[发明专利]光学元件、光学系统及使用该光学系统的内窥镜

权利要求书

1.一种光学元件，其特征在于，

所述光学元件由绕中心轴旋转对称的折射率大于1的透明介质构成，所述透明介质具有：第1透射面；相比所述第1透射面靠近中心轴侧配置的第1反射面；相比所述第1反射面靠近像面的相反侧配置的第2反射面；相比所述第2反射面靠近像面侧配置的第2透射面；第3透射面；以及相比所述第3透射面靠近像面侧配置的第4透射面，入射到所述透明介质的光束具有侧视光路和直视光路，按照顺光线追迹的顺序，所述侧视光路构成大致Z字状的光路，该光路经过所述第1透射面进入所述透明介质内，在所述第1反射面向像面的相反侧反射，再在所述第2反射面向像面侧反射，经过所述第2透射面从所述透明介质射向外部到达像面侧，所述直视光路构成下述光路，即经过所述第3透射面进入所述透明介质内，经过所述第4透射面从所述透明介质射向外部到达像面侧，

所述第1反射面具有负光焦度，

在所述侧视光路中不形成中间像。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述侧视光路相对所述中心轴只在一侧构成。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，在所述中心轴附近配置所述第2透射面，在所述中心轴的周边部配置所述第1反射面和所述第2反射面，在所述中心轴的最外周部配置所述第1透射面。

4.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第1反射面是与所述第2透射面相同位置、相同形状的面。

5.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第1反射面是与所述第4透射面相同位置、相同形状的面。

6.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第2反射面是与所述第3透射面相同位置、相同形状的面。

7.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第1反射面和所述第2反射面具有全反射作用。

8.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第1透射面是圆柱或圆锥状的面。

9.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述第1反射面和所述第2反射面中的至少1个面由使不具有对称面的任意形状的线段绕中心轴旋转形成的扩展旋转自由曲面构成。

10.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述透明介质具有的面中的至少1个面由使包括奇数次项的任意形状的线段绕中心轴旋转形成的扩展旋转自由曲面构成。

11.一种光学系统，其特征在于，

所述光学系统具有前组、相比所述前组靠近像面侧配置的后组、以及配置于所述前组和所述后组之间的开口，在所述前组中配置有权利要求1或2所述的光学元件，所述直视光路对所述中心轴附近的物点进行摄像或投影，所述侧视光路对所述中心轴周边的物点进行摄像或投影，

在所述侧视光路中不形成中间像，

所述第1反射面被配置成为使其凹面朝向所述开口侧。

12.根据权利要求11所述的光学系统，其特征在于，所述侧视光路和所述直视光路共同使用所述光学元件的一部分，使所述直视光路的圆形状的影像和其外周的所述侧视光路的圆环状的影像形成在同一平面内。

13.根据权利要求11或12所述的光学系统，其特征在于，所述第2反射面被配置成为使其凹面朝向所述开口侧。

14.根据权利要求11或12所述的光学系统，其特征在于，所述侧视光路的影像不在光路中形成中间像。

15.根据权利要求11或12所述的光学系统，其特征在于，设所述光学元件的外形为D时，满足下述条件，

D＜10mm    ...(1)。

16.根据权利要求11或12所述的光学系统，其特征在于，设所述光学元件的外形为D，所述侧视光路的像的外形为Dr时，满足下述条件，

D/Dr＜2        ...(2)。