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
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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