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內(nèi)窺鏡用物鏡及內(nèi)窺鏡的制作方法

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專(zhuān)利名稱(chēng)::內(nèi)窺鏡用物鏡及內(nèi)窺鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡用物鏡及內(nèi)窺鏡,尤其涉及適于在該內(nèi)窺鏡用物鏡和其成像面之間配置光路折曲用棱鏡等來(lái)使用的內(nèi)窺鏡用物鏡、及具備該內(nèi)窺鏡用物鏡的內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)
:以往,在醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)等對(duì)患者的體內(nèi)進(jìn)行觀察或治療時(shí)等使用內(nèi)窺鏡。作為內(nèi)窺鏡,大多使用在插入于體內(nèi)的內(nèi)窺鏡的插入部前端配置觀察用物鏡而在物鏡的成像面配置固體攝像元件來(lái)觀察插入部的長(zhǎng)軸方向的直視型內(nèi)窺鏡。此類(lèi)型的內(nèi)窺鏡大多被配置成固體攝像元件的受光面與插入部的長(zhǎng)軸方向平行,在這種構(gòu)成中,一般在物鏡和固體攝像元件之間插入配置用于將光路折曲90度的光路變換棱鏡。上述構(gòu)成的內(nèi)窺鏡的光學(xué)系統(tǒng)中,插入配置光路變換棱鏡的從物鏡的最終面到成像位置為止的距離即后截距有必要增長(zhǎng)。本申請(qǐng)人在日本特開(kāi)2004-205779(對(duì)應(yīng)于US2004/0125469A)中,公開(kāi)了具有長(zhǎng)的后截距的4組6片構(gòu)成的內(nèi)窺鏡用物鏡。然而,在從物鏡的最終面到成像位置之間,不僅插入所需最低限的光路變換棱鏡,優(yōu)選例如插入低通濾波器或紅外線截止濾光片等濾光片類(lèi)。而且,在考慮光路變換棱鏡或?yàn)V光等的加工精度或組裝精度等的情況下,優(yōu)選確保更長(zhǎng)的后截距。另外,內(nèi)窺鏡用物鏡,由于為了使景深增深大多為F值大的光學(xué)系統(tǒng)即暗的光學(xué)系統(tǒng),因此,球差或彗差等成為決定畫(huà)質(zhì)的重要要因的情況少,而作為畫(huà)質(zhì)劣化的較大的因素可列舉倍率色差。尤其隨著固體攝像元件的高密度化,有必要充分校正倍率色差。若倍率色差變大,則不僅發(fā)生周邊像的色模糊,而且周邊部的分辨力也下降,所以存在在使用內(nèi)窺鏡進(jìn)行管腔內(nèi)的觀察、診斷時(shí)受到影響之虞。由上述可知,要求長(zhǎng)的后截距及良好的倍率色差的雙方。為了校正倍率色差,在遠(yuǎn)離光闌的位置配置擔(dān)當(dāng)校正倍率色差的光學(xué)部件的一方是有利的,在比光闌更靠近像側(cè)的、與成像面接近的位置被配置,其校正效果就可越顯著地獲得。然而,隨著后截距增大,此光學(xué)部件的光線高則降低而使倍率色差的校正效果變?nèi)酰湫U妥兊美щy。尤其在后截距比焦距的2.5倍更長(zhǎng)的光學(xué)系統(tǒng)中,由于在接近于成像面的位置不存在透鏡,因此倍率色差的校正就不容易。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題,其目的在于,提供一種不僅具有比焦距更長(zhǎng)的后截距并且倍率色差被良好地校正的內(nèi)窺鏡用物鏡。根據(jù)本發(fā)明的某種觀點(diǎn),內(nèi)窺鏡用物鏡,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡;將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡及第3透鏡接合而成的第1接合透鏡;光闌;將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡,和將正的第5透鏡及負(fù)的第6透鏡從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡而成,且滿足以下條件式(1)、(2):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>此處,f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),V5:第5透鏡的阿貝數(shù),V6:第6透鏡的阿貝數(shù),Ra:第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,ds:第6透鏡的中心厚,n6:第6透鏡的折射率。另外,在此對(duì)構(gòu)成第1接合透鏡的正透鏡和負(fù)透鏡的排列順序不進(jìn)行限定,正透鏡和負(fù)透鏡中任一個(gè)位于物體側(cè)也可。上述內(nèi)窺鏡用物鏡,通過(guò)適當(dāng)選擇各透鏡的構(gòu)成,尤其將第2接合透鏡構(gòu)成得滿足條件式O),良好地校正倍率色差,并且將整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成得滿足條件式(2),謀求確保長(zhǎng)的后截距。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn),內(nèi)窺鏡用物鏡,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡;將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡及第3透鏡接合而成的第l接合透鏡;光闌;將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡,和將負(fù)的第5透鏡及正的第6透鏡從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡而成,且滿足以下條件式(1)'、(2):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>此處,f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),V5:第5透鏡的阿貝數(shù),VS:第6透鏡的阿貝數(shù),Ra:第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,d6:第6透鏡的中心厚,nfi:第6透鏡的折射率。另外,在此對(duì)構(gòu)成第1接合透鏡的正透鏡和負(fù)透鏡的排列順序不進(jìn)行限定,正透鏡和負(fù)透鏡中任一個(gè)位于物體側(cè)也可。上述內(nèi)窺鏡用物鏡,通過(guò)適當(dāng)選擇各透鏡的構(gòu)成,尤其將第2接合透鏡構(gòu)成得滿足條件式(1),良好地校正倍率色差,并且將整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成得滿足條件式(2),謀求確保長(zhǎng)的后截距。在上述內(nèi)窺鏡用物鏡中,優(yōu)選滿足以下條件式(3)(5)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(5)此處,d:從第1透鏡的像側(cè)凹面頂點(diǎn)到光鬧為止在光軸上的距離(空氣換算長(zhǎng)),fI:第l透鏡的焦距,h:最大像高,v2:第2透鏡的阿貝數(shù),第3透鏡的阿貝數(shù)。而且,根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的另一觀點(diǎn),內(nèi)窺鏡具備上述任一內(nèi)窺鏡用物鏡。另外,上述條件式(1)(5)及(1)'的各值是以d線(波長(zhǎng)587.6nm)為基準(zhǔn)波長(zhǎng)。在本說(shuō)明書(shū)中,只要沒(méi)有特別限制,就以d線為基準(zhǔn)波長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明,提供一種通過(guò)適當(dāng)選擇各透鏡的構(gòu)成按照滿足條件式(1)、(2)或條件式(1)'、(2)的方式構(gòu)成,不僅具有比焦距更長(zhǎng)的后截距,并且倍率色差被良好地校正的內(nèi)窺鏡用物鏡、及具備該內(nèi)窺鏡用物鏡的內(nèi)窺鏡。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的構(gòu)成的圖。圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡的概略構(gòu)成的圖。圖3是配置有本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的插入部的前端面的平面圖。圖4是在圖3的A-A線斷面的前端部的要部截面圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖11是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖13是本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖14是本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖15是本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖16是本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖17是表示比較例所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖18是比較例所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖19是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的構(gòu)成的圖。圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施例IO所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施例12所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的透鏡構(gòu)成的圖。圖26是本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖27是本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖28是本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖29是本發(fā)明的實(shí)施例10所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖30是本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖31是本發(fā)明的實(shí)施例12所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的各像差圖。圖中2-內(nèi)窺鏡用物鏡,3-觀察窗,4-照明窗,5-處置具引出口,6-送氣送水噴嘴,7-光路變換棱鏡,8-固體攝像元件,9-處置具插入管,17-平行平面板,100-內(nèi)窺鏡,102-操作部,104-插入部,110-前端硬質(zhì)部,Di(i二l、2、3、)-面間隔,G1-前組,G2-后組,L1-第1透鏡,L2-第2透鏡,L3-第3透鏡,L34、L56-接合透鏡,L4-第4透鏡,L5-第5透鏡,L6-第6透鏡,Ri(i=l、2、3、)-曲率半徑,St-孔徑光闌,Z-光軸具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用物鏡的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的截面圖附加透過(guò)光線的光路圖。此內(nèi)窺鏡用物鏡被配設(shè)在內(nèi)窺鏡的插入部的前端。在圖2表示有該內(nèi)窺鏡的整體構(gòu)成圖,在圖3、圖4分別表示有在插入部配設(shè)此內(nèi)窺鏡用物鏡時(shí)的概略構(gòu)成的平面圖、截面圖。首先,參照?qǐng)D2對(duì)內(nèi)窺鏡的概略構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示,內(nèi)窺鏡100主要具備操作部102、插入部104、引出通用塞繩106的連接器區(qū)(未圖示)。在操作部102的前端側(cè)連結(jié)有插入于患者體內(nèi)的插入部104,從操作部102的基端側(cè)引出有用于連接于連接器區(qū)的通用塞繩106,該連接器區(qū)用于與光源裝置等連接。插入部104的大部分是沿著插入路徑朝任意方向彎曲的軟性部107,此軟性部107的前端連接有彎曲部108,而此彎曲部108的前端依次連接有硬質(zhì)部110。為了使前端硬質(zhì)部110朝向期望的方向而設(shè)置了彎曲部108,通過(guò)使設(shè)置在操作部102的彎曲掃描旋鈕109轉(zhuǎn)動(dòng),就能夠進(jìn)行彎曲操作。連接器區(qū)與未圖示的再現(xiàn)圖像的顯示器或光源裝置等連接。來(lái)自光源裝置的照明光介由通用塞繩106所具備的光波導(dǎo)被傳送,且從前端硬質(zhì)部110的照明窗4被照射。而且,配設(shè)在前端硬質(zhì)部110的內(nèi)窺鏡用物鏡2所得到的像,由固體攝像元件8進(jìn)行光電變換以后,介由通用塞繩106所具備的信號(hào)電纜被傳送,且被顯示在顯示器上。接著,參照?qǐng)D3、圖4,對(duì)配置有本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡2的前端硬質(zhì)部11.0的概略構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖3為表示前端硬質(zhì)部110的前端面的平面圖,圖4為于包含本內(nèi)窺鏡用物鏡2的光軸的斷面的圖3的A-A線斷面的前端硬質(zhì)部1.10的要部截面圖。如圖3所示,在前端硬質(zhì)部110的前端面設(shè)有內(nèi)窺鏡用物鏡2的外面的觀察窗3、配置于觀察窗3的兩側(cè)的2個(gè)照明窗4、處置具引出口5、和送氣送水噴嘴6。而且,如圖4所示,在前端硬質(zhì)部110的內(nèi)部配置有其光軸被配置得與插入部104的長(zhǎng)軸方向平行的內(nèi)窺鏡用物鏡2、用于將內(nèi)窺鏡用物鏡2的像側(cè)的光路折曲90度的光路變換棱鏡7、和以其受光面與插入部104的長(zhǎng)軸方向平行的方式接合于光路變換棱鏡7的固體攝像元件8。通過(guò)這樣配置固體攝像元件8,在圖4所示的前端硬質(zhì)部110的下半?yún)^(qū)構(gòu)成直視型觀察光學(xué)系統(tǒng);在圖4所示的前端硬質(zhì)部110的上半?yún)^(qū)構(gòu)成處置具插入管9,且在細(xì)徑的插入部?jī)?nèi)配設(shè)有多數(shù)要素。另外,固體攝像元件8具有受光面保護(hù)用玻璃罩,但在圖3及圖4圖示有固體攝像元件8也包含玻璃罩。而且,圖4的內(nèi)窺鏡用物鏡2,并非表示透鏡形狀而示意性地被圖示。在圖4將內(nèi)窺鏡用物鏡2的觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸以點(diǎn)劃線表示。從圖4也可知,為了在內(nèi)窺鏡用物鏡2和其成像面之間配置光路變換棱鏡7,內(nèi)窺鏡用物鏡2需要長(zhǎng)的后截距。接著,參照?qǐng)Dl,對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。另外,圖1所示的構(gòu)成例對(duì)應(yīng)亍后述的實(shí)施例1的透鏡構(gòu)成。第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡,由4組6片構(gòu)成而成,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡L1、將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡L2及第3透鏡L3接合而成的第1接合透鏡L23、孔徑光闌St、將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡L4、和將正的第5透鏡L5及負(fù)的第6透鏡L6從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡L56。另外,配置在圖1的物鏡和成像面之間的平行平面板17是對(duì)圖4所示的光路變換棱鏡7和固體攝像元件8用的玻璃罩、以及雖未圖示于圖4而可插入配置的低通濾波器或紅外線截止濾光片等進(jìn)行假設(shè)的光學(xué)部件。此處,平行平面板17的像側(cè)的面按照與本物鏡的整個(gè)系統(tǒng)的成像位置P—致的方式構(gòu)成。另外,在圖1的孔徑光闌St并非表示其形狀或大小而表示光軸Z上的位置。第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡被構(gòu)成得滿足以下條件式(1)、(2)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(2)此處,f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),V5:第5透鏡的阿貝數(shù),Vfi:第6透鏡的阿貝數(shù),Ra:第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,dfi:第6透鏡的中心厚,n"第6透鏡的折射率。而且,第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡,優(yōu)選滿足以下條件式(3)(5)。1.00〈Id/f,1〈2.00(3)0.95<f/h<1.05(4)15.0〈|v2-(5)此處,d:從第1透鏡的像側(cè)凹面頂點(diǎn)到孔徑光闌為止在光軸上的距離(空氣換算長(zhǎng)),fI:第l透鏡的焦距,h:最大像高,V2:第2透鏡的阿貝數(shù),V:i:第3透鏡的阿貝數(shù)。對(duì)如上所構(gòu)成的內(nèi)窺鏡用物鏡的作用及效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。條件式(1)是在由第5透鏡L5和第6透鏡L6而成的接合透鏡L56中主要著眼于它們的阿貝數(shù)之差和接合面而表示倍率色差的校正的適當(dāng)程度的式子。條件式(1)可變形成如以下的式(1-1)。、rVp>10(1—1)由條件式(1-1)可知,條件式(1)的左邊由第5透鏡L5和第6透鏡L6的阿貝數(shù)之差而成的第1項(xiàng)、用焦距使接合面的曲率半徑規(guī)格化后的第2項(xiàng)、用焦距使整個(gè)系統(tǒng)的后截距和第6透鏡L6的空氣換算長(zhǎng)之和規(guī)格化后的第3項(xiàng)構(gòu)成。該些第1第3項(xiàng)表示有利于倍率色差之校正的3個(gè)條件。即,第l項(xiàng)表示構(gòu)成接合透鏡的2個(gè)正負(fù)透鏡的阿貝數(shù)之差大,第2項(xiàng)表示接合面的曲率半徑小,第3項(xiàng)表示接合面接近成像位置。條件式(1)的左邊為分子具有第l項(xiàng)而分母具有第2及第3項(xiàng),此值越大就越有利于倍率色差。當(dāng)超過(guò)條件式(1)的下限時(shí),第1實(shí)施方式的構(gòu)成的物鏡中在后截距比焦距的2.5倍更長(zhǎng)的狀態(tài)下,難以保持良好的倍率色差。通常,在色差的校正不充分的成像透鏡中,由于短波長(zhǎng)的焦距比長(zhǎng)波長(zhǎng)的焦距短,因此,軸向、倍率色差均就與基準(zhǔn)波長(zhǎng)相比為短波長(zhǎng)而言成為負(fù)數(shù)(不足)。為了校正倍率色差的不足,在比孔徑光闌St更靠近像側(cè)使正透鏡的阿貝數(shù)大而負(fù)透鏡的阿貝數(shù)小。尤其,構(gòu)成第2接合透鏡的負(fù)透鏡(第6透鏡L6)的阿貝數(shù)越小就越有利于倍率色差的校正,優(yōu)選按照第6透鏡L6的阿貝數(shù)V6滿足以下條件式(6)的方式構(gòu)成。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>條件式(2),對(duì)后截距和焦距之比的后截距比規(guī)定適當(dāng)?shù)姆秶?。通過(guò)滿足條件式(2),能夠確保整個(gè)系統(tǒng)的焦距的2.5倍以上的長(zhǎng)的后截距,在透鏡和像面之間插入光路變換棱鏡7等光學(xué)部件變得容易。條件式(3),對(duì)將從第1透鏡Ll的像側(cè)凹面頂點(diǎn)到孔徑光闌St為止的空氣換算長(zhǎng)和第1透鏡LI的光焦度(焦距f,的逆數(shù))相乘后的絕對(duì)值規(guī)定適當(dāng)?shù)姆秶?。在如本物鏡的光學(xué)系統(tǒng)中,可以說(shuō)視角大體上由從第1透鏡LI到孔徑光闌St為止的距離規(guī)定。另外,作為最靠近物體側(cè)的透鏡的第1透鏡LI的物體側(cè)的面,因?yàn)槌蔀槁冻鲇谕獠康挠^察窗,所以優(yōu)選形成為塵埃難以滯留的形狀,于是被構(gòu)成為平面或接近平面的曲率半徑大的形狀的情況較多,由此可以說(shuō)第1透鏡LI的光焦度大體上由像側(cè)的凹面規(guī)定。負(fù)透鏡的第1透鏡LI的光焦度對(duì)長(zhǎng)的后截距貢獻(xiàn)大,從而通過(guò)滿足條件式(3),就能夠不僅謀求廣角化并且確保后截距量。具體而言,條件式(3)的d/f,的值越大,就越容易使后截距增長(zhǎng)。當(dāng)超過(guò)條件式(3)的下限時(shí),后截距量變小,插入光路變換棱鏡7就變得困難。當(dāng)超過(guò)條件式(3)的上限時(shí),雖然能夠使后截距增長(zhǎng),但是,所需以上的后截距量導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)全長(zhǎng)的增大,作為內(nèi)窺鏡用物鏡不作為優(yōu)選。而且,越是超過(guò)條件式(3)的上限,在第1透鏡L1的光焦度大的情況,就使場(chǎng)曲的校正變得越困難。條件式(4)是為了確保超廣角的內(nèi)窺鏡用物鏡的周邊光量所設(shè)定的條件式,且是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的焦距f和最大像高h(yuǎn)之比規(guī)定適當(dāng)?shù)姆秶氖阶?。如條件式(4),將此比的值大體上設(shè)定為1的理由如下。在廣角透鏡中,公知當(dāng)除掉負(fù)的畸變時(shí)基于余弦四次方定律的周邊光量的下降顯著。例如,視角為140度時(shí)的周邊光量跌落至在中心的光量的1.37%,就不能夠使用。在重視周邊光量的情況下所需要的光學(xué)系統(tǒng)的畸變量,當(dāng)半視角設(shè)為w時(shí),是(tan"-'-1)X100(%)的程度。由此所求出的值與實(shí)際視角為140度左右的光學(xué)系統(tǒng)的畸變量一致。此處,畸變量D(%)在實(shí)際像高設(shè)為Y^,理想像高設(shè)為Yi"時(shí)被定義為D二100X(Yrea「Yideal)/Yideal。使用上述(tanoTX100作為此畸變量D且將Y^設(shè)為最大像高h(yuǎn),因?yàn)閅i^為fXtano,所以,將最大像高h(yuǎn)和焦距f之比求出就為1。條件式(4)中,使該值上下持有5%的幅度,作為在超廣角的透鏡中用于確保周邊光量的條件。條件式(5)是對(duì)于構(gòu)成第1接合透鏡L23的正透鏡和負(fù)透鏡的阿貝數(shù)之差規(guī)定適當(dāng)?shù)姆秶氖阶?。通過(guò)滿足條件式(5),能夠良好地校正倍率色差及軸向色差。而且,在本物鏡中,構(gòu)成第1接合透鏡L23的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)優(yōu)選比構(gòu)成第1接合透鏡L23的正透鏡的阿貝數(shù)大。接著,以下對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡進(jìn)行說(shuō)明。圖19表示有在本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的截面圖附加透過(guò)光線的光路圖。此內(nèi)窺鏡用物鏡配設(shè)在內(nèi)窺鏡的插入部的前端。內(nèi)窺鏡的構(gòu)成與第l實(shí)施方式同樣,且省略說(shuō)明。接著,參照?qǐng)D19,對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。另外,圖19所示的構(gòu)成例對(duì)應(yīng)于后述的實(shí)施例7的透鏡構(gòu)成。第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡,為4組6片構(gòu)成,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡L1;將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡L2及第3透鏡L3接合而成的第1接合透鏡L23;孔徑光闌St;將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡L4,和將負(fù)的第5透鏡L5及正的第6透鏡L6從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡L56。另外,配置在圖19的物鏡和成像面之間的平行平面板17是對(duì)圖4所示的光路變換棱鏡7和固體攝像元件8用玻璃罩、以及雖未圖示于圖4而可插入配置的低通濾波器或紅外線截止濾光片等進(jìn)行假設(shè)的光學(xué)部件。此處,平行平面板17的像側(cè)的面按照與本物鏡的整個(gè)系統(tǒng)的成像位置P一致的方式構(gòu)成。另外,在圖19的孔徑光闌St并非表示其形狀或大小而表示光軸Z上的位置。第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡被構(gòu)成得滿足以下條件式(1)'、(2)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(2)此處,f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),Vs:第5透鏡的阿貝數(shù),Vfi:第6透鏡的阿貝數(shù),RA:第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,第6透鏡的中心厚,ns:第6透鏡的折射率,而且,第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡,優(yōu)選滿足在第1實(shí)施方式所示的條件式(3)(5)。如上那樣所構(gòu)成的第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡用物鏡的作用及效果大體上與第1實(shí)施方式相同。而且,構(gòu)成第2接合透鏡的負(fù)透鏡(第5透鏡L5)的阿貝數(shù)越小就越有利于倍率色差的校正,第5透鏡L5的阿貝數(shù)V5優(yōu)選按照滿足以下條件式(6),的方式構(gòu)成。v5〈20(6)'<實(shí)施例〉接著,對(duì)第1及第2實(shí)施方式所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的具體數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例16對(duì)應(yīng)于第1實(shí)施方式,實(shí)施例712對(duì)應(yīng)于第2實(shí)施方式?!磳?shí)施例1>實(shí)施例l所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值(specificationvalues)示于表1,透鏡構(gòu)成圖示于圖5。圖5的左側(cè)為物體側(cè),右側(cè)為像側(cè)。在表1中,面號(hào)碼表示以最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面為第1號(hào)而隨著朝向像側(cè)依次增加的第i號(hào)的(i二l、2、3、……)面號(hào)碼。Ri表示第i號(hào)的面(第i面)的曲率半徑,Di表示第i面和第i+l面在光軸Z上的面間隔。而且,ndj表示以最靠近物體側(cè)的透鏡為第1號(hào)而按照朝向像側(cè)依次增加的第j號(hào)(j二l、2、3、……)的透鏡或平行平面板17相對(duì)于d線(波長(zhǎng)587.6nm)的折射率,vdj表示第j號(hào)的透鏡(第j透鏡)或平行平面板17相對(duì)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,并且,曲率半徑將凸面朝向物體側(cè)的設(shè)為正而將凸面朝向像側(cè)的設(shè)為負(fù)。另外,表1及圖5的符號(hào)也包括且表示有孔徑光闌St及平行平面板17。圖5的符號(hào)Ri、Di對(duì)應(yīng)于表l的Ri、Di。如表1所示,在第3透鏡L3和第4透鏡之間配置有孔徑光闌St,圖5的D5表示第3透鏡L3和孔徑光闌St之間的面間隔,D6表示孔徑光闌St和第4透鏡L4之間的面間隔。另外,圖中的孔徑光闌St并非表示形狀或大小而表示在光軸Z上的位置。圖5或表1的記號(hào)的意思對(duì)于其他實(shí)施例也相同。以下表格中,開(kāi)口光圈即為孔徑光闌。表1實(shí)施例1面號(hào)碼RiDivdj10.383621.883M)40.80.7166CL3157430.383621,8纖42.741.245S0.9臓23.85ocO,O麵6(開(kāi)口光圑〉oo0鵬187oo0.81467肌3S-1,25690,1096098.2976O,鵬l60.310-O,,0.3S362歸11-丄799S0.636S&12co3.000001.5163364,1像面oo<實(shí)施例2〉實(shí)施例2所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表2,透鏡構(gòu)成圖示于圖6。在圖6中,符號(hào)Ri、Di與表2的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表2實(shí)施例2面號(hào)碼I)i0.3S128l.鄉(xiāng)OO肌82o.藩0,305048.24410.785641.92286歸4-3.00600.381281.S34S142.7510.89376(開(kāi)口光囿)CO0纖371,00479〗,6204160,38-1.23450,1089495.,o.飄sl.麵l鎖L0-〖,1艦0.3812817,8U-i,ffi&40孤2012oo3,00000L5脇像面<實(shí)施例3>實(shí)施例3所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表3,透鏡構(gòu)成圖示于圖7。在圖7中,符號(hào)Ri、Di與表3的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表3實(shí)施例3面號(hào)碼RiDi19雄10.3966920.71310,317743歸2&40.3966941,17450.919805CO0,039676(開(kāi)口光圑)0巡0427-ll細(xì)0鄰63S8-1.鄉(xiāng)50,113344,9733細(xì)3210-U咖(X:B66911丄腳2(X7338912oo3,00000像面ce2.O095O1.834811,922861.620411.62,2.143521.51633V烈7cn3381<實(shí)施例4>實(shí)施例4所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表4,透鏡構(gòu)成圖示于圖8。在圖8中,符號(hào)Ri、Di與表4的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><實(shí)施例5〉實(shí)施例5所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表5,透鏡構(gòu)成圖示于圖9。在圖9中,符號(hào)Ri、Di與表5的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>〈實(shí)施例6>實(shí)施例6所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表6,透鏡構(gòu)成圖示于圖10。在圖10中,符號(hào)Ri、Di與表6的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表6面號(hào)碼i3456(開(kāi)口光囿〉78Wn12像面實(shí)施例6Rio.固h(M45CO00oo-1,娜5148794-l,謹(jǐn)-l.謹(jǐn)0.45620,52260.45620,94230,0228嫌281細(xì)60.13031.17400.45521.00483,00001,84666l,620411,7畫(huà)2,143521,5鵬40.842.723.860.353.9〗7.864,1上述實(shí)施例16所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的球差、像散、畸變(distortion).倍率色差的像差圖分別示于圖11圖16。在各像差圖表示以d線為基準(zhǔn)波長(zhǎng)的像差,但在球差圖及倍率色差圖中也表示相對(duì)于F線(波長(zhǎng)486.lnm)、C線(波長(zhǎng)656.3nm)的像差。在像散圖中,實(shí)線表示弧矢方向的像差,而虛線表示子午方向的像差。球差圖的縱軸的Fno.表示F值,而其他像差圖的縱軸的"表示半視角。從圖11圖16可知,上述實(shí)施例1實(shí)施例6,各像差被良好地校正。在表7中表示上述實(shí)施例1實(shí)施例6的物體距離、整個(gè)系統(tǒng)的焦距f、整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng))Bf、后截距比Bf/f、像高、視角、畸變量、倍率色差量。表7所示的畸變量及倍率色差量皆為最大像高時(shí)的值,倍率色差量是與F線和C線有關(guān)的差。表7中單位沒(méi)有特別記載的,其單位全部為腿。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>接著,作為比較例1,對(duì)于具有與上述實(shí)施例相同的焦距的以往的內(nèi)窺鏡用物鏡L100進(jìn)行說(shuō)明。此物鏡L100的諸元值示于表9,透鏡構(gòu)成圖示于圖17,各像差圖示于圖18。圖17及圖18所示的符號(hào)的意思與上述實(shí)施例的符號(hào)意思相同。而且,表7及表8中以與上述實(shí)施例組合的方式也表示有此比較例所涉及的各值。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>如圖17所示,此比較例的物鏡L100,是4組6片構(gòu)成,從物體側(cè)起依次排列負(fù)透鏡、正透鏡及負(fù)透鏡的接合透鏡、正透鏡、和正透鏡及負(fù)透鏡的接合透鏡。在上述本發(fā)明的實(shí)施例和此比較例相比較的情況下,雖然在4組6片構(gòu)成的一點(diǎn)上類(lèi)似,但從表8的條件式(2)的值可知,比較例的后截距比小于2.5,相對(duì)于此,本發(fā)明的實(shí)施例的后截距比大于2.5,具有充分長(zhǎng)的后截距。而且,本發(fā)明的實(shí)施例,倍率色差也包括在內(nèi)的各像差以與比較例同等或更佳的方式被良好地校正。<實(shí)施例7〉實(shí)施例7所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表10,透鏡構(gòu)成圖示于圖20。在圖20中,符號(hào)Ri、Di與表10的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表11<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><實(shí)施例9〉實(shí)施例9所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表12,透鏡構(gòu)成圖示于圖22。在圖22中,符號(hào)Ri、Di與表12的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><實(shí)施例10〉實(shí)施例10所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表13,透鏡構(gòu)成圖示于圖23。在圖23中,符號(hào)Ri、Di與表13的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表13<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><實(shí)施例11〉實(shí)施例11所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表14,透鏡構(gòu)成圖示于圖24。在圖24中,符號(hào)Ri、Di與表14的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>實(shí)施例12所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的諸元值示于表12,透鏡構(gòu)成圖示于圖25。在圖25中,符號(hào)Ri、Di與表12的Ri、Di對(duì)應(yīng)。表15<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>上述實(shí)施例712所涉及的內(nèi)窺鏡用物鏡的球差、像散、畸變(畸變)、倍率色差的像差圖分別示于圖26圖31。在各像差圖表示以d線為基準(zhǔn)波長(zhǎng)的像差,但在球差圖及倍率色差圖中也表示相對(duì)于F線(波長(zhǎng)486.lnm)、C線(波長(zhǎng)656.3nm)的像差。在像散圖中,實(shí)線表示弧矢方向的像差,而虛線表示子午方向的像差。球差圖的縱軸的Fno.表示F值,而其他像差圖的縱軸的^表示半視角。從圖26圖31可知,上述實(shí)施例7實(shí)施例12,各像差被良好地校正。在表16中表示上述實(shí)施例7實(shí)施例12的物體距離、整個(gè)系統(tǒng)的焦距f、整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng))Bf、后截距比Bf/f、像高、視角、畸變量、倍率色差量。表16所示的畸變量及倍率色差量皆為最大像高時(shí)的值,倍率色差量為與F線和C線有關(guān)的差。在表16中,單位無(wú)特別記載的,其單位全部為誦。表16<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>比較例的構(gòu)成及諸元值已經(jīng)作了上述,所以此處省略。以上,列舉實(shí)施方式及實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明,但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式及實(shí)施例,可以進(jìn)行種種變形。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在上述各數(shù)值實(shí)施例所示的值,可取其他值。權(quán)利要求1.一種內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡;將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡及第3透鏡接合而成的第1接合透鏡;光闌;將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡,和將正的第5透鏡及負(fù)的第6透鏡從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡而成,且滿足以下條件式(1)、(2)<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><mfrac><mrow><msup><mi>f</mi><mn>2</mn></msup><mo>&times;</mo><mo>|</mo><msub><mi>v</mi><mn>5</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mn>6</mn></msub><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><msub><mi>R</mi><mi>A</mi></msub><mo>|</mo><mo>&times;</mo><mrow><mo>(</mo><mi>Bf</mi><mo>+</mo><msub><mi>d</mi><mn>6</mn></msub><mo>/</mo><msub><mi>n</mi><mn>6</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>></mo><mn>10</mn><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0001"file="S2008100921487C00011.gif"wi="54"he="12"top="136"left="50"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->Bf/f>2.5(2)此處,f整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),v5第5透鏡的阿貝數(shù),v6第6透鏡的阿貝數(shù),RA第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,d6第6透鏡的中心厚,n6第6透鏡的折射率。2.—種內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第l透鏡;將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡及第3透鏡接合而成的第1接合透鏡;光闌;將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡,和將負(fù)的第5透鏡及正的第6透鏡從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡,且滿足以下條件式(1)'、(2):Bf/f>2.5(2)此處,f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距,Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后截距(空氣換算長(zhǎng)),V5:第5透鏡的阿貝數(shù),Vfi:第6透鏡的阿貝數(shù),RA:第5透鏡和第6透鏡的接合面的曲率半徑,dfi:第6透鏡的中心厚,n6:第6透鏡的折射率。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(3):L00〈ld/fJ〈2.00(3)此處,d:從第1透鏡的像側(cè)凹面頂點(diǎn)到光闌為止在光軸上的距離(空氣換算長(zhǎng)),f1:第l透鏡的焦距。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(4):0.95<f/h〈1.05(4)此處,h:最大像高。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):15.0<|v2-V:,|(5)此處,第2透鏡的阿貝數(shù),v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(4):0.95〈f/h<1.05(4)此處,h:最大像高。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):15.0〈|v2-v3|(5)此處,v2:第2透鏡的阿貝數(shù),v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):15.0〈|v2-v3|(5)此處,v2:第2透鏡的阿貝數(shù),v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(3):1.00〈1d/fJ〈2.00(3)此處,d:從第1透鏡的像側(cè)凹面頂點(diǎn)到光闌為止在光軸上的距離(空氣換算長(zhǎng)),f,:第l透鏡的焦距。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(4):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(4)此處,h:最大像高。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(5)此處,第2透鏡的阿貝數(shù),V3:第3透鏡的阿貝數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(4):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(4)此處,h:最大像高。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(5)此處,v2:第2透鏡的阿貝數(shù),vr.第3透鏡的阿貝數(shù)。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)窺鏡用物鏡,其特征在于,滿足以下條件式(5):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(5)此處,v2:第2透鏡的阿貝數(shù),v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。15.—種內(nèi)窺鏡,其特征在于,具備權(quán)利要求l、2、3、6、8、9、12、14任一項(xiàng)所述的內(nèi)窺鏡用物鏡。全文摘要本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡用物鏡,不僅確保長(zhǎng)的后截距并且良好地校正倍率色差。其中,從物體側(cè)起依次排列凹面朝向像側(cè)的負(fù)的第1透鏡(L1)、將任一方為正而另一方為負(fù)的第2透鏡及第3透鏡接合而成的第1接合透鏡(L23)、光闌、將平面或曲率半徑的絕對(duì)值大的面朝向物體側(cè)的正的第4透鏡(L4)、和將正的第5透鏡及負(fù)的第6透鏡從物體側(cè)起順次接合而成的整體上具有正的折射力的第2接合透鏡(L56),且滿足式(1)、(2)(見(jiàn)公式)在此,f焦距,Bf后截距,v<sub>5</sub>第5透鏡的阿貝數(shù),v<sub>6</sub>第6透鏡的阿貝數(shù),R<sub>A</sub>第2接合透鏡的接合面的曲率半徑,d<sub>6</sub>第6透鏡的中心厚,n<sub>6</sub>第6透鏡的折射率。文檔編號(hào)G02B13/00GK101285928SQ200810092148公開(kāi)日2008年10月15日申請(qǐng)日期2008年4月8日優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日發(fā)明者宮野俊申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社
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