[发明专利]硬性镜用光学系统和硬性内窥镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬性镜用光学系统和硬性内窥镜。

背景技术

以往，作为对硬性内窥镜所具备的光学系统的轴上色像差进行校正的单元，除了利用一般的接合透镜以外，还利用了衍射光学元件(例如，参照专利文献1。)。

专利文献1：日本特开平8-29678号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的光学系统的情况下，通过衍射光学元件对两个波长间的轴上色像差进行校正，但是存在这些波长以外的波长的轴上色像差未被校正而作为所谓的次级频谱残留这样的问题。另外，由于透镜结构简单，因此存在光学性能低这样的问题。即，存在以下等问题：由于光束倾斜入射至衍射面而导致衍射效率下降以及产生光斑，无法确保足够大的NA(开口数)，不得不使衍射面的焦度分布变大，从而由于次级频谱的过度校正而产生负的次级频谱。

本发明是鉴于上述的情形而完成的，其目的在于提供一种能够良好地校正次级频谱来获得清晰明亮的光学像的硬性镜用光学系统和硬性内窥镜。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下单元。

本发明的第一方式是一种硬性镜用光学系统，具备：物镜光学系统；以及至少一个中继光学系统，该中继光学系统从入射侧起依次包括正的前组、中组以及后组，将成像于入射侧的第一成像面的光学像再次成像在出射侧的第二成像面，其中，一个中继光学系统中的上述中组具备具有衍射面的衍射光学元件，通过除了该衍射光学元件以外的其它光学系统而被校正了至少两个波长间的轴上色像差后的光束入射至该衍射光学元件的上述衍射面，该衍射光学元件对上述光束中包含的另一个波长的轴上色像差进行校正。

根据本发明的第一方式，通过物镜光学系统等成像于第一成像面的光束通过具有正焦度的前组、中组以及后组再次成像在第二成像面。在这种情况下，向一个中继光学系统的中组所具备的衍射光学元件入射由其它光学系统对两个波长间、例如与蓝色和红色对应的波长间的轴上色像差进行校正后的光束。入射的光束在通过衍射面的衍射作用校正了与其它颜色、例如绿色对应的波长相对于已经校正过的两个波长的轴上色像差之后成像于第二成像面。其它光学系统是指例如物镜光学系统、其它中继光学系统或者其它透镜组。

因而，能够在一个中继光学系统的第二成像面获得被良好地校正次级频谱后的光学像。另外，通过设为三个组的结构，能够容易确保NA并获得明亮的光学像，另外，能够将衍射面的焦度抑制得较小。另外，由于光束通过前组形成为大致平行光束后入射到衍射面，因此能够防止光斑的产生，从而获得清晰的光学像。并且，由于在衍射面的位置处轴上的光束和轴外的光束呈相叠加的状态，因此能够防止倍率色像差和色慧差的产生。

在上述的第一方式中，优选的是，上述中继光学系统满足下式(1)和(2)。

(1)  3Lf<Lfdoe

(2)  3Lb<Lbdoe

其中，上述一个中继光学系统的Lf是上述第一成像面至上述前组的最靠近入射侧的面为止的距离，Lfdoe是上述一个中继光学系统的上述第一成像面至上述衍射面为止的距离，Lb是上述后组的最靠近出射侧的面至上述第二成像面为止的距离，Lbdoe是上述一个中继光学系统的上述衍射面至上述第二成像面为止的距离。

式(1)和(2)规定了中继光学系统中的衍射面的位置。即，通过在距前组的最靠近入射侧的面和后组的最靠近出射侧的面足够远的位置配置衍射面，由此使向衍射面入射的光束变成更平行的状态。由此，能够更可靠地防止在衍射面产生光斑。在Lfdoe和Lbdoe分别为Lf或LB的三倍以下的情况下，很难使向衍射面入射的光束变成足够平行的光束，有可能导致光斑的产生和衍射效率的下降。

在上述第一方式中，优选的是，上述一个中继光学系统满足下式(3)。

(3)  0.5<fdoe/(ff+fm+fb)<10

其中，fdoe是上述衍射光学元件的焦距，ff是上述一个中继光学系统的上述前组的焦距，fm是上述一个中继光学系统的上述中组的焦距，fb是上述一个中继光学系统的上述后组的焦距。