[发明专利]光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，尤其涉及使视场角较大的部分的物体像在平面环带状的像面上成像的物镜光学系统或摄像光学系统。 

背景技术

以往，使用鱼眼镜头等广角光学系统来作为对视场角宽广的周边部进行摄像的装置。但是，进行宽视场角的摄像会导致光学系统构成数量的增加，从而难以应用到小型光学设备尤其是内窥镜和胶囊型内窥镜中。 

以往，在专利文献1中提出了将胶囊型内窥镜前端的半球状的透明罩的内表面构成为圆锥面、从而使观察范围变为广角的方案，然而其原理并不明确。另外，在专利文献2中提出了将胶囊型内窥镜前端的透明罩前表面构成为圆锥面的方案。但是其并非使用该透明罩来实现视场角的拓宽。 

[专利文献1]日本特开2001-174713号公报 

[专利文献2]美国专利第5,604,531号说明书 

发明内容

鉴于现有技术中的这种状况，本发明的目的在于提供一种结构简单、可以对摄影视场角宽广的映像进行摄像、小型、像差校正良好且分辨率良好的光学系统。 

为达成上述目的，本发明的光学系统是使围绕中心轴旋转对称的凹面状的物体面在与中心轴正交的平面的像面上成像的成像系统，该光学系统具有折射元件，该折射元件由折射率大于1且具有第1透射面和第2透射面的透明介质构成，该第1透射面围绕中心轴旋转对称并沿着上述物体面，该第2透射面围绕中心轴旋转对称，来自物体面的光束经由上述折射元件在像面上成像，该光学系统的特征在于，上述第2透射面将凹面朝向像面侧，并且上述第2透射面在偏离中心轴的位置上且在包含中心轴的剖面内具有负放大率；并且，在中心轴与上述第1透射面相交的附近处，上述第1透射面的法线与中心轴形成有角度。 

这种情况下，优选在中心轴与上述第2透射面相交的附近处，上述第2透射面的法线与中心轴形成有角度。 

另外，优选上述第2透射面由围绕中心轴旋转对称的复曲面构成。 

另外，还可以构成为，上述第2透射面由围绕中心轴旋转对称的球面构成。 

另外，优选在上述折射元件的像面侧具有围绕中心轴旋转对称且具有正放大率的后组，来自物体面的光束依次经由上述折射元件与上述后组在像面上成像。 

另外，优选在上述折射元件与上述后组之间或者在上述后组之中具有与中心轴同轴配置的开口。 

另外，优选不使用在像面上成像的物体像的中心轴的附近部分。 

另外还可以构成为，对上述折射元件中产生的非点像差进行校正的非球面隔着上述开口配置在相反侧。 

本发明包括具有上述光学系统的内窥镜以及具有上述光学系统、将上述折射元件使用于圆顶形状的透明罩。 

进而，本发明还包括光学系统，其用作将配置于像面上的图像投影到物体面上的光学系统。 

根据上述本发明，可以获得一种结构简单、能对摄影视场角宽广的映像进行摄像、小型、像差校正良好且分辨率良好的光学系统。 

图1是沿着本发明实施例1的光学系统中心轴截取的剖面图。 

附图说明

图2是表示实施例1的透明罩的半球状内表面(第2透射面)的变形例的剖面图。 

图3是实施例1的光学系统的横像差图。 

图4是沿着本发明实施例2的光学系统的中心轴截取的剖面图。 

图5是实施例2的光学系统的横像差图。 

图6是沿着本发明实施例3的光学系统的中心轴截取的剖面图。 

图7是表示实施例3的透明罩的外表面(第1透射面)的变形例的剖面图。 

图8是实施例3的光学系统的横像差图。 

图9是沿着本发明实施例4的光学系统中心轴截取的剖面图。 

图10是实施例4的光学系统的横像差图。 

图11是用于表示使用本发明的宽视场角摄影光学系统作为内窥镜前端的摄影光学系统的例子的图。 

图12是用于表示使用本发明的宽视场角摄影光学系统作为胶囊型内窥镜的摄影光学系统的例子的图。 

具体实施方式

下面根据实施例来说明本发明的光学系统。