CN109247904A - 一种内窥镜物镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内窥镜物镜，其包括依次设置的第一透镜~第五透镜，所述第一透镜为负透镜，第二透镜为正透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为正透镜，第五透镜为负透镜；所述第四透镜和第五透镜组成具有负折射力的胶合透镜；第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜组成具有正折射力的光组。采用本发明的技术方案，具有高清和细径的效果，同时满足物镜的大视场角、大景深的需求，可以更好地校正轴上和倍率色差，提升图像边缘画质，降低对物镜的制造公差要求，且能满足3mm‑100mm大景深要求的球面内窥镜物镜。

Description

一种内窥镜物镜
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种内窥镜物镜。
背景技术
在电子内窥镜手术过程中，高清图像的获取能为医生对病情判断提供至关重要的依据，而细径化的内镜插入部能够有效缓解病人的痛楚，提高手术的成功率，并减轻插入部对病人体内粘膜的意外擦伤。为了达到高清和细径的目的，图像采集芯片选用封装尺寸越来越小，整体像素数越来越大的芯片。其带来的效果是像元尺寸的减小，因而对内窥镜物镜的要求是高分辨率，大通光口径，小尺寸，大景深。这些要求本身就具有矛盾性，不可兼得。内窥镜经物镜设计的好坏，直接决定了整体图像的清晰程度和整体尺寸的大小。
现有技术为了达到高清和细径的效果，往往会试用非球面的设计。而考虑到内窥镜的工作和消毒环境，不会考虑塑料镜片。然而，玻璃非球面的加工难度和生产成本是非常之高的。而某些不使用非球面的设计，则难以兼顾细径化的要求，导致整体镜体不能满足功能需求或者尺寸偏大。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开了一种内窥镜物镜，其为球面物镜，具有高清和细径的效果，大通光口径，大视场角，抗边缘画质劣化，降低制造公差要求，能满足3mm-100mm大景深要求。
对此，本发明的技术方案为：
一种内窥镜物镜，在光阑之后至少具备一个正厚透镜，其包括依次设置的第一透镜～第五透镜，所述第一透镜为负透镜，第二透镜为正透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为正透镜，第五透镜为负透镜；所述第四透镜和第五透镜组成具有负折射力的胶合透镜；第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜组成具有正折射力的光组。
作为本发明的进一步改进，其包括滤波片，所述滤波片位于第五透镜的外侧。
优选的，所述滤波片为平板滤波片。进一步的，所述滤波片的滤波段为根据实际需要所滤特定波段。
作为本发明的进一步改进，所述第二透镜的中心厚度D4与第一透镜的中心厚度D1满足：1<D4/D1<3。采用此技术方案，能够有效降低轴外像散和场曲，起到抗边缘画质劣化的效果，并降低对制造公差的要求。
作为本发明的进一步改进，所述第四透镜的阿贝数νd8与第五透镜的阿贝数νd9之比为2<νd8/νd9<4。
作为本发明的进一步改进，所述第五透镜的阿贝数νd9满足7<νd9/nd9<11，其中，nd9为d光的折射率。
采用上述技术方案，能够校正轴上和倍率色差，起到高清和抗边缘画质劣化的效果。
作为本发明的进一步改进，所述第一透镜为平凹负透镜，且平面朝向物方。
作为本发明的进一步改进，所述第二透镜为凹凸厚弯月正透镜，且凹面均朝向物方。
作为本发明的进一步改进，所述第三透镜为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。
作为本发明的进一步改进，所述第四透镜为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。
作为本发明的进一步改进，所述第五透镜为双凹负透镜，且曲率半径绝对值小的一面朝向物方。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用本发明的技术方案，具有高清和细径的效果，同时满足物镜的大视场角、大景深的需求，可以更准确地校正物镜倍率色差，提升图像边缘画质，降低对物镜的制造公差要求，且能满足3mm-100mm大景深要求的球面内窥镜物镜。
附图说明
图1为实施例1的内窥镜物镜的光学系统的剖面结构图。
图2为实施例1的内窥镜物镜的光学系统的畸变图。
图3为实施例1的内窥镜物镜光学系统的倍率色差图。
图4为实施例1的高清内窥镜物镜光学系统的MTF曲线图。
图5为实施例2的内窥镜物镜的光学系统的剖面结构图。
图6为实施例2的内窥镜物镜光学系统的畸变图。
图7为实施例2的内窥镜物镜光学系统的倍率色差图。
图8为实施例2的内窥镜物镜光学系统的MTF曲线图。
图9为实施例3的内窥镜物镜的光学系统的剖面结构图。
图10为实施例3的内窥镜物镜光学系统的畸变图。
图11为实施例3的内窥镜物镜光学系统的倍率色差图。
图12为实施例3的内窥镜物镜光学系统的MTF曲线图。
附图标记包括：1-第一透镜，2-第二透镜，3-第三透镜，4-第四透镜，5-第五透镜，6-滤波片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，一种内窥镜物镜，其包括依次设置的第一透镜1～第五透镜5和滤波片6，所述第一透镜1为负透镜，第二透镜2为正透镜，第三透镜3为正透镜，第四透镜4为正透镜，第五透镜5为负透镜；所述第四透镜4和第五透镜5组成具有负折射力的胶合透镜；第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5组成具有正折射力的光组。所述滤波片6位于第五透镜5的外侧。所述第一透镜1为平凹负透镜，且平面朝向物方。所述第二透镜2为凹凸厚弯月正透镜，且凹面均朝向物方。所述第三透镜3为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。所述第四透镜4为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。所述第五透镜5为双凹负透镜，且曲率半径绝对值小的一面朝向物方。滤波片6为特定波段滤光片。
进一步的，所述第二透镜2的中心厚度D4与第一透镜1的中心厚度D1满足：1<D4/D1<3。满足该条件，能够有效降低轴外像散和场曲，起到抗边缘画质劣化的效果，并降低制造公差。
进一步的，所述第四透镜4的阿贝数νd8与第五透镜5的阿贝数νd9之比为2<νd8/νd9<4。所述第五透镜5的阿贝数νd9满足7<νd9/nd9<11，其中，nd9为d光的折射率。满足该条件，能够校正轴上和倍率色差，起到高清和抗边缘画质劣化的效果。
将第一透镜1～第五透镜5和滤波片6按照组装成内窥镜物镜进行测试，该内窥镜物镜的各部件的参数如表1所示。测试的系统参数为：F:0.9938405，FNO.：6，视角FOV:140°，像高：0.95mm。采用本实施例的内窥镜物镜的光学系统的畸变图如图2所示，倍率色差图如图3所示，MTF曲线图如图4所示。从图2～图4可见，可以更准确地校正物镜倍率色差，提升图像边缘画质，而且具有高清和大景深的效果。
表1
实施例2
如图5所示，在实施例1的基础上，本实施例的不同在于该内窥镜物镜的各部件的参数不同，其参数如表2所示。测试的系统参数为：F:0.9938472，FNO.：6，视角FOV:140°，像高：0.943mm。
表2
采用本实施例的内窥镜物镜的光学系统的畸变图如图6所示，倍率色差图如图7所示，MTF曲线图如图8所示。
实施例3
如图9所示，在实施例1的基础上，本实施例的不同在于该内窥镜物镜的各部件的参数不同，其参数如表3所示。测试的系统参数为：F:0.9916756，FNO.：6，视角FOV:150°，像高：0.9586mm。采用本实施例的内窥镜物镜的光学系统的畸变图如图10所示，倍率色差图如图11所示，MTF曲线图如图12所示。
表3
通过实施例1～实施例3的数据可见，采用本发明的内窥镜物镜，具有高清和和细径的效果，能满足物镜的大视场角、大景深的需求。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内窥镜物镜，其特征在于：其包括依次设置的第一透镜~第五透镜，所述第一透镜为负透镜，第二透镜为正透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为正透镜，第五透镜为负透镜；所述第四透镜和第五透镜组成具有负折射力的胶合透镜；第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜组成具有正折射力的光组。
2.根据权利要求1所述的内窥镜物镜，其特征在于：其包括滤波片，所述滤波片位于第五透镜的外侧。
3.根据权利要求2所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第二透镜的中心厚度D4与第一透镜的中心厚度D1满足：1<D4/D1<3。
4.根据权利要求2所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第四透镜的阿贝数νd8与第五透镜的阿贝数νd9之比为2<νd8/νd9<4。
5.根据权利要求4所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第五透镜的阿贝数νd9满足7<νd9/nd9<11，其中，nd9为d光的折射率。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第一透镜为平凹负透镜，且平面朝向物方。
7.根据权利要求6所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第二透镜为凹凸厚弯月正透镜，且凹面均朝向物方。
8.根据权利要求7所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第三透镜为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。
9.根据权利要求8所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第四透镜为双凸正透镜，且曲率半径绝对值大的一面朝向物方。
10.根据权利要求9所述的内窥镜物镜，其特征在于：所述第五透镜为双凹负透镜，且曲率半径绝对值小的一面朝向物方。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624733A (zh) * 2019-02-27 2020-09-04 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜及内窥镜
CN113009678A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 信泰光学(深圳)有限公司 广角镜头

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3712453A1 (de) * 1987-04-11 1988-10-20 Wolf Gmbh Richard Weitwinkel-objektiv fuer endoskope
JPH03121406A (ja) * 1989-07-20 1991-05-23 Asahi Optical Co Ltd 拡大投影レンズ
JPH10333044A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Nikon Corp 顕微鏡対物レンズ
JP2007249189A (ja) * 2006-02-14 2007-09-27 Fujinon Corp 内視鏡用対物レンズ
CN102338924A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 杭州首天光电技术有限公司 电子内窥镜广角物镜
US20120127598A1 (en) * 2010-04-07 2012-05-24 Olympus Medical Systems Corp. Objective lens and endoscope using the same
JP2012145839A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Ricoh Co Ltd 読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置
US20140204480A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Subminiature optical system and portable device including the same
CN106646824A (zh) * 2016-12-02 2017-05-10 东莞市宇光光电科技有限公司 物镜光学系统
CN107003503A (zh) * 2015-06-18 2017-08-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜用物镜光学系统
CN107111110A (zh) * 2015-05-28 2017-08-29 奥林巴斯株式会社 内窥镜物镜光学系统
CN107402446A (zh) * 2017-07-21 2017-11-28 安徽航天生物科技股份有限公司 一种内窥镜的前置物镜
CN107669233A (zh) * 2016-08-31 2018-02-09 深圳英美达医疗技术有限公司 一种内窥镜探头、内窥镜及内窥镜探头的制作方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3712453A1 (de) * 1987-04-11 1988-10-20 Wolf Gmbh Richard Weitwinkel-objektiv fuer endoskope
JPH03121406A (ja) * 1989-07-20 1991-05-23 Asahi Optical Co Ltd 拡大投影レンズ
JPH10333044A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Nikon Corp 顕微鏡対物レンズ
JP2007249189A (ja) * 2006-02-14 2007-09-27 Fujinon Corp 内視鏡用対物レンズ
US20120127598A1 (en) * 2010-04-07 2012-05-24 Olympus Medical Systems Corp. Objective lens and endoscope using the same
JP2012145839A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Ricoh Co Ltd 読取レンズ、画像読取装置および画像形成装置
CN102338924A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 杭州首天光电技术有限公司 电子内窥镜广角物镜
US20140204480A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Subminiature optical system and portable device including the same
CN107111110A (zh) * 2015-05-28 2017-08-29 奥林巴斯株式会社 内窥镜物镜光学系统
CN107003503A (zh) * 2015-06-18 2017-08-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜用物镜光学系统
CN107669233A (zh) * 2016-08-31 2018-02-09 深圳英美达医疗技术有限公司 一种内窥镜探头、内窥镜及内窥镜探头的制作方法
CN106646824A (zh) * 2016-12-02 2017-05-10 东莞市宇光光电科技有限公司 物镜光学系统
CN107402446A (zh) * 2017-07-21 2017-11-28 安徽航天生物科技股份有限公司 一种内窥镜的前置物镜

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624733A (zh) * 2019-02-27 2020-09-04 富士胶片株式会社 内窥镜用物镜及内窥镜
CN113009678A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 信泰光学(深圳)有限公司 广角镜头
CN113009678B (zh) * 2019-12-19 2022-12-13 信泰光学(深圳)有限公司 广角镜头
US11686925B2 (en) 2019-12-19 2023-06-27 Sintai Optical (Shenzhen) Co., Ltd. Wide-angle lens assembly including five lenses of -+++-, or six lenses of -++-+- refractive powers

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