广角光学系统和内窥镜技术方案

以使所有视场的像的方向一致的同时由后级的共用的光学元件充分地校正倍率色像差为目的，广角光学系统(3)具备具有负和正的透镜(4、5)的负的折射力的第一组(6)、具有反射折射光学元件(14)的第二组(7)以及第三组(8)，反射折射光学元件(14)具备：物体侧的第一面(11)，其具有第一透过面(11a)和配置在其周围的第一反射面(11b)；像侧的第二面(12)，其具有第二透过面(12a)和配置在其周围的第二反射面(12b)；以及第三面(13)，其配置在第一面(11)与第二面(12)之间，是在物体侧具有顶角的圆锥面状的透过面，该广角光学系统(3)满足下式。νn＞νp α/2＞90°‑θk νn为负透镜(4)的阿贝数，νp为正透镜(5)的阿贝数，α为第三面(13)的顶角角度，θk为侧方视场内的最小视角的主光线的半视角(0<θk<90°)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种广角光学系统和内窥镜。
技术介绍
已知一种光学系统(例如参照专利文献1、2。)，具备：第一光学元件，其具有负的折射力，使来自前方的光透过，使来自侧方的光在像侧的反射面发生反射；以及第二光学元件，其具有正的折射力，将经由该第一光学元件的来自前方和侧方的两个光路进行合成而成像在共用的摄像元件上，其中，通过具有超广角的视角，能够同时观察前方和侧方的两个图像。在专利文献1的光学系统中，来自侧方的光入射至第一光学元件的圆筒面而发生折射，在像侧和与该像侧相向的物体侧的反射面依次各被反射一次之后，透过设置在像侧的中心轴周边的透过面而入射至正的光学元件。在专利文献2中，在第一光学元件的像侧的反射面被反射一次的来自侧方的光以及从物体侧入射后发生折射并透过像侧的透过面的来自前方的光入射至正的光学元件。专利文献1：日本特开2008-309861号公报专利文献2：日本特开2008-257121号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的光学系统由于相对于圆筒面的法线方向从物体侧、即窄角侧入射至圆筒面的光线与相对于法线方向从像侧、即广角侧入射至圆筒面的光线的折射方向相互不同，因此很难利用后级的共用的光学元件进行倍率色像差的校正。专利文献2的光学系统不产生倍率色像差的校正的问题，但是由于第一光学元件中的来自侧方的光的反射次数仅为一次，因此导致前方视场的像与侧方视场的像上下翻转。本专利技术是鉴于上述的情形而完成的，提供一种能够使所有视场的像的方向一致的同时由后级的共用的光学元件充分地校正倍率色像差的广角光学系统和内窥镜。用于解决问题的方案本专利技术的一个方式是一种广角光学系统，具备：第一组，其具有负的折射力的负透镜和正的折射力的正透镜；第二组，其配置在该第一组的像侧，具有反射折射光学元件；以及正的折射力的第三组，其配置在该第二组的像侧，所述反射折射光学元件具备：第一面，其被配置在物体侧，具备第一透过面和第一反射面，该第一透过面在中心具备光轴，该第一反射面呈环状配置在该第一透过面的周围，对来自像侧的光进行反射；第二面，其被配置在像侧，具备第二透过面和第二反射面，该第二透过面在中心具备光轴，该第二反射面呈环状配置在该第二透过面的周围，对来自物体侧的光进行反射；以及第三面，其被配置在所述第一面与所述第二面之间，是在物体侧具有顶角的圆锥面状的透过面，该广角光学系统满足下面的式(1)、(2)、(3)，(1)νn＞νp(2)|φn|＞|φp|(3)α/2＞90°-θk在此，νn为所述负透镜的阿贝数，νp为所述正透镜的阿贝数，φn为所述负透镜的折射力，φp为所述正透镜的折射力，α为所述第三面的顶角的角度，θk为侧方视场内的最小视角的主光线的半视角，0<θk<90°。根据本方式，当来自前方的物体的光入射至第一组时，通过阿贝数大的负透镜和阿贝数小的正透镜。通过使容易产生倍率色像差的负透镜的阿贝数大，能够抑制通过第一组的光产生倍率色像差。而且，通过了第一组的光在通过第二组的第一透过面和第二透过面之后，被第三组会聚。来自侧方的物体的光不入射至第一组而入射至第二组的第三面。在该情况下，入射至第三面的光通过满足式(3)，由此其主光线全部从与第三面的法线相比更靠像侧的位置入射并向像侧折射。其结果，能够使来自侧方的物体的全部光所产生的倍率色像差的符号与来自前方的物体的光所产生的倍率色像差的符号一致。而且，在第三面被折射向像侧的来自侧方的光按第二面的第二反射面和第一面的第一反射面的顺序各被反射一次之后，通过第二面的第二透过面后被第三组会聚。即，由于入射至第三组的来自前方和侧方的物体的两束光的倍率色像差的符号一致，因此能够通过共用的第三组充分地校正全部光的倍率色像差。来自侧方的物体的光在反射折射光学元件内被反射两次，因此能够防止侧方视场的像上下翻转。由此，能够使所有视场的像的方向一致。在上述方式中，也可以设为，所述第一组的所述负透镜和所述正透镜满足下面的式(4)。(4)vn＞35＞vp本专利技术的其它方式是具备上述任一个广角光学系统的内窥镜。根据本方式，能够获取充分地校正倍率色像差得到的广角的内窥镜图像。专利技术的效果根据本专利技术，能够使所有视场的像的方向一致的同时通过后级的共用的光学元件充分地校正倍率色像差。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的内窥镜的整体图。图2是本专利技术的一个实施方式所涉及的广角光学系统的结构图。图3是表示图2的广角光学系统的第一实施例的透镜排列的图。图4A是图3的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为113°的情况。图4B是图3的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为104°的情况。图4C是图3的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为95°的情况。图4D是图3的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为86°的情况。图4E是图3的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为77°的情况。图5A是图3的广角光学系统中的来自前方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为76°的情况。图5B是图3的广角光学系统中的来自前方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为60°的情况。图5C是图3的广角光学系统中的来自前方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为45°的情况。图5D是图3的广角光学系统中的来自前方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为30°的情况。图5E是图3的广角光学系统中的来自前方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为0°的情况。图6是表示图2的广角光学系统的第二实施例的透镜排列的图。图7A是图6的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为115°的情况。图7B是图6的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为105°的情况。图7C是图6的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为95°的情况。图7D是图6的广角光学系统中的来自侧方的物体的光的像差图，示出了最小视角的主光线的半视角为85°的情况。图7E是图6的广角光学系统中的来自侧方的物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广角光学系统，具备：第一组，其具有负的折射力的负透镜和正的折射力的正透镜；第二组，其配置在该第一组的像侧，具有反射折射光学元件；以及正的折射力的第三组，其配置在该第二组的像侧，其中，所述反射折射光学元件具备：第一面，其被配置在物体侧，具备第一透过面和第一反射面，该第一透过面在中心具备光轴，该第一反射面呈环状配置在该第一透过面的周围，对来自像侧的光进行反射；第二面，其被配置在像侧，具备第二透过面和第二反射面，该第二透过面在中心具备光轴，该第二反射面呈环状配置在该第二透过面的周围，对来自物体侧的光进行反射；以及第三面，其被配置在所述第一面与所述第二面之间，是在物体侧具有顶角的圆锥面状的透过面，该广角光学系统满足下面的式(1)、(2)、(3)，(1) vn＞vp(2) |φn|>|φp|(3) α/2＞90°‑θk在此，νn为所述负透镜的阿贝数，νp为所述正透镜的阿贝数，φn为所述负透镜的折射力，φp为所述正透镜的折射力，α为所述第三面的顶角的角度，θk为侧方视场内的最小视角的主光线的半视角，0<θk<90°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.23 JP 2014-1496831.一种广角光学系统，具备：
第一组，其具有负的折射力的负透镜和正的折射力的正透镜；
第二组，其配置在该第一组的像侧，具有反射折射光学元件；以及
正的折射力的第三组，其配置在该第二组的像侧，
其中，所述反射折射光学元件具备：第一面，其被配置在物体侧，具备第一透过面和第
一反射面，该第一透过面在中心具备光轴，该第一反射面呈环状配置在该第一透过面的周
围，对来自像侧的光进行反射；第二面，其被配置在像侧，具备第二透过面和第二反射面，该
第二透过面在中心具备光轴，该第二反射面呈环状配置在该第二透过面的周围，对来自物
体侧的光进行反射；以及第三面，其被...

【专利技术属性】
技术研发人员：水泽圣幸，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP