CN102338924B

CN102338924B - 电子内窥镜广角物镜

Info

Publication number: CN102338924B
Application number: CN 201110315989
Authority: CN
Inventors: 王立强
Original assignee: HANGZHOU SHOUTIAN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU SHOUTIAN PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: CN102338924A

Abstract

本发明涉及一种电子内窥镜广角物镜包括同光轴装置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：第一透镜面向物方为平面，面向像方为凹面；第二透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；第三透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；第四、第五透镜为胶合透镜组，其中第四透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面，第四透镜面向像方的凸面与第五透镜面向物方的凹面胶合在一起。该电子内窥镜广角物镜可实现高分辨力的体内成像，具有视场角大、分辨率高、体积小、加工工艺成熟、成本低等特点。

Description

电子内窥镜广角物镜

技术领域

本发明涉及一种电子内窥镜广角物镜，特别是涉及电子胃镜及肠镜的广角物镜。

背景技术

电子内窥镜已经成为体内病变探察诊断和微创手术的必需设备，在临床医学的各个领域广泛应用，特别在诊断消化道疾病上具有不可替代的作用。

电子内窥镜观察的角度越大，图像分辨率越高，医生可获取的信息就越多，疾病诊断准确性就越高，诊断时间也就越短。因此，广角、高分辨力的物镜是电子内窥镜的关键部件之一。目前的电子内窥镜物镜视场角为120°左右，与之配合使用的图像传感器为44万像素，每个像素尺寸在3微米以上，因此对物镜的要求较低，其中心视场分辨力在100 lp/mm以下。随着技术的进步，已经出现140°视场角的非球面物镜，而且与之配合使用的图像传感器的像素数在100万像素以上，每个像素尺寸为1.75微米，甚至1.4微米。此时对物镜的分辨力要求更高，传统的物镜已经无法满足要求。

此时，可采用非球面物镜，一般至少有一片以上非球面镜片，相比一般球面镜片，虽然视场角和分辨率有一定改善，但非球面镜片多为塑料镜片，与医学生物兼容性有一定差异，且无法多次消毒，而玻璃非球面镜片的生产工艺困难，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现140°广角、200 lp/mm高分辨力、全部为球面镜片的电子内窥镜广角物镜。

为达到上述目的，本发明的电子内窥镜广角物镜包括同光轴装置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：

第一透镜面向物方为平面，面向像方为凹面；

第二透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第三透镜面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第四、第五透镜为胶合透镜组，其中第四透镜面向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜面向物方为凹面，面向像方为凹面，第四透镜面向像方的凸面与第五透镜面向物方的凹面胶合在一起。

上述五个透镜共有九个镜面，第一透镜的平面为第一镜面，第一透镜的凹面为第二镜面，第二透镜的凹面为第三镜面，第二透镜的凸面为第四镜面，第三透镜的凹面为第五镜面，第三透镜的凸面为第六镜面，第四透镜面向物方的凸面为第七镜面，第四透镜和第五透镜的胶合面为第八镜面，第五透镜面向像方的凹面为第九镜面，九个镜面的结构参数见表1：

镜面号	曲率半径（mm）	镜面距离（mm）	镜面半径（mm）	玻璃材料
					1	R1=∞	D1=0.51	1.8	SILICA
2	R2=1.3	D2=1.82	1.025
					3	R3=-2.421	D3=0.7	0.525	LAK7_CHINA
4	R4=-1.3	D4=0.15	1.088
					5	R5=-47.619	D5=0.7	0.962	LAK7_CHINA
6	R6=-3.373	D6=0.15	1.088
					7	R7=4.207	D7=1.2	1.171	LAK3_CHINA
8	R8=-2.073	D8=0.35	1.171	SF57-SCHOTT
					9	R9=3.356	D9=0.8	1.154

本发明的电子内窥镜广角物镜，全部采用球面镜片，与现有光学镜片加工与检测工艺完全兼容，制造成本低，且在本发明给出的九个镜面的结构参数下，物镜的视场角度能达到140°广角，且0°中心视场的分辨率在MTF大于0.2的条件下达到200 lp/mm，即使在140°广角时，其MTF在大于0.2的条件下，仍然接近100 lp/mm。完全适用于1.75微米像素尺寸以下的图像传感器，可大幅提升电子内窥镜的成像性能。

附图说明

图1是本发明的电子内窥镜广角物镜的结构示意图。

图2是本发明的电子内窥镜广角物镜的0°中心视场光学传递函数图。

图3是本发明的电子内窥镜广角物镜的140°外围视场光学传递函数图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

参照图1，本发明的电子内窥镜广角物镜包括同光轴装置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：

第一透镜L1面向物方为平面，面向像方为凹面；

第二透镜L2面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第三透镜L3面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第四、第五透镜L4、L5为胶合透镜组，其中第四透镜L4面向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜L5面向物方为凹面，面向像方为凹面，第四透镜L4面向像方的凸面与第五透镜L5面向物方的凹面胶合在一起。

上述五个透镜共有九个镜面，第一透镜L1的平面为第一镜面，第一透镜L1的凹面为第二镜面，第二透镜L2的凹面为第三镜面，第二透镜L2的凸面为第四镜面，第三透镜L3的凹面为第五镜面，第三透镜L3的凸面为第六镜面，第四透镜L4面向物方的凸面为第七镜面，第四透镜L4和第五透镜L5的胶合面为第八镜面，第五透镜L5 面向像方的凹面为第九镜面，九个镜面的结构参数为：

图2和图3共计算了归一化坐标中0°(中心视场)，140°（外围视场）两个视场的传递函数值。由图2和图3的光学传递函数图可见，在传递函数值为0.20时，中心视场和外围视场两个视场的传递函数值能达到200lp/mm和100 lp/mm的分辨率。表明本发明的电子内窥镜广角物镜能够实现大视场、高分辨率的成像。

Claims

1.电子内窥镜广角物镜，包括同光轴装置的五片球面玻璃透镜，从物方至像方依次排列：

第一透镜（L1）面向物方为平面，面向像方为凹面；

第二透镜（L2）面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第三透镜（L3）面向物方为凹面，面向像方为凸面；

第四、第五透镜（L4、L5）为胶合透镜组，其中第四透镜（L4）面向物方为凸面，面向像方为凸面；第五透镜（L5）面向物方为凹面，面向像方为凹面，第四透镜（L4）面向像方的凸面与第五透镜（L5）面向物方的凹面胶合在一起，其特征在于：上述五个透镜共有九个镜面，第一透镜（L1）的平面为第一镜面，第一透镜（L1）的凹面为第二镜面，第二透镜（L2）的凹面为第三镜面，第二透镜（L2）的凸面为第四镜面，第三透镜（L3）的凹面为第五镜面，第三透镜（L3）的凸面为第六镜面，第四透镜（L4）面向物方的凸面为第七镜面，第四透镜（L4）和第五透镜（L5）的胶合面为第八镜面，第五透镜（L5）面向像方的凹面为第九镜面，九个镜面的结构参数见表1，表1中R1～R9分别为第一镜面～第九镜面的曲率半径，D1～D9分别为第一镜面～第九镜面的镜面距离；

表1

镜面号曲率半径mm 镜面距离mm 镜面半径mm 玻璃材料第一镜面 R1=∞ D1=0.51 1.8 SILICA 第二镜面 R2=1.3 D2=1.82 1.025 第三镜面 R3=-2.421 D3=0.7 0.525 LAK7_CHINA 第四镜面 R4=-1.3 D4=0.15 1.088 第五镜面 R5=-47.619 D5=0.7 0.962 LAK7_CHINA 第六镜面 R6=-3.373 D6=0.15 1.088 第七镜面 R7=4.207 D7=1.2 1.171 LAK3_CHINA 第八镜面 R8=-2.073 D8=0.35 1.171 SF57-SCHOTT 第九镜面 R9=3.356 D9=0.8 1.154

。