CN1254099A - 内窥镜的物镜 - Google Patents

内窥镜的物镜 Download PDF

Info

Publication number
CN1254099A
CN1254099A CN99122351.9A CN99122351A CN1254099A CN 1254099 A CN1254099 A CN 1254099A CN 99122351 A CN99122351 A CN 99122351A CN 1254099 A CN1254099 A CN 1254099A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
plano
index
gradual
convex lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN99122351.9A
Other languages
English (en)
Inventor
桥高重雄
柴山信男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Publication of CN1254099A publication Critical patent/CN1254099A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

具有匀滑折射率的单均匀平凸透镜10与单分布－系数透镜12结合,其中单分布－系数透镜12具有沿径向和物面分布的折射率,单均匀透镜,分布－系数透镜和图像平面按照此顺序沿光轴设置。分布－系数透镜的两个表面为平面,均匀平凸透镜的凸面指向分布－系数透镜,而平的表面指向物方。两个透镜的各种的特性被限定为以致于可提供大于50度的视角。

Description

内窥镜的物镜
本发明涉及用在内窥镜的远端的物镜，更具体的涉及宽角度的内窥镜的物镜，其可提供大于50度的视角(可通过透镜对图像进行聚焦的一个范围)。
内窥镜的结构使得由位于远端的物镜产生的实像被通过图像传输镜片传输到利于观察的位置。根据用途从各种的光纤束和普通透镜和渐变折射率透镜中选择适宜的图像传输光学器件。
从内窥镜的使用的角度看，内窥镜远端的物镜在直径上需要小，并且还具有在宽的视角内形成内-聚焦的能力。包含多个球面透镜的光学器件能够提供宽的可视范围，同时有效的矫正各种的像差。然而，使用多个外径小于1mm的球面透镜的结果导致成本的大幅度增加，这是由于与此相关的对透镜的抛光，组装和调节操作所导致。
为了克服上述的问题，在径向具有渐变折射率的杆透镜被认为是低-成本、小直径的物镜。杆透镜通过离子交换和其他的技术很容易进行生产且成本低，并具有不大于1mm的直径。此外，由于杆透镜的两侧都为平面，其好处在于抛光两个端面时非常简单，并容易组装成内窥镜和获得光轴的校准。
杆-形渐变折射率透镜的折射率可表示为 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 + h 6 ( g • r ) 8 + … }
其中：
r：距离光轴的距离
n(r)：距离光轴距离为r处的折射率
n0：光轴上的折射率
r0：渐变折射率透镜的有效半径
g：渐变折射率系数(第二级)
h4、h6、h8…：渐变折射率系数(较高级)。
渐变折射率透镜的周边部分通常远离渐变折射率的设计值，因此基本上无法被用做透镜。在某些情况下，透镜的周边部分被制成不透明的，从而防止由于从透镜的侧面的反射所产生的杂散光。因此，具有足够好的渐变折射率的渐变折射率透镜的范围被定义为有效半径r0，其可对形成内聚焦图像有贡献。杆透镜的有效半径不需要等于其视半径。
如果被作为物镜的杆形渐变折射率透镜的视角用θ表示，存在下面的关系
θ＝n0·g·r0(rad)
需注意的是，后面指定作为比较实施例的物镜(参看图17)的视角为38.7度。
如果具有宽视阈的物镜被与内窥镜使用，可通过相应的较宽的范围看到物体，便于使用内窥镜的各种的工作。为了提高杆-形渐变折射率透镜的视角θ，即n0·g·r0的值，必须增大透镜的中心和周围之间的折射率的差值。然而，对于在当前的使用中，通过通常的离子交换技术可容易的获得的杆形渐变折射率透镜，通常将n0·g·r0的最大值保持不大于0.70。换句话说，较难生产具有大于0.7rad(拉德)(即，约40度)视角的宽角杆形渐变折射率透镜。
因此本发明的一个目的是通过可低成本生产的宽角内窥镜物镜解决现有技术中的上述的问题。
本发明的内窥镜物镜包含单均匀平凸透镜和单渐变折射率透镜的组合，其中单均匀平凸透镜具有均匀的折射率，而单渐变折射率透镜在径向上具有渐变的折射率，其中
(1)沿光轴按顺序依次物面、平凸透镜、渐变折射率透镜和像
   平面；
(2)渐变折射率透镜的两面为平面且其渐变折射率可表示为 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 + h 6 ( g • r ) 6 + h 8 ( g • r ) 8 + … }
其中    1.45≤n0≤1.90
        0.45≤n0·g·r0≤0.90
设
        r：距离光轴的距离
        n(r)：距离光轴距离为r处的折射率
        n0：光轴上的折射率
        r0：渐变折射率透镜的有效半径
        g：渐变折射率系数(第二级)
        h4、h6、h8…：渐变折射率系数(较高级)。
(3)平凸透镜在靠近渐变射率透镜的位置具有凸的平面，而其平面靠近物方，折射率n和凸面的曲率半径R满足如下的关系
        1.45≤n≤4.00
        0.8r0≤R≤3.0r0
像平面位于或接近渐变折射率透镜的端面。
正如在说明书中所使用的，“渐变折射率透镜的有效半径r0”表示作为聚焦透镜的有效工作的透镜部分的半径。其可被定义为“光轴上的RMS波前偏差范围不大于0.07λ”。渐变折射率透镜的有效半径影响其折射的能量，因此在设计中作为一种数值参考。事实上，存在很多种情况，使得所生产的渐变折射率透镜的边缘部分大大的偏离渐变折射率透镜的设计值，从而无法提供所需要的透镜的功能。例如，渐变折射率透镜具有1mm的标称直径，当提供所需的透镜作用的透镜的部分的直径为0.8mm。在此情况下，有效半径r0为0.4mm。
根据本发明，杆形渐变折射率透镜由具有均匀折射率的平凸透镜构成，以提供大于50度的视角。图1示出了本发明的内窥镜物镜的光路。在杆形渐变折射率透镜12的前面设置用10表示的平凸透镜，以在所述光被入射进杆形渐变折射率透镜12之前减少斜入射光的角度。在平凸透镜前提供孔径光阑14，以消除远离光轴的外围光。渐变折射率透镜12在端面12a形成实像，由此形成的实像通过光纤束16或其他的图像传输光学器件传送到便于观察到的点。图2示出仅由渐变折射率透镜12构成的比较实例的光路。本发明的物镜采用与比较例具有相同的n0·g·r0值的渐变折射率透镜12，从而其可提供非常宽的视角。
用在本发明中的渐变折射率透镜被设计成使得其轴上(on-axis)折射率在1.45(包含在内)到1.90(包含在内)之间，这就限定了通过离子交换技术和其他的技术实际生产透镜的范围。对应于折射能量的n0·g·r0值被调节到位于0.45(包含在内)到0.9(包含在内)之间。在低限0.45之下，所获得的视角非常窄。正如已经描述的，通过当前的离子交换技术可获得的上限大约为0.7，并在玻璃成分中给出进一步的改进，很难生产n0·g·r0值为0.9的渐变折射率透镜。另外，即使渐变折射率透镜的n0·g·r0值为0.9，仅通过渐变折射率透镜所获得的视角θ为0.9rad(大约为52度)。
渐变折射率透镜的有效半径r0需要在0.05mm(包含在内)到0.5mm(包含在内)的范围内。为了减少光学设备的总的尺寸，并为了将透镜偏差减到最小，需要r0不大于0.5mm。很难生产r0小于0.05mm的透镜。
在本发明中，通过渐变折射系数h4、h6、h8…矫正整个光学设备的视阈的球差和曲率。为了简化的目的，假设项h6和更高的项为0，并使渐变折射率透镜的渐变折射率近似为 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 }
H4的值需要在-4(包含在内)到+3(包含在内)之间。很难生产h4的值小于-4或大于+3的渐变折射率透镜。
本发明的另外一个方面在于，平凸透镜的折射率n在1.45(包含在内)到4.00(包含在内)之内。满足此条件，不仅光学玻璃和塑料，而且特定级的玻璃、高折射率的晶体和半导体也可作为透镜的材料。很多可使用的半导体对可见光是透明的，但是在红外区有非常高的折射率。
AlP  n＝3.03
AlAs n＝3.18
AlSb n＝3.79
GaP  n＝3.45
GaAs n＝3.62
GaSb n＝3.82
InP  n＝3.40(“Bishokogaku Handobukku(微光学器件手册)”。日本的应用物理协会和光学学会，由Asakura Shoten出版，1995，第224页)。
平凸透镜的凸球面的曲率半径R是指渐变折射率透镜的有效半径r0并将其调节到0.8r0(包含在内)和3(包含在内)之间。如果R小于0.8r0，很难矫正偏差。如果R大于3r0，无法保证宽的可是范围。
如果平凸透镜由光学玻璃或塑料构成，其折射率n大约在1.45(包含在内)和2.2(包含在内)之间。因此R的最佳范围或平凸透镜的凸球面的曲率半径在0.8r0(包含在内)到1.95r0(包含在内)之间。
平凸透镜的半径最好被调节到近似的等于被组合的渐变折射率透镜的半径。通过研磨和抛光一部分可大量生产的透镜，诸如球透镜，即使在通常为半球的情况下，也可以低成本生产出小-直径的平凸透镜；因此，使用此种的小直径平凸透镜可降低总的生产成本。
通过前面的描述，可看出本发明的内窥镜物镜满足下面的条件：
(1)0.05mm≤r0≤0.5mm
(2)1.45≤n≤2.20
(3)0.8r0≤R≤1.95r0
(4)视角≥50°。
为了实现上述的目的，本发明同样提供一种物镜系统，其被安装在内窥镜的远端，在物面上形成物方的内聚焦图像。该系统包含：
具有均匀折射率的平凸透镜；
在径向上具有渐变折射率的杆形渐变折射率透镜；及
支撑平凸透镜和渐变折射率透镜的保护管，从而平凸透镜和渐变折射率透镜被共轴的对齐，而渐变折射率透镜的端面距离平凸透镜的凸面的距离近于平凸透镜的平面。
其中通过将平凸透镜和渐变折射率透镜结合可以形成内-聚焦像的相对于光轴大于50度的视角。
最好物镜系统还包含：相对于平凸透镜于渐变折射率透镜相对的孔径光阑，且孔径光阑与平凸透镜的平面相接合。
同样最好渐变折射率透镜的端面与平凸透镜的凸面相接触。
物镜系统中的渐变折射率透镜的渐变折射率最好被表示如下 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 + h 6 ( g • r ) 6 + h 8 ( g • r ) 8 + … }
其中
    1.45≤n0≤1.90
    0.45≤n0·g·r0≤0.90
设
r：距离光轴的距离
n(r)：距离光轴距离为r处的折射率
n0：光轴上的折射率
r0：渐变折射率透镜的有效半径
g：第二级渐变折射率系数
h4、h6、h8…：较高级渐变折射率系数。
同样，物镜系统中的平凸透镜满足如下的条件：
    1.45≤n≤4.00
    0.8r0≤R≤3.0r0
其中
n：平凸透镜的均匀折射率
R：平凸透镜的凸面的曲率半径。
最好物镜系统中的平凸透镜和渐变折射率透镜满足如下的条件：
(1)0.05mm≤r0≤0.5mm
(2)1.45≤n≤2.20
(3)0.8r0≤R≤1.95r0。
本发明所揭示的内容与日本专利公开No.10-328022(1998，11月18日递交)种所公开的内容相关，其在这里被作为参考。在下面的附图中：
图1为本发明的内窥镜物镜的光路的示意图；
图2描述了比较实例中的光路；
图3描述了本发明的内窥镜物镜的组装的示意图；
图4描述了1号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图5描述了2号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图6描述了3号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图7描述了4号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图8描述了5号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图9描述了6号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图10描述了7号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图11描述了8号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图12描述了9号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图13描述了10号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图14描述了11号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图15描述了12号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图16描述了13号设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；
图17描述了比较实例的设计的结构，以及横向色偏差和域的曲率以及在该设计中产生的像差；及
图18示出了MTF和与像平面的距离之间关系的坐标示意图。
为了制造本发明的内窥镜物镜，整体制成平凸透镜和渐变折射率透镜，其中平凸透镜具有均匀的折射率，而渐变折射率透镜具有渐变的折射率，且他们的光轴对齐。图3中示出了组装结构的一个示意图。下面是所推荐的用于组装两个透镜的流程图。如图3A中所示，在板件中具有中心孔14a的孔径光阑14与平凸透镜10的平面一侧相适配或接合。然后，如图3B中所示，将渐变折射率透镜12和光纤束16二者贴合的装在保护管18中，具有按图3A中所示的方式接合的孔径光阑14的平凸透镜10被固定到保护管18的远端部，从而其凸面与渐变折射率透镜的端面接触。这样，可以很容易的将各个部分组装成一个整体形式。为了连接他们，最好的方法是使用紫外可固化的树脂，并使得其在用紫外辐射照射的情况下可被固化。
本发明的物镜需要使用包括波长在0.3到2微米的可见光的光。波长短于0.3微米的紫外光基本上被透镜材料所吸收。考虑到使用CCD(计算机控制的显示器)或摄像管，光的适宜的波长为不大于2微米。
本发明的内窥镜物镜仅由透镜构成，其中的透镜具有正的折射率，因此在矫正色差方面存在困难。然而，在小直径(小于等于1mm)透镜中，色差的绝对值很小。为了进一步降低色差，需要制造小-散射材料的平凸透镜，例如含镧的光学玻璃。无须说，如果使用单色光，色散就根本不是问题。
根据内窥镜的具体的应用和其使用的方法，不仅各种类型的光纤束，而且包含普通透镜和渐变折射率透镜的中继光学元件都可被用做图像传输光学器件。
(实施例)
在下面的表1到表3中示出了本发明的内窥镜物镜及比较例(只使用了渐变折射率透镜)的具体的设计。所有的设计值，除了标号13的设计以外，所有的设计值都相对被当作1的渐变折射率透镜的有效半径r0被归一化。在设计13中，用毫米表示长度，以计算MTF值，在每个设计和比较实例中，渐变折射率透镜的端面被作为像平面，假设作为图像传输光学元件的光纤束与所述的端面接触。像平面的位置与近轴焦点不吻合，这是因为如此确定前者的原因在于保证在视角的整个的范围内都可获得满意的图像。
        设计编号      1      2      3      4      5
        物方高度     30     40     25     30     60
   物方与平凸透镜距离     20     20     20     20     20
         视角θ     56.3°     63.4°     51.3°     56.3°     71.6°
     孔径光阑的半径     0.4     0.4     0.4     0.4     0.4
   平凸透镜n的折射率     1.520     1.900     1.750     1.803     2.200
  平凸透镜R的曲率半径    -1.520    -0.800    -1.400    -1.200    -1.800
     平凸透镜的厚度     0.700     0.721     0.978     0.990     1.000
      两透镜间距离     0     0     0     0     0
 渐变拆射率透镜r0的半径     1.00     1.00     1.00     1.00     1.00
      轴-上折射率n0     1.640     1.800     1.700     1.550     1.682
     渐变折射率系数g     0.400     0.388     0.350     0.300     0.440
       n0·g·r0     0.656     0.698     0.595     0.465     0.740
    渐变折射率系数h4    -0.982    -4.000    -0.629    -2.529    -0.377
   渐变折射率透镜厚度     2.007     1.200     2.258     1.782     1.717
          焦距     1.200     0.758     1.250     1.230     1.007
       设计编号      6      7      8      9      10
       物方高度      -   40    40     50       -
   物方与平凸透镜距离    无穷大   20    20     20    无穷大
        视角θ     62.0°   63.4°    63.4°     68.2°     56.0°
    孔径光阑的半径     0.5   0.4    0.4     0.4     0.4
  平凸透镜n的折射率     1.486   1.911    2.200     1.90091     1.9042
  平凸透镜R的曲率半径    -1.0000  -1.400   -1.600    -1.449    -1.927
     平凸透镜的厚度     1.000   0.929    1.087     0.887     1.146
     两透镜间距离     0   0    0     0     0
渐变拆射率透镜r0的半径     1.00   1.00    1.00     1.00     1.00
     轴-上折射率n0     1.80   1.800    1.800     1.900     1.450
    渐变折射率系数g     0.500   0.388    0.388     0.400     0.500
      n0·g·r0     0.900   0.698    0.698     0.760     0.725
   渐变折射率系数h4    +0.058  -0.799   -0.799    -0.693     0.048
  渐变折射率透镜厚度     1.802   1.936    1.770     2.006     1.814
         焦距     0.993   1.050    0.978     1.018     1.163
        设计编号      11      12      13    比较列
        物方高度     40      60     6.50mm     16
    物方与平凸透镜距离     20      20     5.00mm     20
         视角θ     63.4°      71.6°     52.4°     38.7°
    孔径光阑的半径     0.4      0.4     0.0303mm     0.4
   平凸透镜n的折射率     1.8651      3.82     1.520     -
  平凸透镜R的曲率半径    -1.300     -3.00    -0.125     -
    平凸透镜的厚度     0.909      2.286     0.087mm     -
     两透镜间距离     0      0     0     0
渐变拆射率透镜r0的半径     1.00      1.00     0.125mm     1.00
     轴-上折射率n0     1.650      1.640     1.640     1.640
    渐变折射率系数g     0.400      0.400     3.20mm-1     0.400
     n0·g·r0     0.660      0.657     0.656     0.656
    渐变折射率系数h4    -0.905     +0.600     0.00    +0.463
   渐变折射率透镜厚度     1.750      1.431     0.268mm     4.000
         焦距     1.070      0.873     0.1495mm     1.525
在根据本发明的每个设计中，视角大于50度。需明确的是，除了编号为3的设计外，视角甚至大于55度。
在图4到16中示出了各个设计的结构以及横向色差、以及在其中产生的域曲率和像差。在图17中示出了比较实例的结构以及横向色差、域的曲率和像差。在每个图中，所示出的横向色差表示除了三种情况下的色差，即在光轴上、0.7倍的物方高度和1倍的物方高度。应注意的是，在与无限大透镜相关的编号为6和7的设计中，横向色差表示了下面的三种的情况：在光轴上、0.7倍的视角和1.0倍的视角。DY和DX分别表示在切线和径向方向上的偏差，将r0作为1。FY和FX表示光线通过孔径光阑的位置，每个孔径光阑的末端定义出孔径的半径。视阈的曲率在切线方向表示为T，而在径向方向上表示为S；将r0的长度表示为1，每个竖轴的末端间定义出图像的高度。像差坐标的水平轴用百分数标度，竖轴的末端间定义图像的高度。在表示透镜结构的每个图中，标号10表示具有均匀折射率的平凸透镜，12表示渐变折射率透镜，12a表示其端面(与像平面重合)，14表示孔径光阑。
在标号为13的设计中，考虑到实际使用的物镜的尺寸，渐变折射率透镜的半径选用0.125mm，并计算MTF值。图18示出了对于13号设计的靠近像平面的MTF值(每毫米100线对)。T表示切线方向的图像而S表示径向方向的图像。在13号的设计中，重点放在周边的图像上，而不是像平面的其他的位置，在前述的三个点(轴上、0.7倍的物体高度和1倍的物体高度)至少可保证60％的MTF值。如果像平面的位置被调整到光轴上的最佳的位置(距离像平面0.01mm)，最大可获得80％的轴上的MTF值。

Claims (9)

1.一种物镜系统，其被安装在内窥镜的远端，在像平面上形成物体的内聚焦图像，所述系统包含：
具有均匀折射率的平凸透镜；
在径向上具有渐变折射率的杆形渐变折射率透镜；及
支撑平凸透镜和渐变折射率透镜的保护管，从而平凸透镜和渐变折射率透镜被共轴的对齐，而渐变折射率透镜的端面距离平凸透镜的凸面的距离近于平凸透镜的平面，
其中通过将平凸透镜和渐变折射率透镜结合形成的内-聚焦像的相对于光轴的视角大于50度。
2.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于最好物镜系统还包含：相对于平凸透镜与渐变折射率透镜相对的孔径光阑。
3.根据权利要求2所述的物镜系统，其特征在于孔径光阑与平凸透镜的平面相接合。
4.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于渐变折射率透镜的端面与平凸透镜的凸面相接触。
5.根据权利要求1所述的物镜系统，其特征在于物镜系统中的渐变折射率透镜的渐变折射率被表示如下 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 + h 6 ( g • r ) 6 + h 8 ( g • r ) 8 + … } 其中
1.45≤n0≤1.90
0.45≤n0·g·r0≤0.90设
r：距离光轴的距离
n(r)：距离光轴距离为r处的折射率
n0：光轴上的折射率
r0：渐变折射率透镜的有效半径
g：第二级渐变折射率系数
h4、h6、h8…：较高级渐变折射率系数。
6.根据权利要求5所述的物镜系统，其特征在于平凸透镜满足如下的条件：
1.45≤n≤4.00
0.8r0≤R≤3.0r0
其中
n：平凸透镜的均匀折射率
R：平凸透镜的凸面的曲率半径。
7.根据权利要求6所述的物镜系统，其特征在于物镜系统中的平凸透镜和渐变折射率透镜满足如下的条件：
(1)0.05mm≤r0≤0.5mm
(2)1.45≤n≤2.20
(3)0.8r0≤R≤1.95r0
8.一种内窥镜物镜，其包含单均匀平凸透镜和单渐变折射率透镜的组合，其中单均匀平凸透镜具有均匀的折射率，而单渐变折射率透镜在径向上具有渐变的折射率，其中
(1)沿光轴依次顺序设置物面、平凸透镜、渐变折射率透镜和像平面；
(2)渐变折射率透镜的两个面为平面且其渐变折射率可表示为 n ( r ) 2 = n 0 2 • { 1 - ( g • r ) 2 + h 4 ( g • r ) 4 + h 6 ( g • r ) 6 + h 8 ( g • r ) 8 + … } 其中
1.45≤n0≤1.90
0.45≤n0·g·r0≤0.90设
r：距离光轴的距离
n(r)：距离光轴距离为r处的折射率
n0：光轴上的折射率
r0：渐变折射率透镜的有效半径
g：第二级渐变折射率系数
h4、h6、h8…：较高级渐变折射率系数。
(3)平凸透镜在靠近渐变折射率透镜的位置具有凸的平面，而其平面靠近物方，折射率n和凸面的曲率半径R满足如下的关系
1.45≤n≤4.00
0.8r0≤R≤3.0r0像平面位于或接近渐变折射率透镜的一个平面。
9.根据权利要求8所述的内窥镜物镜，其特征在于其满足下面的条件：
(1)0.05mm≤r0≤0.5mm
(2)1.45≤n≤2.20
(3)0.8r0≤R≤1.95r0
(4)视角≥50°
CN99122351.9A 1998-11-18 1999-11-03 内窥镜的物镜 Pending CN1254099A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP328022/1998 1998-11-18
JP10328022A JP2000147392A (ja) 1998-11-18 1998-11-18 内視鏡用対物レンズ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1254099A true CN1254099A (zh) 2000-05-24

Family

ID=18205653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99122351.9A Pending CN1254099A (zh) 1998-11-18 1999-11-03 内窥镜的物镜

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6252722B1 (zh)
EP (1) EP1003059B1 (zh)
JP (1) JP2000147392A (zh)
CN (1) CN1254099A (zh)
DE (1) DE69911889T2 (zh)
TW (1) TW434415B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183169B (zh) * 2006-11-17 2013-02-27 奥林巴斯医疗株式会社 摄像组件及摄像组件用成像透镜
CN110381796A (zh) * 2017-03-08 2019-10-25 索尼奥林巴斯医疗解决方案公司 医疗设备与制造医疗设备的方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188167A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Sekinosu Kk プロジェクション用レンズ装置
JP3781404B2 (ja) * 2000-03-31 2006-05-31 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2002228923A (ja) 2001-02-07 2002-08-14 Nippon Sheet Glass Co Ltd 結像光学装置
DE102005006052A1 (de) 2004-12-21 2006-07-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Linse, Laseranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Laseranordnung
JP4704069B2 (ja) * 2005-02-28 2011-06-15 富士フイルム株式会社 内視鏡照明光学系
JP2007041314A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Pentax Corp 対物レンズ及びその成形型、並びに対物レンズの製造方法
DE102006046555B4 (de) * 2006-09-28 2010-12-16 Grintech Gmbh Miniaturisiertes optisch abbildendes System mit hoher lateraler und axialer Auflösung
EP2034286B1 (de) * 2007-09-07 2012-10-31 X-Rite Europe GmbH Verfahren zur Druckprozesskontrolle unter Verwendung eines spektralen Messsystems mit spatialem Lichtmodulator
JP2009276502A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡用照明光学系
EP2743743B1 (en) * 2011-08-12 2020-12-02 Fujikura Ltd. Optical fiber structure, illumination device, endoscope, and optical fiber structure manufacturing method
KR101431105B1 (ko) 2013-09-02 2014-08-18 주식회사 소모홀딩스엔테크놀러지 휴대폰 적외선 센서용 렌즈
US9915818B2 (en) 2015-03-18 2018-03-13 Himax Technologies Limited End structure for endoscope
TWI551882B (zh) * 2015-03-26 2016-10-01 奇景光電股份有限公司 影像透鏡系統
JP6029159B1 (ja) * 2016-05-13 2016-11-24 株式会社タムロン 観察光学系、観察撮像装置、観察撮像システム、結像レンズ系及び観察光学系の調整方法
DE102019125912A1 (de) * 2019-09-26 2021-04-01 Schott Ag Lichtleiter für Diagnose-, Operations- und/oder Therapiegerät

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5229238A (en) * 1975-08-30 1977-03-04 Olympus Optical Co Ltd Inside-view mirror objective optical system
US5093719A (en) * 1989-10-23 1992-03-03 Manx Optical Corporation Endoscopic gradient index optical systems
JPH04114112A (ja) * 1990-09-04 1992-04-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高開口数レンズ
JP3585297B2 (ja) * 1995-09-12 2004-11-04 オリンパス株式会社 対物レンズ
US5995295A (en) * 1995-12-13 1999-11-30 Olympus Optical Co., Ltd. Lens system
JPH1090598A (ja) * 1996-09-11 1998-04-10 Olympus Optical Co Ltd 組合わせレンズ
JPH11149038A (ja) * 1997-09-12 1999-06-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd 屈折率分布レンズを用いた光学系
JPH11258497A (ja) * 1998-03-09 1999-09-24 Micro Opt:Kk 対物レンズ光学系

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183169B (zh) * 2006-11-17 2013-02-27 奥林巴斯医疗株式会社 摄像组件及摄像组件用成像透镜
CN110381796A (zh) * 2017-03-08 2019-10-25 索尼奥林巴斯医疗解决方案公司 医疗设备与制造医疗设备的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE69911889D1 (de) 2003-11-13
JP2000147392A (ja) 2000-05-26
TW434415B (en) 2001-05-16
EP1003059B1 (en) 2003-10-08
DE69911889T2 (de) 2004-07-29
EP1003059A2 (en) 2000-05-24
EP1003059A3 (en) 2001-06-27
US6252722B1 (en) 2001-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1254099A (zh) 内窥镜的物镜
CN108375822B (zh) 光学系统
CN100346189C (zh) 图像拾取透镜
CN1782773A (zh) 使用塑料透镜的高分辨率光学系统
TWI786030B (zh) 光學成像鏡頭
CN1892278A (zh) 摄像透镜
JP5037639B2 (ja) 撮像モジュール
CN1906503A (zh) 非球面微透镜阵列及其制造方法以及使用所述非球面微透镜阵列的应用
CN1285942C (zh) 投影用透镜装置,采用该装置的背面投影型显示器
US20120086848A1 (en) Optical imaging lens system
CN1862309A (zh) 光学系统以及光学显微镜
CN1497281A (zh) 用于光纤准直组件的对称双非球面透镜
CN1186658C (zh) 光耦合系统及利用该系统的光学装置
CN1424612A (zh) 广角透镜
CN110456486B (zh) 一种光学成像镜头
CN103852862A (zh) 一种多功能鱼眼镜头
US20230288672A1 (en) Optical imaging lens
US9533514B2 (en) Near-infrared laser focusing lens and laser printing device
CN104375262A (zh) 成像光学系统
CN203773133U (zh) 一种多功能鱼眼镜头
US20150293333A1 (en) F-theta lens and laser processing device for far-infrared laser processing
CN85109241A (zh) 紧凑投影镜头
US20170307901A1 (en) Collimating lens
CN1705900A (zh) 成像透镜
CN109814237B (zh) 一种dms广角摄像镜头及摄像系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication