[發明專利]內窺鏡用物鏡光學系統

有效

• 申請號: 201880091331.7
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN111868599B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 加茂裕二;曾根伸彥
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: G02B13/04
• 分類號: G02B13/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種能夠確保后焦距并能夠應對高像素化的高性能的內窺鏡用物鏡光學系統。由從物體側起依次配置的負折射力的第1組(G1)、正折射力的第2組(G2)、正折射力的第3組(G3)構成，第1組(G1)和第3組(G3)固定，第2組(G2)移動，第1組(G1)具有至少兩片負折射力的透鏡，第3組(G3)由從物體側起依次配置的正折射力的第3?1組(G3?1)、負折射力的第3?2組(G3?2)、正折射力的第3?3組(G3?3)、正折射力的第3?4組(G3?4)構成。

技術領域

本發明涉及一種內窺鏡用物鏡光學系統。特別是涉及一種后焦距長的內窺鏡用物鏡光學系統。后焦距長的內窺鏡用物鏡光學系統例如對于在醫療領域、工業領域等中使用的內窺鏡裝置而言是較佳的。

背景技術

內窺鏡是在醫療用領域及工業用領域中廣泛使用著的裝置。特別是在醫療用領域中，被插入到體腔內的內窺鏡獲取體腔內的圖像。像這樣，醫療用領域中的內窺鏡被用于進行觀察部位的診斷、治療。

以往，物鏡光學系統通過設定適當的Fno(F數)和適當的焦點位置，從近距點到遠距點均能夠獲取聚焦的圖像。然而，隨著攝像元件的高像素化，景深有變窄的傾向。根據該情況，存在如下結構：配備使光學系統的一部分透鏡移動來改變焦點位置的調焦功能。例如，在專利文獻1、2中提出了具有調焦功能的物鏡光學系統。

另外，為了擴大景深，還提出了其它結構的物鏡光學系統。在該光學系統中，在光路內配置偏振棱鏡來將光路分割為兩個。攝像元件利用被分割成兩個的光來同時獲取遠距點圖像和近距點圖像。然后，通過圖像處理，來基于遠距點圖像和近距點圖像合成出聚焦的圖像。由此，能夠擴大物鏡光學系統的景深。具有偏振棱鏡的物鏡光學系統需要非常大的后焦距。例如，在專利文獻3、4中提出了配置有偏振棱鏡的后焦距大的光學系統。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-107391號公報

專利文獻2：日本特開2017-219783號公報

專利文獻3：日本專利第5607278號公報

專利文獻4：國際公開第2016/067838號

發明內容

發明要解決的問題

一般地，通過增加攝像元件的像素數，能夠實現高圖像質量化。然而，隨著高像素化，物鏡光學系統的性能也要提高才能達成充分的高圖像質量化。

另一方面，為了獲得足夠長度的后焦距，作為物鏡光學系統的基本結構，需要設定為負組、正組的焦度配置的反遠距型。在光路中配置棱鏡的情況下，必須取非常大的后焦距。必須使負組的折射力、正組的折射力都增大，使透鏡位置相對于主點位置大幅地移動。

在醫療用途的內窺鏡的情況下，插入部的頂端的透鏡在體內與臟器接觸。因此，需要在透鏡中使用安全性高的玻璃材料以避免構成透鏡的材料溶出時對人體造成傷害。因此，導致最靠物體側的第一透鏡的選項受限。其結果是，無法充分地校正色像差、像場彎曲等。因此，當設為折射力大的負組、正組的結構時，導致負組的殘余像差被正組放大了。因此，變得難以確保光學性能。

另外，為了在將內窺鏡插入到體內時不使人體難受并且在體內自由回轉，需要使透鏡直徑、光學全長變小。像這樣，具有大的后焦距且使物鏡光學系統高性能化是非常困難的。

專利文獻1所記載的光學系統具有用于放置在光路內進行一次反射的棱鏡的空間。然而，后焦距還是小，無法放置進行兩個光路分割的棱鏡。

專利文獻2所記載的光學系統的負組由一片負透鏡構成。因此，負折射力的透鏡中的像差產生得大，對于高像素化而言存在問題。另外，也沒有充分地取得后焦距。