CN107608054A - 一种用于内窥镜的取像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于内窥镜的取像镜头，包括由物侧至像侧依次设置的第一镜片和第二镜片；取像镜头满足如下条件式：0.19≤D11/D≤0.25；1.17≤H1/D12≤1.24；其中，D11为沿光轴由第一镜片的物侧至其像侧的距离，D12为沿光轴由第一镜片的像侧至第二镜片的物侧的距离，D为沿光轴由第一镜片的物侧至第二镜片的像侧的距离，H1为第一镜片的像侧面的有效径。本发明通过条件式限制第一镜片和第二镜片，其可保证具有较高成像品质的前提下，减少镜片的数目、缩短了取像镜头长度。

Description

一种用于内窥镜的取像镜头

技术领域

本发明涉及成像技术，尤其是涉及一种用于内窥镜的取像镜头。

背景技术

内窥镜需要由切口或天然孔道进入人体内，以便于观察人体内的病变。由于切口及人体孔道极小，故为了保证内窥的正常进行，其要求内窥镜不断向轻薄、短小的方向发展。

目前，为了保证镜头的成像质量，其易导致镜头长度过大，其增大了镜头的体积，不利于内窥镜的整体小型化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种尺寸小并用于内窥镜的取像镜头。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种用于内窥镜的取像镜头，包括由物侧至像侧依次设置的第一镜片和第二镜片；所述取像镜头满足如下条件式：

0.19≤D11/D≤0.25；

1.17≤H1/D12≤1.24；

其中，D11为沿光轴由第一镜片的物侧至其像侧的距离，D12为沿光轴由第一镜片的像侧至第二镜片的物侧的距离，D为沿光轴由第一镜片的物侧至第二镜片的像侧的距离，H1为第一镜片的像侧面的有效径。

与现有技术相比，本发明通过上述条件式限制第一镜片和第二镜片，其可保证具有较高成像品质的前提下，减少镜片的数目、缩短了取像镜头长度。

附图说明

图1是本发明的用于内窥镜的取像镜头的光学结构示意图；

图2是本发明的用于内窥镜的取像镜头的较佳实施例的球差特性曲线图；

图3是本发明的用于内窥镜的取像镜头的较佳实施例的场曲特性曲线图；

图4是本发明的用于内窥镜的取像镜头的较佳实施例的畸变特性曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供了一种用于内窥镜的取像镜头100，包括由物侧至像侧依次设置的第一镜片11和第二镜片12，第一镜片11和第二镜片12同一光轴依次排列。取像时，光线依次经过第一镜片11和第二镜片12，然后成像于成像面200。

第一镜片11具有相对物侧的第一表面S1和相对像侧的第二表面S2，第一表面S1向物侧外凸，第二表面S2则向像侧内凹；第二镜片12具有相对物侧的第三表面S3和相对像侧的第四表面S4，第三表面S3相对物侧内凹，第四表面S4则向像侧外凸。而且，本实施例的所述第一镜片11和第二镜片12的物侧面、像侧面均为非球面。

上述第一镜片11和第二镜片12均可采用塑料材质制备以降低制造成本。

为了保证成像品质及减少镜片数目，所述取像镜头100满足如下条件式：

①0.19≤D11/D≤0.25；

②1.17≤H1/D12≤1.24；

其中，D11为沿光轴由第一镜片11的物侧至其像侧的距离，D12为沿光轴由第一镜片11的像侧至第二镜片12的物侧的距离，D为沿光轴由第一镜片11的物侧至第二镜片12的像侧的距离，H1为第一镜片11的像侧面的有效径。

其通过条件式①限制了取像镜头100的长度及第一镜片11的沿光轴的厚度，其可保证取像的稳定性及品质，并通过条件式②限定第一镜片11和第二镜片12的沿光轴的间距及第二表面S2的有效径，其利于缩短取像镜头100长度的前提下，可一定程度限制第一镜片11的外径，其可在保证成像品质的前提下，最小化取像镜头100的尺寸。

所述取像镜头100还满足如下条件式：

③-2.24≤R3/D22≤-1.85；

其中，R3为第二镜片12的物侧面的曲率半径，D22为沿光轴由第二镜片12的物侧至其像侧的距离。

条件式③限制了第二镜片12沿光轴的厚度，同时控制第二镜片12的曲率半径与其的比例，保证其在成像面200的成像质量。

所述取像镜头100还满足如下条件式：

④1.7≤f1*f2/f≤22.5

其中，f1为第一镜片11的焦距，f2为第二镜片12的焦距，f为取像镜头100的焦距。

条件式④限定了第一镜片11、第二镜片12与取像镜头100的焦距关系，其利于保证成像的稳定性及成像品质。

所述取像镜头100还满足如下条件式：

⑤0.73≤R1/f1≤1.57；

其中，R1为第一镜片11的物侧面的曲率半径。

条件式⑤限定了第一镜片11的体积，进而限制了整个取像镜头100的体积，保证其具有更小的尺寸。

以下根据上述条件式①～⑤并结合附表进一步说明取像镜头100100。其中，R为对应表面的曲率半径，D为对应表面沿光轴至其像侧相邻表面的距离。一下附表均满足上述条件式①～⑤，且为本发明的较佳实施例。

表1

光学表面	R(mm)	D(mm)
			S1	1.753642	0.47
S2	0.765215	0.13
			S3	-3.335486	1.61
S4	-1.678456	-

其中，非球面的面型可用以下公式表示：

其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半径，h为镜片高度，k为圆锥定数(Coin Constant)，A为四次的非球面系数(4th orderAsphericalCoefficient)，B为六次的非球面系数(6th order AsphericalCoefficient)，C为八次的非球面系数(8th order AsphericalCoefficient)，D为十次的非球面系数(10thorder AsphericalCoefficient)。

本实施例中镜片的非球面系数如下表所示：

表2

光学表面	K	A	B	C	D
						S1	-0.0915982	-3.1255354	99.424357	-534.1478	3734.4521
S2	7.1254253	-97.41212	4167.18546	-61245.541	-77246.479
						S3	-2.6496321	61.457532	-3149.2315	34531.952	-149388.35
S4	0.0157335	-1.254563	15.4971321	-47.327815	34.445631

上述实施例的取像镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图2～4所示。图2中，分别针对f线(波长值435.8nm)，d线(波长值587.6nm)，c线(波长值656.3nm)而观察到的球差值。总体而言，该实施例的取像镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生的球差值在(-0.02mm，0.03mm)范围内。图3中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.02mm，0.01mm)范围内。图4中的畸变率控制在(0.1％，0.2％)范围内。由此可见，取像镜头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于内窥镜的取像镜头，其特征在于，包括由物侧至像侧依次设置的第一镜片和第二镜片；所述取像镜头满足如下条件式：

0.19≤D11/D≤0.25；

1.17≤H1/D12≤1.24；

其中，D11为沿光轴由第一镜片的物侧至其像侧的距离，D12为沿光轴由第一镜片的像侧至第二镜片的物侧的距离，D为沿光轴由第一镜片的物侧至第二镜片的像侧的距离，H1为第一镜片的像侧面的有效径。

2.根据权利要求1所述的用于内窥镜的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足如下条件式：

-2.24≤R3/D22≤-1.85；

其中，R3为第二镜片的物侧面的曲率半径，D22沿光轴由第二镜片的物侧至其像侧的距离。

3.根据权利要求2所述的用于内窥镜的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足如下条件式：

1.7≤f1*f2/f≤22.5

其中，f1为第一镜片的焦距，f2为第二镜片的焦距，f为取像镜头的焦距。

4.根据权利要求3所述的用于内窥镜的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足如下条件式：

0.73≤R1/f1≤1.57；

其中，R1为第一镜片的物侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的用于内窥镜的取像镜头，其特征在于，所述第一镜片和第二镜片的物侧面、像侧面均为非球面。