CN108780212B

CN108780212B - 物镜光学***

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Publication number: CN108780212B
Application number: CN201780016158.XA
Authority: CN
Inventors: 西村纱绫歌
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: US10842360B2; DE112017002021T5; WO2017179387A1; JP6348237B2; JPWO2017179387A1; CN108780212A; US20190014976A1

Abstract

提供一种抑制立体观察时的左眼图像和右眼图像的上下方向的偏差量、在立体观察中具有安全性并降低了调焦时的透镜驱动量的小型的物镜光学***。一种物镜光学***，由从物体侧起依次配置的前组(Go)、中间组(Gf)、后组(Gt)组成，通过使中间组(Gf)沿着光轴移动来改变焦距，在该物镜光学***中，在远点观察状态和近点观察状态中的任一状态下，都满足以下的条件式(1)、(2)。|(1/2)×βf×βt×((1/βf)‑1)|≤0.055(1)0.12≤Sa/FL≤0.44(2)其中，βf为中间组(Gf)的横向倍率，βt为后组(Gt)的横向倍率，Sa为中间组(Gf)的移动量，FL为物镜光学***的焦距，条件式(1)、(2)为远点观察状态(物距为60mm)的条件式和近点观察状态(物距为31mm)的条件式。

Description

物镜光学***

技术领域

本发明涉及一种具有调焦功能并能够进行放大观察的立体观察内窥镜用的物镜光学***。

背景技术

近年来，在医疗领域中，能够进行立体观察的手术用内窥镜对于针对病变进行精密且迅速的手术而言方便适用。当前的立体内窥镜在图像质量方面存在课题，因此被要求高图像质量化。

因此，寻求一种如以往那样保持内窥镜的外径、景深以及对比度的规格的同时能够进行高图像质量的立体观察的手术用内窥镜。

为了在保持内窥镜的外径不变的状态下进行高图像质量化，需要减小摄像元件的像素间距。已知的是，在减小摄像元件的像素间距的情况下，景深变窄。为了保持景深，存在增大光圈值的方法。在此，如果增大光圈值，则对比度降低，因此并不理想。

在物镜光学***中，通过搭载调焦功能，能够聚焦于不同的物点。因此，期望物镜光学***搭载调焦功能。例如在专利文献1～4中公开了搭载调焦功能的物镜光学***。

专利文献1：日本特开2011-257465号公报

专利文献2：国际公开第2011/070930号

专利文献3：日本特开2004-021158号公报

专利文献4：日本特开2011-064933号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，为了安全地观察立体图像，而定下了标准。在ISO10936-1:2000(手术用显微镜的光学标准)中，定为“将观察者的双眼的光轴偏差保持为15′以下”。

另外，当通过致动器驱动调焦透镜来进行调焦时，存在由于透镜框之间的间隙而调焦透镜产生偏差的情况。

因此，在用于立体观察且对调焦透镜进行驱动的光学***中，期望在考虑到这种偏差的基础上满足上述的ISO标准。

专利文献1～4中所公开的光学***没有考虑到这种立体视觉中的安全观察。因此，在专利文献1～4的光学***中，导致观察时的上下方向的偏差量变大，从而不适于立体观察。

在此，为了减小由于调焦透镜的驱动所产生的图像的上下方向的偏差量，考虑减弱所驱动的调焦透镜的焦度，并增大调焦透镜的驱动量。当增大调焦透镜的驱动量时，导致物镜光学***的全长、直径变大。因而，为了进行舒适、安全的立体观察，也需要规定调焦时的透镜的驱动量。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种抑制立体观察时的左眼图像和右眼图像的上下方向的偏差量、在立体观察中具有安全性并降低了调焦时的透镜驱动量的小型的物镜光学***。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题并达到目的，本发明的至少几个实施方式所涉及的物镜光学***由从物体侧起依次配置的前组、中间组、后组组成，通过使中间组沿着光轴移动来改变焦距，该物镜光学***的特征在于，在远点观察状态和近点观察状态中的任一状态下，都满足以下的条件式(1)、(2)，

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

其中，

βf为中间组的横向倍率，

βt为后组的横向倍率，

Sa为中间组的移动量，

FL为物镜光学***的焦距，

条件式(1)、(2)为远点观察状态(物距为60mm)的条件式和近点观察状态(物距为31mm)的条件式。

发明的效果

本发明起到如下效果：能够提供一种抑制立体观察时的左眼图像和右眼图像的上下方向的偏差量、在立体观察中具有安全性并降低了调焦时的透镜驱动量的小型的物镜光学***。

附图说明

图1的(a)是表示具有实施方式所涉及的物镜光学***的内窥镜装置的概要结构的图。(b)是表示用于安全地进行立体观察的条件的图。

图2的(a)、(b)、(c)分别是表示中间组沿着光轴的移动与成像位置的关系的图。

图3的(a)是表示中间组向与光轴垂直的方向的位移与像的关系的图。(b)是表示摄像元件中的区域的图。

图4的(a)是实施例1所涉及的物镜光学***的远点观察状态的透镜截面图。(b)是实施例1所涉及的物镜光学***的近点观察状态的透镜截面图。

图5的(a)、(b)、(c)分别是表示中间组沿着光轴的移动与成像位置的关系的其它的图。

图6的(a)是实施例2所涉及的物镜光学***的远点观察状态的透镜截面图。(b)是实施例2所涉及的物镜光学***的近点观察状态的透镜截面图。

图7的(a)是实施例3所涉及的物镜光学***的远点观察状态的透镜截面图。(b)是实施例3所涉及的物镜光学***的近点观察状态的透镜截面图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明实施方式所涉及的物镜光学***。此外，本发明并不限定于该实施方式。

图1的(a)是表示具有实施方式所涉及的物镜光学***的内窥镜装置1的概要结构的图。内窥镜装置1包括：电子内窥镜2，其内置有摄像元件IMG(参照图3的(b))作为摄像装置；光源装置3，其具有向电子内窥镜2供给照明光的光源；图像处理装置4，其进行针对电子内窥镜2的摄像元件IMG的信号处理；以及监视器5，其显示基于经由图像处理装置4输出的影像信号的内窥镜图像。在监视器5的监视器屏幕5a上显示右眼图像和左眼图像。

电子内窥镜2包括：细长且具有挠性的***部21，其内置有摄像元件IMG；较粗的操作部22，其形成于***部21的后端；前端硬性部10；以及通用线23，其从操作部22的侧部延伸出。在通用线23的端部设置有连接器部24，该连接器部24能够装卸自如地与光源装置3连接。在连接器部24侧部延伸出的连接线25的端部设置有电连接器部26，该电连接器部26能够装卸自如地与图像处理装置4连接。

接着，对内窥镜装置1所具有的实施方式所涉及的物镜光学***进行说明。

(第一实施方式)

第一实施方式所涉及的物镜光学***由从物体侧起依次配置的前组、中间组、后组组成，

通过使中间组沿着光轴移动来改变焦距，该物镜光学***的特征在于，

在远点观察状态和近点观察状态中的任一状态下，都满足以下的条件式(1)、(2)。

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

其中，

βf为中间组的横向倍率，

βt为后组的横向倍率，

Sa为中间组的移动量，

FL为物镜光学***的焦距，

即，在远点观察状态中，条件式(1)、(2)的各参数为，

βf为中间组的远点观察状态的横向倍率，

βt为后组的远点观察状态的横向倍率，

Sa为中间组的移动量，

FL为物镜光学***的远点观察状态的焦距。

在近点观察状态中，条件式(1)、(2)的各参数为，

βf为中间组的近点观察状态的横向倍率，

βt为后组的近点观察状态的横向倍率，

Sa为中间组的移动量，

FL为物镜光学***的近点观察状态的焦距。

对条件式(1)进行说明。图1的(b)表示基于上述的ISO标准的监视器屏幕5a与观察者的眼睛E的关系。在立体视觉中，监视器屏幕5a上的对应点的上下方向的偏差越大，则观察者越不容易融像。而且，当产生固定值以上的上下偏差时，不仅无法融像，还引起了观察者的眼睛E的疲劳。

另外，当将具有矩形形状的监视器屏幕5a的纵向的大小设为H时，舒适的视距、即观察者的眼睛E与立体视觉用的监视器屏幕5a的距离一般为4H。在此，存在在外科手术时医生稍微靠近地注视监视器屏幕5a的情况、手术室狭窄的情况。因此，当考虑外科手术中的立体视觉时，即使视距为2.5H也需要满足上述的ISO标准。

因而，当将上述的上下方向的偏差的角度15′换算为立体视觉用的监视器屏幕5a上的纵向偏心量的值时，成为2.5H×tan(15′)(mm)。

通过致动器进行调焦并将由于透镜框之间的间隙所引起的透镜位置的偏差量设为a(mm)。即使在产生了由于间隙所引起的偏差量a的情况下，也为了获得舒适、安全的立体视觉，而对于物镜光学***要求使监视器屏幕5a上的左眼图像和右眼图像的对应点的上下方向的偏差量为2.5H×tan(15′)(mm)以下。

该情形是与使针对单眼图像的设计状态而言的上下方向的偏差量为(1/2)×2.5H×tan(15′)(mm)以下的情形相同的意思。

上下方向的偏差量相对于监视器屏幕5a的大小的比例为

(1/2)×2.5H×tan(15′)/H

＝1.25×tan(15′)

＝0.0055。

也就是说，在通过致动器进行调焦而产生了由于透镜框之间的间隙所引起的透镜位置的偏差时，左眼用光学***、右眼用光学***各自的光轴相对于摄像元件中心的上下方向的偏差容许量为0.55％。

另外，本实施方式的物镜光学***具有前组Go、中间组Gf、后组Gt。分别将前组Go的横向倍率设为βo、将中间组Gf的横向倍率设为βf、将后组Gt的横向倍率设为βt。此外，在远点物体时，横向倍率是物距为60mm的情况下的值，在近点物体时，横向倍率是物距为31mm的情况下的值。

图2的(a)、(b)、(c)分别是表示中间组Gf沿着光轴的移动与成像位置的关系的图。

图2的(a)表示近点观察状态的物像关系。以近点观察状态的透镜位置为基准进行说明。物体A通过前组Go成像为物体B。物体B再通过中间组Gf成像为物体C。物体C通过后组Gt成像为像D。

接着，当在图2的(a)所示的透镜配置的状态下进行远点观察时，物体A′通过前组Go成像为物体B′。物体B′再通过中间组Gf成像为物体C′。然后，物体C′通过后组Gt在与摄像元件面不同的位置成像为像D′。

因此，如图2的(c)所示，针对物体A′，将中间组Gf向物体侧移动距离Sa(mm)。由此，物体A′在远点观察状态中也能够在摄像元件面成像为像D。

接着，考虑中间组Gf在与光轴L垂直的面内产生位置偏差的情况。图3的(a)是表示中间组Gf向与光轴L垂直的方向的位移与像的关系的图。图3的(b)是表示摄像元件IMG中的区域的图。如图3的(a)所示，考虑中间组Gf的光轴L′相对于光轴L向纸面上方向位移了位移量a的情况。

物体A通过前组Go成像为物体B。在物体B通过倍率βf的中间组时，中间组Gf的光轴L′位移了量a。因此，通过中间组Gf形成的物体C相对于前组Go的光轴L发生了位移。此时的物体C相对于光轴L的位移量P通过下式来表示。

P＝a-a×βf＝a(1-βf)

物体C通过后组Gt成像于摄像元件面。此时，如图3的(a)所示，像D成为从光轴L位移了量Q的像。该位移量Q成为偏心量，通过下式来表示。

Q＝a×(1-βf)×βt

接着，将位移量Q换算为物体面上的大小。成为

Q/(βo×βf×βt)＝a/βo×((1/βf)-1)。

(其中，βt为后组Gt的横向倍率。)这就是物体面上的偏心量。

另一方面，如图3的(b)所示，将摄像元件IMG的纵向对边的一半的大小设置为1。物体面的上下方向的视场范围通过下式来表示。

(1/(βo×βf×βt))×2＝2/(βo×βf×βt)

因而，物体面的偏心量相对于视场整体的比例为

(a/βo×((1/βf)-1))/((2/(βo×βf×βt))

＝(1/2)βf×βt×a((1/βf)-1)。

而且，如前述的那样考虑到处于0.0055以内以及偏差方向具有向上方向和向下方向各方向的情形，从而期望与立体视觉中的安全性有关的容许量满足以下的条件式(A)。

|(1/2)βf×βt×a((1/βf)-1)|≤0.0055 (A)

在此，透镜的轴偏差的位移量由零件精度、组装精度决定。即使采用高精度的零件、高精度的组装工序，也导致中间组Gf的轴偏差的位移量a为0.1mm以上。

因此，当将a≥0.1代入到条件式(A)时，能够得到以下的条件式(1)。

|(1/2)βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

接着，考虑中间组Gf的移动量。将中间组Gf沿着光轴L的移动量设置为Sa，将物镜光学***的焦距设置为FL。在Sa/FL＜0.12的情况下，也就是说，在移动量Sa少的情况下，中间组Gf在光轴L方向上的停止位置的精度的影响变大。因此，由于中间组Gf的稍微的位置偏差而导致近轴区域内的最佳物***置较大地改变。

另一方面，在Sa/FL＞0.44的情况下，也就是说，在移动量Sa大的情况下，由于中间组Gf的透镜直径变大，因此不适于立体内窥镜的物镜光学***。

在本实施方式中，考虑到这些而期望满足以下的条件式(2)。

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

另外，根据本发明的优选的方式，期望物镜光学***是使用于立体内窥镜的物镜光学***。

由此，能够抑制立体观察时的左眼图像和右眼图像的上下方向的偏差量，进行舒适、安全的立体观察。

另外，根据本发明的优选的方式，期望满足以下的条件式(3)。

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.044 (3)

此外，在远点物体时，横向倍率是物距为60mm的情况下的值，在近点物体时，横向倍率是物距为31mm的情况下的值。

在使用内窥镜的医疗现场，不限于如上述那样的视距2.5H，根据手术室的宽度、除医生以外的人的站立位置等，有时以视距2H观察监视器屏幕5a。

因此，以下的式子成立。

(1/2)×βf×βt×a((1/βf)-1)

≤2H×tan(15′)×(1/2)/H

＝tan(15′)

＝0.0044

在此，与上述的情况同样地，代入a＝0.1，并期望满足以下的条件式(3)。

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.044 (3)

接着，对物镜光学***的结构进行说明。实施方式所涉及的物镜光学***由从物体侧起依次配置的负折射力的前组Go、正折射力的中间组Gf、正折射力的后组Gt构成。

前组Go由弯月形状的第一负(凹)透镜以及将负透镜与正透镜粘贴在一起而成的负的接合透镜构成。

中间组Gf由亮度光圈S以及物体侧为平面的平凸正透镜构成。

后组Gt由从物体侧起依次配置的将负透镜与正透镜粘贴在一起而成的正的接合透镜、将负透镜与正透镜粘贴在一起而成的正的接合透镜以及将正透镜与负透镜粘贴在一起而成的正的接合透镜构成。

期望前组Go的第一负(凹)透镜具有非球面形状。为了舒适地进行立体观察，期望减小左眼图像和右眼图像各自的失真。因此，通过对第一负(凹)透镜采用非球面形状，能够实现透镜直径的小型化，并减小失真。

另外，在将亮度光圈S配置于前组Go的情况下，导致后组Gt的透镜变大。在将亮度光圈S配置于后组Gt的情况下，不仅前组Go的透镜直径变大，中间组Gf的透镜直径也变大。关于中间组Gf，由于需要在光学***整体的直径与中间组Gf的直径之间确保调焦用致动器的空间，因此期望中间组Gf的透镜直径小。因此，期望将亮度光圈S配置于中间组Gf，来抑制中间组Gf的透镜直径。

并且，对中间组Gf的紧挨着亮度光圈S的像侧之后的正透镜的形状进行说明。在正透镜的物体侧面具有曲率的情况下，导致亮度光圈S的平面与正透镜的凸面或凹面发生干扰，从而组装性降低。因此，期望正透镜的物体侧面为平面。

另外，在通过致动器驱动中间组Gf时，被驱动的透镜越重，需要使致动器越大。因而，为了光学***的小型化，被驱动的透镜为轻量是有利的。因此，期望在中间组Gf中，具有焦度的透镜为一片。

并且，为了实现物镜光学***的小型化并达成高图像质量，期望在后组Gt中使用三组接合透镜来降低色像差使得也能够支持像素间距小的摄像元件。

以下，对各实施例进行说明。

(实施例1)

对实施例1所涉及的物镜光学***进行说明。图4的(a)是本实施例所涉及的物镜光学***的远点观察状态下的透镜截面图。图4的(b)是本实施例所涉及的物镜光学***的近点观察状态下的透镜截面图。

本实施例具有从物体侧起依次配置的负折射力的前组Go、正折射力的中间组Gf以及正折射力的后组Gt。

前组Go由使凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1、双凹负透镜L2以及双凸正透镜L3构成。负透镜L2与正透镜L3相接合。

中间组Gf由滤波器F1、亮度光圈S以及使平面朝向物体侧的平凸正透镜L4构成。

后组Gt由使平面朝向物体侧的平凹负透镜L5、双凸正透镜L6、双凸正透镜L7、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8、双凸正透镜L9、双凹负透镜L10、护罩玻璃F2以及CCD护罩玻璃CG构成。负透镜L5与正透镜L6相接合。正透镜L7与负弯月透镜L8相接合。正透镜L9与负透镜L10相接合。

另外，护罩玻璃F2与CCD护罩玻璃CG相接合。另外，对作为红外吸收滤波器的滤波器F1的物体侧实施了YAG激光截止的涂敷，对滤波器F1的像侧实施了LD激光截止的涂敷。并且，在从远点观察状态(图4的(a))向近点观察状态(图4的(b))进行调焦时，中间组Gf向像(像面I)侧移动。

(实施例2)

实施例2所涉及的物镜光学***通过使上述条件式(2)的值处于下限值附近、即减少中间组Gf的透镜驱动量，来使透镜直径变小。然而，另一方面，中间组Gf的驱动量越小，右眼光学***的在近轴区域内的最佳物***置与左眼光学***的在近轴区域内的最佳物***置的差越大。

例如，当在立体观察时工作距离为60mm～100mm附近、左眼用光学***的最佳物***置与右眼用光学***的最佳物***置的差相差10mm以上时，作为立体图像的最佳物***置不能定下来，导致无法正确地进行精细的基于立体视觉的医疗行为。

在驱动透镜的位置精度为±30μm时，在本实施例中，近轴区域内的物***置(物距)为60mm的左眼用光学***与右眼用光学***之间的差为8.4mm，处于容许范围内。

在此，如以下那样导出近轴区域的最佳物***置的左眼光学***与右眼光学***之间的差。在第5面的面间隔(d5)比设计值多30μm时、即第10面的面间隔(d10)比设计值少30μm时，与初始状态(设计值状态)相比，近轴区域的最佳像面位置向物体侧偏移0.00232mm。

同样地，在第5面的面间隔(d5)比设计值少30μm时、即第10面的面间隔(d10)比设计值多30μm时，与初始状态(设计值状态)相比，近轴区域的最佳像面位置向与物体侧相反一侧偏移0.00233mm。

通过将这些偏移幅度除以倍率的平方，能够换算为物体面上的距离。当换算为物体面上的距离时，为8.4mm。

在条件式(2)的值低于下限值、Sa/FL＜0.12时，透镜移动量变少。因此，导致由于驱动透镜的光轴方向上的位置精度引起的与近轴区域的最佳物***置有关的左眼用光学***与右眼用光学***之间的差变得过大。因而，期望满足0.12≤Sa/FL。

另外，将与近轴区域的物***置(物距)为60mm有关的左眼用光学***与右眼用光学***之间的差抑制为小于10mm，这与满足以下的条件式(4)同义。

|(βo×βf)²/(1-βf²)|＞0.006 (4)

以下，对条件式(4)的导出方法进行说明。在驱动透镜的位置精度偏移了30μm时，单只眼睛的光学***的最佳物***置相对于设计值的偏移小于5mm，反过来考虑的话，同在物***置偏移了5mm时使中间组Gf移动30μm以不使像面移动的条件是相同的。

使用图5的(a)、(b)、(c)对这种观点进行说明。图5的(a)表示设计值下的物体A的位置时的透镜截面。图5的(b)表示物体偏移了5mm的状态的透镜截面。图5的(c)是表示即使在物体发生了偏移的情况下也通过中间组Gf的移动进行了校正使得像面的位置不发生变化时的透镜截面的图。

如图5的(a)、(b)、(c)所示，以下示出以设计值下的透镜位置为基准物体A的位置如物体A′那样向远点侧偏移了5mm的情况。

·A-A′间的距离＝5(mm)

·B-B′间的距离＝5×βo²(mm)

·C-C′间的距离＝5×βo²×βf²(mm)

·D-D′间的距离＝5×βo²×βf²×βt²(mm)

这样，当物体A如物体A′那样向远点侧偏移5mm时，导致最终的像位置、即成像位置产生了D-D′的差。

因此，考虑使中间组Gf移动Sa＝30μm使得成像位置的差D-D′为0。在此，在近点观察状态和远点观察状态中，后组Gt是通用的。因而，只要使中间组Gf移动使得C-C′＝0即可。

但是，当使中间组Gf移动30μm时，物体B′并非移动30μm，而是减去中间组Gf的横向倍率的影响(＝βf²)。

使用式子对以上的情形进行说明。成为

C-C′间的距离-(30μm-30μm×βf²)＝0。

当代入C-C′间的距离时，

5mm×βo²×βf²-(30μm-30μm×βf²)＝0

也就是说，成为

(βo×βf)²/(1-βf²)

＝30μm/5mm

＝0.006。

而且，由于位置精度为±30μm，因此通过考虑符号并进一步考虑所容许的最佳物***置相对于设计值的偏移小于5mm这一范围，能够得到以下的条件式(4)。

|(βo×βf)²/(1-βf²)|＞0.006 (4)

对实施例2所涉及的物镜光学***进行说明。图6的(a)是本实施例所涉及的物镜光学***的远点观察状态下的透镜截面图。图6的(b)是本实施例所涉及的物镜光学***的近点观察状态下的截面图。

后组Gt由双凹负透镜L5、双凸正透镜L6、使凸面朝向物体侧的负弯月透镜L7、双凸正透镜L8、双凸正透镜L9、双凹负透镜L10、护罩玻璃F2以及CCD护罩玻璃CG构成。负透镜L5与正透镜L6相接合。负弯月透镜L7与正透镜L8相接合。正透镜L9与负透镜L10相接合。

另外，护罩玻璃F2与CCD护罩玻璃CG相接合。另外，对作为红外吸收滤波器的滤波器F1的物体侧实施了YAG激光截止的涂敷，对滤波器F1的像侧实施了LD激光截止的涂敷。并且，在从远点观察状态(图6的(a))向近点观察状态(图6的(b))进行调焦时，中间组Gf向像(像面I)侧移动。

(实施例3)

基于与实施例2同样的观点，实施例3所涉及的物镜光学***在中间组Gf的位置精度为±0.03mm时，与近轴区域内的最佳像面位置有关的左眼用光学***与右眼用光学***之间的差为1.15mm，作为立体图像的最佳物***置是明确的。这是由于，使作为驱动透镜的中间组Gf的驱动量增加，并使驱动透镜的像面侧的曲率半径变大了。

另一方面，越是增加中间组Gf的驱动量，则光线高度越高，因此导致透镜直径变大。在内窥镜的前端直径为10mm的立体内窥镜中，内置有两个光学***。当考虑各个光学***的透镜框的厚度时，期望一个光学***的透镜直径为4mm以下。本实施例所涉及的物镜光学***由于最大透镜直径为3.9mm，因此处于容许范围内。

另外，当使用|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|＜0.004那样的曲率半径大的驱动透镜时，需要使驱动量增加。在该情况下，由于透镜直径超过了4mm，因此不适于立体内窥镜。因此，期望满足以下的条件式(5)。

0.004≤|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)| (5)

对实施例3所涉及的物镜光学***进行说明。图7的(a)是本实施例所涉及的物镜光学***的远点观察状态下的透镜截面图。图7的(b)是本实施例所涉及的物镜光学***的近点观察状态下的截面图。

后组Gt由双凹负透镜L5、双凸正透镜L6、双凸正透镜L7、使凸面朝向像侧的负弯月透镜L8、双凸正透镜L9、双凹负透镜L10、护罩玻璃F2以及CCD护罩玻璃CG构成。负透镜L5与正透镜L6相接合。正透镜L7与负弯月透镜L8相接合。正透镜L9与负透镜L10相接合。

另外，护罩玻璃F2与CCD护罩玻璃CG相接合。另外，对作为红外吸收滤波器的滤波器F1的物体侧实施了YAG激光截止的涂敷，对滤波器F1的像侧实施了LD激光截止的涂敷。并且，在从远点观察状态(图7的(a))向近点观察状态(图7的(b))进行调焦时，中间组Gf向像(像面I)侧移动。

以下示出上述各实施例的数值数据。关于记号，r为各透镜面的曲率半径，d为各透镜面间的间隔，ne为各透镜的针对e线的折射率，vd为各透镜的阿贝数，*为非球面。

另外，关于非球面形状，在取光轴方向为z、取与光轴正交的方向为y、将圆锥系数设为k、将非球面系数设为A4、A6、A8、A10时，通过下面的式子来表示。

z＝(y²/r)/[1+{1-(1+k)(y/r)²}^1/2]+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰

另外，在非球面系数中，“e-n”(n为整数)表示“10^-n”。

此外，这些各种值的记号在实施例的数值数据中是通用的。

另外，f为整个***的焦距，fo为前组的焦距，ff为中间组的焦距，ft为后组的焦距。

数值实施例1

单位mm

面数据

非球面数据

第1面

k＝8.03790546E-01

A4＝7.54607261E-04，A6＝5.60340795E-04，A8＝-1.85655955E-04

第2面

k＝-1.13771745E-01

A4＝2.51411174E-03，A6＝-7.25176861E-04，A8＝4.59260377E-03

各种数据

数值实施例2

单位mm

面数据

非球面数据

第1面

k＝-2.08993267E-03

A4＝9.74800028E-03，A6＝9.85707847E-04，A8＝-5.13568231E-05

第2面

k＝-3.35531252E-03

A4＝7.48405269E-03，A6＝-1.06283300E-04，A8＝4.94990559E-03

各种数据

数值实施例3

单位mm

面数据

非球面数据

第1面

k＝-4.65442077E-04

A4＝5.52805689E-03，A6＝2.95541293E-03，A8＝-6.30538863E-05

第2面

k＝-1.98036726E-02

A4＝7.87414302E-03，A6＝-1.01405214E-02，A8＝1.35815047E-02

各种数据

以下示出条件式对应值。

条件式(1) |(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|

条件式(2) Sa/FL

条件式(4) |(βo×βf)²/(1-βf²)|

以上，对本发明的各种实施方式进行了说明，但是本发明并不仅仅限于这些实施方式，在不脱离其宗旨的范围内将这些实施方式的结构适当组合所构成的实施方式也属于本发明的范畴。

(附记)

此外，基于这些实施例导出以下结构的发明。

(附记项1)

一种物镜光学***，由从物体侧起依次配置的前组、中间组、后组组成，

通过使所述中间组沿着光轴移动来改变焦距，

该物镜光学***的特征在于，

在远点观察状态和近点观察状态中的任一状态下，都满足以下的条件式(1)、(2)，

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

其中，

βf为所述中间组的横向倍率，

βt为所述后组的横向倍率，

Sa为所述中间组的移动量，

FL为所述物镜光学***的焦距，

(附记项2)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，由从物体侧起依次配置的负折射力的所述前组、正折射力的所述中间组、正折射力的所述后组构成。

(附记项3)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，所述前组由第一负(凹)透镜以及将负透镜与正透镜粘贴在一起而成的负的接合透镜构成。

(附记项4)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，所述前组的第一负(凹)透镜为具有非球面的弯月形状。

(附记项5)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，所述中间组由亮度光圈和物体侧为平面的平凸透镜构成。

(附记项6)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，所述后组由三组接合透镜构成。

(附记项7)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，在将所述前组的横向倍率设为βo、将中间组的横向倍率设为βf时，满足以下的式子。

|(βo×βf)²/(1-βf²)|＞0.006 (4)

(附记项8)

根据附记项1所记载的物镜光学***，其特征在于，满足以下的条件式(5)。

0.004≤|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)| (5)

此外，在远点物体时，横向倍率是物距为60mm的情况下的值，在近点物体时，横向倍率是物距为31mm的情况下的值。。

产业上的可利用性

如以上那样，本发明适于具有调焦功能并能够进行放大观察的立体观察内窥镜用的物镜光学***。

附图标记说明

1：内窥镜装置；2：电子内窥镜；3：光源装置；4：图像处理装置；5：监视器；5a：监视器屏幕；10：前端硬性部；21：***部；22：操作部；23：通用线；24：连接器部；25：连接线；26：电连接器部；Go：前组；Gf：中间组；Gt：后组；AX：光轴；L、L’：光轴；IMG：摄像元件；L1～L10：透镜；S：亮度光圈；F1：滤波器；F2、CG：护罩玻璃；E：观察者的眼睛。

Claims

1.一种物镜光学***，由从物体侧起依次配置的负折射力的前组、正折射力的中间组以及正折射力的后组组成，

通过使所述中间组沿着光轴移动来改变焦距，由此从远点观察状态调焦到近点观察状态，

所述物镜光学***的特征在于，

所述前组具有第一负透镜，所述第一负透镜是具有非球面的弯月透镜形状，

在所述远点观察状态和所述近点观察状态中的任一状态下，都满足以下的条件式(1)和(2)，

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

其中，

βf为所述中间组的横向倍率，

βt为所述后组的横向倍率，

Sa为所述中间组的从所述远点观察状态调焦到所述近点观察状态时的移动量，

FL为所述物镜光学***的焦距，

条件式(1)和(2)为所述远点观察状态的条件式和所述近点观察状态的条件式，所述远点观察状态下的物距为60mm，所述近点观察状态下的物距为31mm。

2.一种物镜光学***，由从物体侧起依次配置的负折射力的前组、正折射力的中间组以及正折射力的后组组成，

所述物镜光学***的特征在于，

所述中间组由亮度光圈和物体侧为平面的平凸透镜构成，

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.055 (1)

0.12≤Sa/FL≤0.44 (2)

其中，

βf为所述中间组的横向倍率，

βt为所述后组的横向倍率，

FL为所述物镜光学***的焦距，

3.根据权利要求1或2所述的物镜光学***，其特征在于，

所述物镜光学***为使用于立体内窥镜的物镜光学***。

4.根据权利要求1或2所述的物镜光学***，其特征在于，

满足以下的条件式(3)，

|(1/2)×βf×βt×((1/βf)-1)|≤0.044 (3)。