板C的攝像區(qū)對中而構(gòu)成。
此外，具有圓形外周形狀的紅外吸收濾光鏡F具有與第3透鏡部件L3的外徑相同的外徑，而且第3透鏡部件L3也通過把紅外吸收濾光鏡F與CCD防護(hù)玻璃罩板C的組件中的該濾光鏡F粘接于第3透鏡部件L3使它們的外周彼此匹配而被設(shè)定成與攝像區(qū)對中的狀態(tài)。
在本發(fā)明的每個實施例中，CCD主體布置在CCD防護(hù)玻璃罩板的物體側(cè)。
在第6實施例中，第1組件B1布置在透鏡鏡筒1中，致使第2透鏡部件L2的像側(cè)表面被支撐而第2組件B2布置在透鏡鏡筒1中，致使CCD防護(hù)玻璃罩板C的物體側(cè)表面被支撐。因此，第3透鏡部件L3和紅外吸收濾光鏡F的厚度中的誤差可以用在第2透鏡部件L2與第3透鏡部件L3之間留出的空氣間隔來消除。
焦點中的誤差構(gòu)成表面上的曲率半徑中的誤差和空氣間隔中的誤差，其中第3透鏡部件之后的空氣間隔中的誤差與焦點中的誤差直接相關(guān)并構(gòu)成一大原因。
具有上述構(gòu)成的第6實施例把焦點中的誤差的主要原因僅局限于CCD防護(hù)玻璃罩板C的厚度中的誤差并且即使沒有焦點調(diào)整也不會給實際使用帶來問題。結(jié)果，第6實施例允許用于焦點調(diào)整的空間被用作布置紅外吸收濾光鏡的空間，從而省略在組裝階段的調(diào)整程序。
第7實施例具有圖7中所示的構(gòu)成并且類似于第5實施例。具體地說，第7實施例，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2而濾光鏡F粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。
作為第7實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(1)、(2)和(5)。
具有類似于第6實施例的構(gòu)成的第8實施例，按圖8中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C在第2透鏡部件L2的凹形物體側(cè)表面上布置一個孔徑欄S。第8實施例滿足條件(1)、(2)和(4)。
像上述第6實施例那樣，第8實施例具有一種構(gòu)成，其中一個第1組件B1和一個第2組件B2固定于透鏡鏡筒1，從而第8實施例不需要焦距調(diào)整。第8實施例使用凹形表面作為第2透鏡部件L2的物體側(cè)表面并被構(gòu)成為通過滿足條件(4)而留出長的后焦距。此外，把孔徑欄S用于第2透鏡部件L2的凹形物體側(cè)表面的第8實施例使得彗形像差比其中孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1上的透鏡系統(tǒng)更容易修正。由于第2透鏡部件L2的平表面上的錯誤加工不引起孔徑欄的位置中的誤差，所以第8實施例特別允許像在邊緣部分退化。
此外，薄金屬閃爍光欄FS1和FS2分別布置在第8實施例的第2組件B2中的第3透鏡部件L3與紅外吸收濾光鏡F之間和紅外吸收濾光鏡F與CCD防護(hù)玻璃罩板C之間，致使有害光線被這些閃爍光欄FS1和FS2截斷。此外，在第3透鏡部件L3的像側(cè)表面和紅外吸收濾光鏡F和CCD防護(hù)玻璃罩板C的表面上形成激光截斷涂層以便截斷從用于激光處理的激光產(chǎn)生的閃爍。此外，有可能通過在紅外吸收濾光鏡F的兩側(cè)布置兩個相同種類的涂層充分地截斷激光，從而用紅外吸收濾光鏡F來吸收多重反射光線。
上面作為常規(guī)的例子提到的美國專利№4858002所公開的透鏡系統(tǒng)沒有使用防護(hù)玻璃罩板而且在此一常規(guī)的例子中的第1透鏡部件的物體側(cè)表面被構(gòu)成為凹形表面，異物很容易附著于該凹形表面。當(dāng)異物附著于透鏡表面時，異物的像在像表面上形成，不利于觀察。因而最好是像第8實施例這樣在物體側(cè)布置作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件。此一防護(hù)玻璃罩板可以像第3實施例中那樣構(gòu)成為單獨的構(gòu)件。
第9實施例，按圖9中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個紅外吸收濾光鏡F，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。作為第9實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(2)、(3)和(5)。
第9實施例包括一個第1組件B1和一個第2組件B2第1組件B1包括一個孔徑欄S和第2透鏡部件L2；而第2組件B2具有一種構(gòu)成，其中圓形的第3透鏡部件L3與攝像區(qū)對中并且粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，第2透鏡部件L2由用來構(gòu)成紅外吸收濾光鏡的材料制成。
此外，第1組件B1布置在透鏡鏡筒中，致使第2透鏡部件L2的像側(cè)表面被支撐，而第2組件B2布置在透鏡鏡筒1中，致使僅有與CCD主體的攝像表面的位置相對應(yīng)的表面被支撐。因此，第3透鏡部件L3和CCD防護(hù)玻璃罩板C的厚度中的誤差可以用第2透鏡部件L2與第3透鏡部件L3之間留出的空氣間隔來消除。
第9實施例幾乎沒有引起焦點誤差的原因而且不需要焦距調(diào)整。
在第9實施例中，第1透鏡部件L1，閃爍光欄FS和紅外吸收濾光鏡F組裝在框架3中，該框架可以對透鏡鏡筒1裝拆。此外，紅外吸收濾光鏡F布置在孔徑欄S的物體側(cè)，致使紅外吸收濾光鏡可以通過拆裝框架3與具有不同的厚度或?qū)儆诓煌姆N類的紅外吸收濾光鏡替換。
由于框架3被構(gòu)成為可以裝拆并且配備不同的濾光鏡的各種防護(hù)玻璃罩濾光鏡根據(jù)具有不同的光譜特性的各種光源互換使用，所以第9實施例能夠始終保持最佳的顏色復(fù)現(xiàn)性并切割成沒有失效激光，后者在光譜特性和輸出能級上是不同的。
在其中紅外吸收濾光鏡F布置在孔徑欄S之前的第9實施例中，光線在第1表面上是高的，從而第1透鏡部件L1具有大外徑。為了防止第1透鏡部件L1具有大外徑，最好是滿足以下條件(7)
(7)|h1/h2|＜1.5式中參考符號h1代表主光線在第1透鏡部件L1的物體側(cè)表面上的高度而參考符號h2代表主光線在第2透鏡部件L2的像側(cè)表面上的高度。
如果超過條件(7)的1.5的上限，則第1透鏡部件將會具有明顯大的外徑，從而不利地加大內(nèi)窺鏡探頭的外徑。
第10實施例具有圖10中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個光欄S，一個第2透鏡部件L2以及一個第3透鏡部件L3第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2。
作為第10實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(5)、(2)和(3)。
第11實施例具有圖11中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個光欄S，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2而第3透鏡部件L3粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，第3透鏡部件L3由用于紅外吸收濾光鏡的材料制成。
第11實施例滿足條件(5)和(3)。
第12實施例具有圖12中所示的構(gòu)成，或者，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個紅外吸收濾光鏡F，一個光欄S，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。第1透鏡部件L1、紅外吸收濾光鏡F和第2透鏡部件L2彼此粘接，而第3透鏡部件L3粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C。在第12實施例中，一個孔徑欄S布置在紅外吸收濾光鏡F與第2透鏡部件L2之間。由于紅外吸收濾光鏡布置在光欄附近，或者說在第2透鏡部件L2的物體側(cè)，在那里光束像在第3實施例中那樣是比較厚的，所以第12實施例能夠防止像受到濾光鏡上的灰塵或劃痕的影響。
第12實施例滿足條件(5)和(3)。
第13實施例，按圖13中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C第1透鏡部件L1粘接于第2透鏡部件L2，第3透鏡部件L3粘接于CCD防護(hù)玻璃罩板C，而一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間。
作為第13實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(5)和(3)。
第14實施例，按圖14中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。作為第14實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(6)、(2)和(3)。此外，第3透鏡部件L3由用于紅外吸收濾光鏡的材料制成。通過金屬沉積之類在第2透鏡部件L2的物體側(cè)表面上形成一個孔徑欄S。
在第14實施例中，為有效地修正橫向色相差的第3透鏡部件L3選擇一種具有大阿貝數(shù)并用于紅外吸收濾光鏡的材料，從而第14實施例能夠把橫向色相差抑制到很低的水平。由于具有這樣一個大阿貝數(shù)的玻璃材料通常具有很低的折射率，所以第3透鏡部件L3特別具有很低的折射率和很小的邊緣厚度，從而很難加工。為了解決此一問題，第15實施例被構(gòu)成為滿足條件(2)和(3)，從而具有提高了的加工性。
第15實施例是一種透鏡系統(tǒng)，該透鏡系統(tǒng)，按圖15中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C，并滿足條件(6)、(2)和(3)。
在第15實施例中，一個紅外吸收濾光鏡作為第3透鏡部件L3來構(gòu)成。第3透鏡部件L3具有一個平面的物體側(cè)表面，在該表面上形成激光截斷涂層。因此，第15實施例能夠通過用紅外吸收濾光鏡在此一涂層與攝像表面之間吸收多重反射光線來防止閃爍。
第16實施例具有圖16中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。一個孔徑欄布置在作為第2透鏡部件L2的物體側(cè)表面的凹形表面上，而一個閃爍光欄FS布置在第3透鏡部件L3的像側(cè)表面與紅外吸收濾光鏡F的物體側(cè)表面之間。
作為第16實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(6)和(2)。
第17實施例具有圖17中所示的構(gòu)成，其中透鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序，包括一個作為防護(hù)玻璃罩板的第1透鏡部件L1，一個第2透鏡部件L2，一個第3透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，一個孔徑欄S像在第16實施例中那樣布置在第2透鏡部件L2的凹形物體側(cè)表面上。此外，第3透鏡部件L3由用于紅外吸收濾光鏡的材料制成，以便省略第16實施例中所使用的紅外吸收濾光鏡。
作為第17實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(6)和(3)。
第18實施例是一種透鏡系統(tǒng)，該透鏡系統(tǒng)具有圖18中所示的構(gòu)成并且，按從物體側(cè)的順序，包括一個第1負(fù)透鏡部件L1，一個第2正透鏡部件L2，一個第3正透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間，而一個閃爍光欄FS布置在第3透鏡部件L3與紅外吸收濾光鏡F之間。
作為第18實施例提出的物鏡系統(tǒng)滿足條件(1-1)、(2)和(3)。
為了通過加長物鏡系統(tǒng)中的后焦距來留出長空間以便布置濾光鏡，最好是在孔徑欄附近布置一個負(fù)折射率。第18實施例通過把第1透鏡部件L1的像側(cè)表面布置在孔徑欄附近來加長后焦距。
雖然上述第8實施例被構(gòu)成為通過使用凹形表面作為第2透鏡部件L2的物體側(cè)表面并且把該凹形表面在像側(cè)布置在孔徑欄S附近而具有長后焦距，但是從加工性的角度來說第8實施例是不利的，因為第2透鏡部件L2具有彎月形形狀而兩個表面的曲率半徑具有彼此接近的值，從而需要困難的對中加工。從加工性的角度來說第18實施例是可取的，因為它使用平表面作為第1透鏡部件L1的物體側(cè)。
在第18實施例中，第1透鏡部件L1的像側(cè)表面被構(gòu)成為朝像側(cè)凹入的表面以便如上所述加長后焦距，而且第1透鏡部件L1、第2透鏡部件L2和第3透鏡部件L3中的每一個在一側(cè)有一個平表面，致使即使當(dāng)諸透鏡部件很小時透鏡部件也可以很容易地加工。
第19實施例是一種具有圖19中所示的構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，并且，按從物體側(cè)的順序，包括一個防護(hù)玻璃罩板CG，一個第1負(fù)透鏡部件L1，一個第2正透鏡部件L2，一個第3正透鏡部件L3，一個紅外吸收濾光鏡F以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間，而閃爍光欄FS1、FS2和FS3布置在防護(hù)玻璃罩板CG與第1透鏡部件L1之間，第3透鏡部件L3與紅外吸收濾光鏡F之間，以及紅外吸收濾光鏡F與CCD防護(hù)玻璃罩板C之間。
作為第19實施例提出的物鏡系統(tǒng)滿足條件(1-1)、(2)、(3)和(5)。
第19實施例被構(gòu)成為通過使用凹形表面作為第1透鏡部件L1的物體側(cè)表面并賦予第1透鏡部件L1以負(fù)折射率而具有長后焦距。此外，第1透鏡部件L1、第2透鏡部件L2和第3透鏡部件L3中的每一個在一側(cè)有一個表面被構(gòu)成為平表面，致使諸透鏡部件可以很容易地加工并加工得較小。
作為第18實施例提出的透鏡系統(tǒng)的視場角可能因為第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間的空氣間隔d2的變化而變化，該空氣間隔的變化是由于第1透鏡部件L1的平表面部分8沿著光軸方向的加工偏差所致。其中第1透鏡部件L1的物體側(cè)表面被構(gòu)成為凹形表面的第19實施例沒有由于平表面部分的加工偏差引起的視場角的變化并且允許透鏡部件更小些。
第20實施例，按圖20中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個防護(hù)玻璃罩板CG，一個第1負(fù)透鏡部件L1，一個第2正透鏡部件L2，一個第3正透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。第2透鏡部件L2由用來構(gòu)成紅外吸收濾光鏡的材料制成，并且還作為紅外吸收濾光鏡來使用。此外，一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間，而一個閃爍光欄FS布置在防護(hù)玻璃罩板CG與第1透鏡部件L1之間。
作為第20實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(5)、(2)和(3)。
第21實施例，按圖21中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個第1負(fù)透鏡部件L1，一個第2正透鏡部件L2，一個第3正透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。此外，第3透鏡部件L3由用來構(gòu)成紅外吸收濾光鏡的材料制成，而一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間。
作為第21實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(5)、(2)和(3)。
第22實施例，按圖22中所示的從物體側(cè)的順序，包括一個防護(hù)玻璃罩板CG，一個第1負(fù)透鏡部件L1，一個第2正透鏡部件L2，一個第3正透鏡部件L3以及一個CCD防護(hù)玻璃罩板C。第3透鏡部件L3由用來構(gòu)成紅外吸收濾光鏡的材料制成。此外，一個孔徑欄S布置在第1透鏡部件L1與第2透鏡部件L2之間，而一個閃爍光欄FS布置在防護(hù)玻璃罩板CG與第1透鏡部件L1之間。
作為第22實施例提出的透鏡系統(tǒng)滿足條件(5)、(2)和(3)。
除了權(quán)利要求書中所界定的透鏡系統(tǒng)之外，具有下述項目中所述的構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
(1)由權(quán)利要求1所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(2)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(2)D23/f＜0.15(2)由權(quán)利要求1或上述項目(1)所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(3)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(3)2.5＜f3/f＜5
(3)由權(quán)利要求1、上述項目(1)或(2)所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(4)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(4)0.3＜f3/f2＜0.7(4)由權(quán)利要求3或4所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(2)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(2)D23/f＜0.15(5)由權(quán)利要求3、權(quán)利要求4或上述項目(4)所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(3)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(3)2.5＜f3/f＜5(6)按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件，一個第2正透鏡部件和一個第3正透鏡部件的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其特征在于第2透鏡部件具有一個平面物體側(cè)表面和一個球面凸出的像側(cè)表面，并且滿足以下條件(5)(5)v＞45(7)由上述項目(6)所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(2)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(2)D23/f＜0.15(8)由上述項目(6)或項目(7)所界定的并且其特征在于它滿足以下條件(3)的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)(3)2.5＜f3/f＜5根據(jù)本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)由少量的透鏡部件組成，具有足夠布置紅外吸收濾光鏡的空間并且充分有利地修正橫向色相差，從而適于構(gòu)成具有大視場角的緊湊的電子內(nèi)窺鏡。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率的第1透鏡部件；一個具有朝像側(cè)凸出的球面像側(cè)表面的第2透鏡部件；以及一個具有朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面的第3透鏡部件，其中該第3透鏡部件有位于像的物體側(cè)的像側(cè)表面，并滿足以下條件(1)(1)3＜r3F/D3＜10式中參考符號r3F代表第3透鏡部件的物體側(cè)表面上的曲率半徑而參考符號D3代表第3透鏡部件的厚度。
2.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個第1負(fù)透鏡部件；一個具有朝像側(cè)凸出的像側(cè)表面的第2透鏡部件；以及一個具有朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)表面的第3透鏡部件，其中在所述第一透鏡部件和第二透鏡部件之間有一孔徑欄，該第3透鏡部件滿足以下條件(1-1)(1-1)4.37＜r3F/D3＜10式中參考符號r3F代表第3透鏡部件的物體側(cè)表面上的曲率半徑而參考符號D3代表第3透鏡部件的厚度。
3.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率的第1透鏡部件；一個具有平面物體側(cè)表面和朝像側(cè)凸出的球面像側(cè)表面的第2透鏡部件；以及一個具有朝物體側(cè)凸出的物體側(cè)球面表面的第3透鏡部件，其中該第三透鏡部件有位于像的物體側(cè)的像側(cè)表面，并且該物鏡系統(tǒng)滿足以下條件(5)(5)ν＞45式中參考符號ν代表第2透鏡部件或第3透鏡部件的阿貝(Abbe’s)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其中一個紅外吸收濾光鏡布置在所述第3透鏡部件的像側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，其中布置在最靠近物體側(cè)的光學(xué)構(gòu)件的材料是藍(lán)寶石。
6.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有負(fù)折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；以及一個第3正透鏡部件，其中所述第1透鏡部件的材料僅是藍(lán)寶石。
7.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；以及一個第3正透鏡部件，其中一個紅外吸收濾光鏡布置在所述第2透鏡部件物體側(cè)。
8.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有負(fù)折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；以及一個第3正透鏡部件，其中所述第2透鏡部件具有一個朝物體側(cè)凹入的物體側(cè)表面和朝像側(cè)凸出的像側(cè)表面，所述第3透鏡部件的物側(cè)表面是球面，并且所述物鏡系統(tǒng)滿足以下條件(5-1)(5-1)ν＞53式中參考符號ν代表第2透鏡部件或第3透鏡部件的阿貝數(shù)。
9.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；以及一個第3正透鏡部件，其中在所述第一透鏡部件和第二透鏡部件之間設(shè)置一孔徑欄，并且一個紅外吸收濾光鏡布置在所述第2透鏡部件物體側(cè)。
10.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；一個第三正透鏡部件，其中，所述第2透鏡部件有在像側(cè)凸出的像側(cè)表面，并滿足以下條件(2)和(5)(2)D23/f＜0.15(5)ν＞45其中，參考符號D23代表第2透鏡部件和第3透鏡部件之間的距離，參考符號f代表整個物鏡系統(tǒng)的焦距，和參考符號ν代表第2透鏡部件或第3透鏡部件的阿貝數(shù)。
11.一種用于內(nèi)窺鏡的物鏡系統(tǒng)，按從物體側(cè)的順序包括一個具有零折射率或負(fù)折射率的第1透鏡部件；一個第2正透鏡部件；一個第三正透鏡部件，其中，所述第2透鏡部件有在像側(cè)凸出的像側(cè)表面，并滿足以下條件(3)和(5)(3)2.5＜f3/f＜5(5)ν＞45其中，參考符號f3代表第3透鏡部件的焦距，參考符號f代表整個物鏡系統(tǒng)的焦距，和參考符號ν代表第2透鏡部件或第3透鏡部件的阿貝數(shù)。
全文摘要
一種內(nèi)窺鏡的物鏡包括一個具有零或負(fù)折射率的第1透鏡(L1)，一個在像側(cè)具有凸形表面的第2透鏡(L2)，以及一個在物體側(cè)具有凸形表面的第3透鏡(L3)，其中滿足以下條件3＜r
文檔編號G02B23/24GK1721904SQ20051007859
公開日2006年1月18日 申請日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者中村信一 申請人:奧林巴斯株式會社