内窥镜物镜光学系统技术方案

本发明专利技术提供一种能够在确保图像的足够亮度的同时进行靠近观察的内窥镜物镜光学系统。提供一种内窥镜物镜光学系统（1），包括：从物体侧依次配置的前透镜组（FG）、亮度光圈（S）及后透镜组（BG）；以及凹凸透镜（Lm），其能够以使凸面朝向亮度光圈（S）侧的方式插入到亮度光圈（S）与前透镜组（FG）或亮度光圈（S）与后透镜组（BG）之间的光路，并能够以使凸面朝向亮度光圈（S）侧的方式从亮度光圈（S）与前透镜组（FG）或亮度光圈（S）与后透镜组（BG）之间的光路脱离。

【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内窥镜物镜光学系统。
技术介绍
以往，公知有一种可改变亮度光圈的光圈直径、通过进一步缩小光圈直径来扩大景深从而能够进行靠近观察的内窥镜用的光学系统(例如，参照专利文献I。)。专利文献1:日本特开2007 - 289278号公报但是，通过缩小亮度光圈获得的景深与光量处于相反的关系。即，在专利文献I的光学系统的情况下，存在有靠近观察时不能够充分地确保光量且图像变暗这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种能够在确保图像的足够亮度的同时进行靠近观察的内窥镜物镜光学系统。为了达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案。本专利技术提供一种内窥镜物镜光学系统，包括:从物体侧依次配置的前透镜组、亮度光圈及后透镜组；以及凹凸透镜，其能够以使凸面朝向上述亮度光圈侧的方式插入到上述亮度光圈与上述前透镜组或者上述亮度光圈与上述后透镜组之间的光路，并能够以使凸面朝向上述亮度光圈侧的方式从上述亮度光圈与上述前透镜组或或者上述亮度光圈与上述后透镜组之间的光路脱离。根据本专利技术，在凹凸透镜以使凸面朝向亮度光圈侧的方式插入到光路后，与从该光路退出后相比，焦点位置靠近近点侧。即，只要将凹凸透镜插入到光路或使凹凸透镜从光路脱离，就能够切换焦点处于远点的普通观察与焦点处于近点的靠近观察。另外，通过在光束直径较小的亮度光圈附近插入凹凸透镜，从而凹凸透镜的透镜直径较小即可。由此，用于确保凹凸透镜的退出的空间较小即可，能够实现整体的直径减小。在上述专利技术的基础上，也可以是，上述前透镜组是发散透镜系统，上述后透镜组是会聚透镜系统，上述凹凸透镜能够插入到上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路，并能够从上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路脱离，该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(1):(1) 0.9 ≤ Fin/Fout≤1.1其中，Fin是上述凹凸透镜插入到上述光路后的整个系统的焦距，Fout是上述凹凸透镜从上述光路退出后的整个系统的焦距。条件式(1)限定了将凹凸透镜插入光路后或使凹凸透镜从光路脱离后的焦距的变化量。即，通过满足条件式(1)，在切换普通观察与靠近观察时，由于显示于显示器的图像的视野范围的变化受到抑制，因此能够在不给观察者带来不适感的情况下改变焦点位置。在上述专利技术的基础上，也可以是，上述后透镜组是会聚透镜系统，上述凹凸透镜能够插入到上述亮度光圈与上述后透镜组之间，并能够从上述亮度光圈与上述后透镜组之间脱离，该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(2):(2) 1.1 < FOVout/FOVin < 1.5其中，FOVout是上述凹凸透镜插入到上述光路后的整个视角，FOVin是上述凹凸透镜从上述光路退出后的整个视角。条件式(2 )限定了在光路上装卸凹凸透镜时的整个视角的变化量。即，通过满足条件式(2)，在将凹凸透镜插入到光路后，整个视角变小，显示于显示器的视野范围变窄，SP，能够放大显示近点侧的像。由此，能够进一步详细地观察近点侧的区域。在上述专利技术的基础上，也可以是，该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(3 ):(3) 1.5 ≤D/A ≤ 3其中，A是上述亮度光圈的内径，D是上述凹凸透镜的外径。条件式(3)限定了凹凸透镜的外径相对于亮度光圈的内径的对比。即，通过满足条件式(3)，能够使穿过亮度光圈的光束整体穿过凹凸透镜，并且能够将凹凸透镜的透镜直径抑制为较小。在上述专利技术的基础上，也可以是，上述凹凸透镜满足以下条件式(4):(4) — 0.1 ≤ P ≤ 0.1其中，P是上述凹凸透镜的放大率。通过满足条件式(4)，在将凹凸透镜插入到光路后，即使凹凸透镜的中心位置相对于光轴略微偏移，也能够抑制视野中心偏移或产生像差。由此，能够防止在装卸凹凸透镜时给观察者带来不适感。另外，由于驱动凹凸透镜的驱动机构不要求精密的位置精度，因此能够以低成本制造驱动机构。在上述专利技术中，也可以是，该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(5):(5) 0.7 ≤ L/Fout ≤ 1.4其中，L是隔着上述亮度光圈的前后透镜的面间隔，Fout是上述凹凸透镜从上述光路退出后的整个系统的焦距。条件式(5)限定了用于配置凹凸透镜和驱动该凹凸透镜的驱动机构的亮度光圈前后的空间尺寸。即，通过满足条件式(5)，能够将整体的尺寸抑制得较小，并且确保用于设置凹凸透镜和驱动机构的足够的空间。在上述专利技术的基础上，上述凹凸透镜也可以是成形透镜。通过如此设置，与通过研磨加工制造的凹凸透镜相比，能够容易地以低成本制造凹凸透镜。在该结构的基础上，也可以是，该内窥镜物镜光学系统包括臂构件，该臂构件用于保持上述凹凸透镜并使该凹凸透镜在插入到上述光路的插入位置与从上述光路退出的退出位置之间移动，该臂构件与上述凹凸透镜形成为一体。通过如此设置，臂构件不需要用于保持凹凸透镜的架构件，能够减小凹凸透镜的退出用的空间。在上述专利技术的基础上，也可以是，上述凹凸透镜从上述光路退出后的有效光圈数(f-number)为 5 以上。通过如此设置，能够充分地确保足够的光量，并且能够通过将穿过亮度光圈的光束直径抑制为较小，从而将凹凸透镜的透镜直径抑制得较小。在上述专利技术的基础上，也可以是，上述凹凸透镜由多个透镜构成。通过如此设置，能够利用容易加工的凹透镜、凸透镜来构成具有与一体成形的凹凸透镜相同的光学性能的凹凸透镜。根据本专利技术，发挥了能够在确保图像的足够亮度的同时进行靠近观察的效果。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的内窥镜物镜光学系统的整体结构图。图2是表示具有与凹凸透镜一体成形而成的臂构件在内的驱动机构的一例的图。图3是表示由多个透镜构成的凹凸透镜的变形例的图。图4是本专利技术的实施例1的内窥镜物镜光学系统的透镜剖视图。图5是本专利技术的实施例2的内窥镜物镜光学系统的透镜剖视图。图6是本专利技术的实施例3的内窥镜物镜光学系统的透镜剖视图。图7是本专利技术的实施例4的内窥镜物镜光学系统的透镜剖视图。图8是表示图7的内窥镜物镜光学系统的普通观察状态下的(a)球面像差/轴上色像差、(b)像散和失真、(C)倍率色像差的图。图9是表示图7的内窥镜物镜光学系统的靠近观察状态下的(a)球面像差/轴上色像差、(b)像散和失真、(C)倍率色像差的图。图10是表不设于图7的内窥镜物镜光学系统的驱动机构的一例的图。图11是本专利技术的实施例5的内窥镜物镜光学系统的透镜剖视图。图12是表示图11的内窥镜物镜光学系统的普通观察状态下的(a)球面像差/轴上色像差、(b)像散和失真、(C)倍率色像差的图。图13是表示图11的内窥镜物镜光学系统的靠近观察状态下的(a)球面像差/轴上色像差、(b)像散和失真、(C)倍率色像差的图。 图14是表示设于图11的内窥镜物镜光学系统的驱动机构的一例的图。具体实施方式以下，参照图1 图3说明本专利技术的一个实施方式的内窥镜物镜光学系统I。如图1所示，本实施方式的内窥镜物镜光学系统I包括从物体侧依次配置的前透镜组FG、亮度光圈S及后透镜组BG、以及以能够装卸的方式设于前透镜组FG与亮度光圈S之间的光路上的凹凸透镜Lm。前透镜组FG具有平行平板LI。后透镜组BG从物体侧依次包括凸面朝向像侧的平凸透镜L2和凸面朝向物体侧的平凸透镜L3。凹凸透镜Lm以能够在使凸面朝向亮度光圈S侧插入亮度光圈S附近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.29 JP 2011-1443381.一种内窥镜物镜光学系统，包括: 从物体侧依次配置的前透镜组、亮度光圈及后透镜组；以及 凹凸透镜，其能够以使凸面朝向上述亮度光圈侧的方式插入到上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路或上述亮度光圈与上述后透镜组之间的光路，该凹凸透镜也能够以使凸面朝向上述亮度光圈侧的方式从上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路或上述亮度光圈与上述后透镜组之间的光路脱离。2.根据权利要求1所述的内窥镜物镜光学系统，其中， 上述前透镜组是发散透镜系统， 上述后透镜组是会聚透镜系统， 上述凹凸透镜能够插入到上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路，也能够从上述亮度光圈与上述前透镜组之间的光路脱离， 该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(I):(1)0.9 ≤ Fin/Fout ( 1.1其中， Fin:上述凹凸透镜插入到上述光路后的整个系统的焦距； Fout:上述凹凸透镜从上述光路退出后的整个系统的焦距。3.根据权利要求1所述的内窥镜物镜光学系统，其中， 上述后透镜组是会聚透镜系统， 上述凹凸透镜能够插入到上述亮度光圈与上述后透镜组之间，也能够从上述亮度光圈与上述后透镜组之间脱离， 该内窥镜物镜光学系统满足以下条件式(2):(2)1.1 < FOVout/FOVin < 1.5其中， FOVout:上述凹凸透镜插入到上...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田和雄，
申请(专利权)人：奥林巴斯医疗株式会社，
类型：
国别省市：