CN104483747A - 一种c-mount接口的90°转向适配器的光学结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构，应用于内窥镜摄像系统，属于图像显示技术领域，利用中继透镜组件代替玻璃棒，增加光学长度，并改变转向棱镜组件的结构，使中继透镜组件和转向棱镜组件组合后成正像，实现适配器与摄像系统可通过C-MOUNT接口连接，克服现有90°转像适配器结构不能实现C-MOUNT接口连接的缺陷，特别适用于C-MOUNT连接的90°转向内窥镜摄像适配器,应用于泌尿科检查和手术。

Description

一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构
技术领域
本发明涉及一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构，应用于内窥镜摄像系统，属于图像显示技术领域。
背景技术
内窥镜摄像适配器是连接内窥镜与摄像装置的部件，其作用是将内窥镜所成的像成像到摄像装置的成像元件上。对于泌尿科等应用来说需要一种90°转向的光学适配器，现有90°转向适配器是与摄像装置集成在一起的，这种结构限制了摄像装置的应用范围，从应用需求来看，需要一种通过C-MOUN接口连接摄像装置的适配器。现有90°转向适配器由玻璃棒、直角屋脊棱镜和成像组件组成，其技术方案的核心是通过带有屋脊面的直角屋脊棱镜实现光路90°转向，再通过成像组件成像到成像元件上，由于标准内窥镜目镜罩的尺寸相对较大，适配器与内窥镜连接的接口具有较大的空间，通过在直角屋脊棱镜前增加玻璃棒的方式，能增加屋脊棱镜与目镜罩的距离有限，仍不能满足90°转向适配器与摄像装置通过C-MOUNT接口连接。因此需要对现有90°转向适配器光路进行改进，保证摄像适配器成倒像的同时实现90°转向适配器与摄像装置通过C-MOUNT接口进行连接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构，采用的技术方案是：利用中继透镜组件代替玻璃棒，增加光学长度，并改变转向棱镜组件的结构，使中继透镜组件和转向棱镜组件组合后成正像，实现适配器与摄像系统可通过C-MOUNT接口连接，克服现有90°转向适配器结构不能实现C-MOUNT接口连接的缺陷。
现结合附图详细说明本发明的技术方案：一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构，含中继透镜组件1、转向棱镜组件2和成像组件3。中继透镜组件1是开普勒望远结构，含入瞳11、中继透镜前组12和中继透镜后组13，入瞳11、中继透镜前组12和中继透镜后组13按照共轴的方式顺序排列，转向棱镜组件2 含45°直角屋脊棱镜21、等腰直角棱镜22和等腰直角棱镜23，45°直角屋脊棱镜21含直角面211、直角面212和屋脊面213，等腰直角棱镜22含直角面221和直角面222，等腰直角棱镜23含直角面231和直角面232，45°直角屋脊棱镜21的直角面211与等腰直角棱镜的直角面222在同一平面，45°直角屋脊棱镜21的直角面212和等腰直角棱镜22的直角面221重合，等腰直角棱镜23的直角面232与等腰直角棱镜22的直角面221垂直，又与等腰直角棱镜22的直角面222垂直，等腰直角棱镜23的直角面231与等腰直角棱镜22的直角面222重合，45°直角屋脊棱镜的直角面211是转向棱镜组件2的入射面，等腰直角棱镜23的直角面232是转向棱镜组件2的出射面，其特征在于，入瞳11距中继透镜前组12的距离为2~10mm，中继透镜前组12与中继透镜后组13之间的距离为10~20mm，前组12的焦距范围为5~15mm，中继透镜后组13的焦距范围为5~15mm，中继透镜组件1的角放大倍率在0.33~3倍之间，成像组件3的焦距范围为10~40mm，中继透镜组件1的光轴垂直于转向棱镜组件2的入射面，中继透镜后组13距转向棱镜组件2的入射面的距离1~5mm，成像组件3的光轴垂直于转向棱镜组件2的出射面，中继透镜组件1的光轴与成像组件3的光轴成90°角，中继透镜组件1的入瞳面距成像组件3的光轴距离L范围在30~40mm之间，90°转向适配器的组合焦距为10~30mm。
本发明的优点在于，通过加入中继透镜组件1有效拉长了光学长度，可保证有足够的空间实现适配器与摄像装置通过C-MOUNT接口连接，有效增大摄像装置的应用范围。
附图说明
图1：背景技术适配器光学结构示意图。
图2：本发明适配器光学结构示意图。
图3：本发明转向棱镜组件平面示意图。
图4：本发明转向棱镜组件立体示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案和工作原理。所有实施例都具有与发明内容所述结构完全相同的结构，为避免重复，以下实施例仅罗列关键的技术数据。
实施例1：入瞳11距中继透镜前组12的距离为2mm，中继透镜后组13距转向棱镜组件2的入射面的距离为1mm，中继透镜前组12和中继透镜后组13的距离为10mm,中继透镜前组12焦距为6m，中继透镜后组13焦距为12mm，中继透镜组件1的角放大倍率为0.5倍，成像组件3的焦距为30mm，90°转向适配器的组合焦距为15mm，入瞳11距成像组件3的光轴的距离L为30mm。
工作原理为：由内窥镜出射的±7°的近似平行光通过中继透镜组件1的转折，成倒立像，并由中继透镜后组13平行出射，光束垂直入射45°直角屋脊棱镜21的直角面211，通过45°直角屋脊棱镜21反射，将光轴转折90°；然后垂直从45度直角屋脊棱镜21的直角面212出射，并垂直入射等腰直角棱镜22的直角面221，光束通过等腰直角棱镜22的反射，光轴再转折90°，从等腰直角棱镜22的直角面222出射，并垂直入射等腰直角棱镜23的直角面231，光束通过等腰直角棱镜23的反射，光轴再次被转折90°。此时光轴与入射轴成90°夹角。光束通过转向棱镜组件2时，在子午面内，经过两次反射，一次屋脊面反射，一次平面反射，成镜像，在弧矢面内，经过两次反射，一次屋脊面反射，一次平面反射，成镜像。这样，中继透镜组件1和转向棱镜系组件2组合成正立像。最后，光束进入成像组件3，成像到成像元件上，系统成倒立像。
实施例2：入瞳11距中继透镜前组12的距离为5mm，中继透镜后组13距转向棱镜组件2的入射面的距离为3mm，中继透镜前组12和中继透镜后组13的距离为15mm,中继透镜前组12焦距为10m，中继透镜后组13焦距为10mm，中继透镜组件1的角放大倍率为1倍，成像组件3的焦距为20mm，90°转向适配器的组合焦距为20mm，入瞳11距成像组件3的光轴的距离L为35mm。
实施例3：入瞳11距中继透镜前组12的距离为8mm，中继透镜后组13距转向棱镜组件2的入射面的距离为5mm，中继透镜前组12和中继透镜后组13的距离为20mm,中继透镜前组12焦距为15m，中继透镜后组13焦距为7.5mm，中继透镜组件1的角放大倍率为2倍，成像组件3的焦距为15mm，90°转向适配器的组合焦距为30mm，入瞳11距成像组件3的光轴的距离L为40mm。
实施例2、实施例3具有与实施例1相同的工作原理，这里不再赘述。
本发明的适配器光学结构方案，特别适用于C-MOUNT连接的90°转向内窥镜摄像适配器,应用于泌尿科检查和手术。

Claims (4)

1.一种C-MOUNT接口的90°转向适配器的光学结构，含中继透镜组件(1)、转向棱镜组件(2)和成像组件(3)，中继透镜组件(1)是开普勒望远结构，含入瞳(11)、中继透镜前组(12)和中继透镜后组(13)，入瞳(11)、中继透镜前组(12)和中继透镜后组(13)按照共轴的方式顺序排列，转向棱镜组件(2) 含45°直角屋脊棱镜(21)、等腰直角棱镜(22)和等腰直角棱镜(23)，45°直角屋脊棱镜(21)含直角面(211)、直角面(212)和屋脊面(213)，等腰直角棱镜(22)含直角面(221)和直角面(222)，等腰直角棱镜(23)含直角面(231)和直角面(232)，45°直角屋脊棱镜(21)的直角面(211)与等腰直角棱镜的直角面(222)在同一平面，45°直角屋脊棱镜(21)的直角面(212)和等腰直角棱镜(22)的直角面(221)重合，等腰直角棱镜(23)的直角面(232)与等腰直角棱镜(22)的直角面(221)垂直，又与等腰直角棱镜(22)的直角面(222)垂直，等腰直角棱镜(23)的直角面(231)与等腰直角棱镜(22)的直角面(222)重合，45°直角屋脊棱镜的直角面(211)是转向棱镜组件(2)的入射面，等腰直角棱镜(23)的直角面(232)是转向棱镜组件(2)的出射面，其特征在于，入瞳(11)距中继透镜前组(12)的距离为2~10mm，中继透镜前组(12)与中继透镜后组(13)之间的距离为10~20mm，前组(12)的焦距范围为5~15mm，中继透镜后组(13)的焦距范围为5~15mm，中继透镜组件(1)的角放大倍率在0.33~3倍之间，成像组件(3)的焦距范围为10~40mm，中继透镜组件(1)的光轴垂直于转向棱镜组件(2)的入射面，中继透镜后组(13)距转向棱镜组件(2)的入射面的距离1~5mm，成像组件(3)的光轴垂直于转向棱镜组件(2)的出射面，中继透镜组件(1)的光轴与成像组件(3)的光轴成90°角，中继透镜组件(1)的入瞳面距成像组件(3)的光轴距离L范围在30~40mm之间，90°转向适配器的组合焦距为10~30mm。
2.根据权利要求1所述，入瞳(11)距中继透镜前组(12)的距离为2mm，中继透镜后组(13)距转向棱镜组件(2)的入射面的距离为1mm，中继透镜前组(12)和中继透镜后组(13)的距离为10mm,中继透镜前组(12)焦距为6m，中继透镜后组(13)焦距为12mm，中继透镜组件(1)的角放大倍率为0.5倍，成像组件(3)的焦距为30mm，90°转向适配器的组合焦距为15mm，中继透镜组件（1）的入瞳（11）距成像组件（3）光轴距离L为30mm。
3.根据权利要求1所述，入瞳（11）距中继透镜前组（12）的距离为5mm，中继透镜后组（13）距转向棱镜组件（2）的入射面的距离为3mm，中继透镜前组（12）和中继透镜后组（13）的距离为15mm,中继透镜前组（12）焦距为10m，中继透镜后组（13）焦距为10mm，中继透镜组件（1）的角放大倍率为1倍，成像组件（3）的焦距为20mm，90°转向适配器的组合焦距为20mm，入瞳（11）距成像组件（3）光轴距离L为35mm。
4.根据权利要求1所述，入瞳（11）距中继透镜前组（12）的距离为8mm，中继透镜后组（13）距转向棱镜组件（2）的入射面的距离为5mm，中继透镜前组（12）和中继透镜后组（13）的距离为20mm,中继透镜前组（12）焦距为15m，中继透镜后组（13）焦距为7.5mm，中继透镜组件（1）的角放大倍率为2倍，成像组件（3）的焦距为15mm，90°转向适配器的组合焦距为30mm，入瞳（11）距成像组件（3）光轴距离L为40mm。
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