CN207529018U - 一种微型胶囊内窥镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及内窥镜头领域，公开了一种微型胶囊内窥镜头，包括镜管以及镜头组，镜头组的最大像高为2.9mm，镜头组的有效焦距为1.04mm；镜头组自物侧到像侧依次包括一镜片、二镜片、孔径光阑、三镜片、四镜片以及五镜片，其中，一镜片、二镜片、三镜片、四镜片以及五镜片的焦距依次为‑1.17mm、1.70mm、2.13mm、1.86mm以及‑1.57mm，孔径光阑的孔径为2.30mm；通过设置镜头组的最大像高为2.9mm、焦距为1.04mm，镜头组的最大视场角可达到140°，视场角大，拍摄范围广，可同时摄取更多范围内景象，减少内窥镜在人体内的操作步骤与时长，操作快捷、实用性高。

Description

一种微型胶囊内窥镜头

技术领域

本实用新型涉及内窥镜头领域，更具体地说，它涉及一种微型胶囊内窥镜头。

背景技术

内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。内窥镜一般包括图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等，它可以经口腔进入胃内或经其他天然孔道进入人体内。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，广泛应用于医学领域。

如专利公告号为CN201609349U的中国专利提出的微型高清内窥镜，包括外管，所述外管内设有镜头、成像传感器、PCBA板和超细屏蔽电缆，其中，该镜头设置于外管的前端，且该镜头外套装有镜头管，所述镜头的后端与所述成像传感器连接，所述成像传感器又与PCBA板连接，所述PCBA板又与超细屏蔽电缆连接，所述镜头的视场角为120度，该内窥镜的分辨率为16万像素。

但是，在实际使用中，上述的内窥镜头视场角仅为120度，不能满足更大视场角的要求，拍摄范围小，不能同时摄取更多范围内景象，操作不便、实用性低。

实用新型内容

针对实际运用中内窥镜头的视场角仅为120度，不能满足更大视场角的要求，拍摄范围小，不能同时摄取更多范围内景象，操作不便、实用性低这一问题，本实用新型的目的在于提出一种微型胶囊内窥镜头，具体方案如下：

一种微型胶囊内窥镜头，包括镜管以及同轴设置在所述镜管内的镜头组，所述镜管包括物侧和像侧，所述镜头组的最大像高为2.9mm，所述镜头组的有效焦距为1.04mm；

所述镜头组自物侧到像侧共光轴的依次包括一镜片、二镜片、孔径光阑、三镜片、四镜片以及五镜片，其中，所述一镜片、二镜片、三镜片、四镜片以及五镜片的焦距依次为-1.17mm、1.70mm、2.13mm、1.86mm以及-1.57mm，所述孔径光阑的孔径为2.30mm；

沿所述光轴长度方向的所述一镜片像侧与所述二镜片物侧之间、所述二镜片像侧与所述三镜片像侧之间、所述三镜片像侧与所述四镜片物侧之间，所述四镜片像侧与所述五镜片物侧之间的距离依次为0.425mm、0.178mm、0.10mm、0.10mm。

通过上述技术方案，镜头组的最大像高为2.9mm、焦距为1.04mm，根据公式：像高＝EFL*tan(半FOV)，其中EFL为焦距，FOV为视场角，可以得到，本镜头组的最大视场角可达到140°，视场角大，拍摄范围广，可同时摄取更多范围内景象，减少内窥镜在人体内的操作步骤与时长，操作快捷、实用性高。

进一步的，所述一镜片为物侧呈凸面、像侧呈凹面的凹凸透镜，所述一镜片的折射率为1.63，所述一镜片的凸面伸出所述镜管设置，所述一镜片物侧的曲率半径为19.50mm、像侧的曲率半径为0.70mm，所述一镜片在所述光轴上的厚度为0.50mm。

通过上述技术方案，一镜片的凸面伸出镜管，有助于一镜片采集到更多范围内的光线，进一步提高内窥镜头的视场角。

根据计算公式：其中，f为焦距，n为折射率，r₁为透镜物侧的曲率半径，r₂为透镜像侧的曲率半径，d为透镜两个面在光轴上的厚度。由此可以计算得知，一镜片的焦距为-1.17mm。

一镜片可以对140°视场角范围内物体进行成像，成像范围广，实用性强。

进一步的，所述二镜片为双面凸透镜，所述二镜片的折射率为1.50，所述二镜片物侧的曲率半径为1.50mm、像侧的曲率半径为-1.58mm，所述二镜片在所述光轴上的厚度为0.88mm。

通过上述技术方案，由此可知，二镜片的焦距为1.70mm。

进一步的，所述三镜片为物侧呈凹面、像侧呈凸面的凹凸透镜，所述三镜片的折射率为1.71，所述三镜片物侧的曲率半径为-2.29mm、像侧的曲率半径为-1.04mm，所述三镜片在所述光轴上的厚度为0.79mm。

通过上述技术方案，由此可知，三镜片的焦距为2.13mm。

进一步的，所述四镜片为双面凸透镜，所述四镜片的折射率为1.77，所述四镜片物侧的曲率半径为3.13mm、像侧的曲率半径为-2.39mm，所述四镜片在所述光轴上的厚度为0.67mm。

通过上述技术方案，由此可知，四镜片的焦距为1.86mm。

进一步的，所述五镜片为双面凹透镜，所述五镜片的折射率为1.92，所述五镜片物侧的曲率半径为-1.66mm、像侧的曲率半径为12.25mm，所述五镜片在所述光轴上的厚度为0.50mm。

通过上述技术方案，由此可知，五镜片的焦距为-1.57mm。

进一步的，所述一镜片、二镜片、三镜片、四镜片以及五镜片均为球面透镜。

进一步的，所述一镜片与所述五镜片的径向边缘均与所述镜管胶合固定，所述镜管内壁于所述一镜片以及五镜片之间设置有卡接座，所述卡接座上设置有限位块以及两个卡接块，所述限位块伸入所述一镜片与二镜片之间，两个所述卡接块分别伸入所述二镜片与所述孔径光阑之间以及所述三镜片与所述四镜片之间。

通过上述技术方案，设置卡接座，使得二镜片、三镜片、四镜片以及孔径光阑卡接在镜管内部，二镜片、三镜片、四镜片以及孔径光阑的安装简单，拆卸方便。

设置卡接座减小二镜片、三镜片、四镜片以及孔径光阑的体积，节约材料，降低生产成本。

进一步的，所述限位块与所述卡接座一体成型设置，所述卡接座由黑色哑光的塑胶材质制成。

通过上述技术方案，限位块与卡接座一体成型，二者之间结构强度大。

进一步的，所述一镜片以及五镜片伸入所述镜管内部的一端外周侧设置有倒圆角。

通过上述技术方案，倒圆角方便一镜片、五镜片卡入镜管内部，安装方便，且减小一镜片、五镜片在安装过程中的损伤，保护一镜片、五镜片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)通过设置镜头组的最大像高为2.9mm、焦距为1.04mm，镜头组的最大视场角可达到140°，视场角大，拍摄范围广，可同时摄取更多范围内景象，减少内窥镜在人体内的操作步骤与时长，操作快捷、实用性高；

(2)通过设置镜片的凸面伸出镜管，有助于一镜片采集到更多范围内的光线，进一步提高内窥镜头的视场角。

附图说明

图1为微型胶囊内窥镜头沿光轴方向的剖面示意图；

图2为微型胶囊内窥镜头的光路图。

附图标记：1、镜管；2、镜头组；3、一镜片；4、二镜片；5、三镜片；6、四镜片；7、五镜片；8、孔径光阑；9、卡接座；10、限位块；11、卡接块；12、倒圆角；20、光轴；30、成像芯片。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念均是针对正在描述的图所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

如图1所示，一种微型胶囊内窥镜头，包括镜管1，镜管1呈两端开口的筒状设置，镜管1的两端开口处分别为物侧和像侧。镜管1内同轴设置有镜头组2，进行成像。其中，镜头组2的最大像高为2.9mm，镜头组2的有效焦距为1.04mm。根据公式：像高＝EFL*tan(半FOV)，其中EFL为焦距，FOV为视场角，可以得到，本镜头组2的最大视场角可达到140°，视场角大，拍摄范围广，可同时摄取更多范围内景象，减少内窥镜在人体内的操作步骤与时长，操作快捷、实用性高。

如图1所示，镜头组2沿物侧到像侧依次设置有共光轴20的一镜片3、二镜片4、孔径光阑8、三镜片5、四镜片6以及五镜片7，一镜片3、二镜片4、三镜片5、四镜片6以及五镜片7的焦距依次为-1.17mm、1.70mm、2.13mm、1.86mm以及-1.57mm，孔径光阑8的孔径为2.30mm。在光轴20长度方向上，一镜片3像侧与二镜片4物侧之间、二镜片4像侧与三镜片5像侧之间、三镜片5像侧与四镜片6物侧之间，四镜片6像侧与五镜片7物侧之间的距离依次为0.425mm、0.178mm、0.10mm、0.10mm。

透镜焦距的计算公式：其中，f为焦距，n为折射率，r₁为透镜物侧的曲率半径，r₂为透镜像侧的曲率半径，d为透镜两个面在光轴上的厚度。

如图1所示，一镜片3为物侧呈凸面、像侧呈凹面的凹凸透镜，一镜片3的折射率为1.63，一镜片3的凸面伸出镜管1设置，一镜片3物侧的曲率半径为19.50mm、像侧的曲率半径为0.70mm，一镜片3在光轴20上的厚度为0.50mm。由透镜焦距的计算公式计算可得，一镜片3的焦距为-1.17mm。一镜片3的凸面伸出镜管1，有助于一镜片3采集到更多范围内的光线。

如图1所示，二镜片4为双面凸透镜，二镜片4的折射率为1.50，二镜片4物侧的曲率半径为1.50mm、像侧的曲率半径为-1.58mm，二镜片4在光轴20上的厚度为0.88mm。由透镜焦距的计算公式计算可得，一镜片3的焦距为1.70mm。

如图1所示，三镜片5为物侧呈凹面、像侧呈凸面的凹凸透镜，三镜片5的折射率为1.71，三镜片5物侧的曲率半径为-2.29mm、像侧的曲率半径为-1.04mm，三镜片5在光轴20上的厚度为0.79mm。由透镜焦距的计算公式计算可得，三镜片5的焦距为2.13mm。

如图1所示，四镜片6为双面凸透镜，四镜片6的折射率为1.77，四镜片6物侧的曲率半径为3.13mm、像侧的曲率半径为-2.39mm，四镜片6在光轴20上的厚度为0.67mm。由透镜焦距的计算公式计算可得，四镜片6的焦距为1.86mm。

如图1所示，五镜片7为双面凹透镜，五镜片7的折射率为1.92，五镜片7物侧的曲率半径为-1.66mm、像侧的曲率半径为12.25mm，五镜片7在光轴20上的厚度为0.50mm。由透镜焦距的计算公式计算可得，五镜片7的焦距为-1.57mm。

优选的，一镜片3、二镜片4、三镜片5、四镜片6以及五镜片7均为球面透镜。

如图1所示，一镜片3与五镜片7的径向边缘均与镜管1胶合固定，镜管1内壁于一镜片3以及五镜片7之间设置有卡接座9，二镜片4、三镜片5、四镜片6以及孔径光阑8卡接在卡接座9之间，减少二镜片4、三镜片5、四镜片6以及孔径光阑8的体积与材料耗损，降低生产成本。卡接座9上设置有限位块10以及两个卡接块11，限位块10伸入一镜片3与二镜片4之间，两个卡接块11分别伸入二镜片4与孔径光阑8之间、三镜片5与四镜片6之间。二镜片4、三镜片5、四镜片6以及孔径光阑8均卡接设置，方便拆装，简化拆装工序。

如图1所示，限位块10与卡接座9一体成型设置，二者之间结构强度大,不易损坏，使用寿命长。卡接座9由黑色哑光的塑胶材质制成，不会因光线在卡接座9表面发生反光而干扰成像，成像环境稳定，成像清晰。

如图1所示，一镜片3以及五镜片7伸入镜管1内部的一端外周侧设置有倒圆角12，倒圆角12方便一镜片3、五镜片7卡入镜管1内部，安装方便，且减小一镜片3、五镜片7在安装过程中的损伤，保护一镜片3、五镜片7。

本实用新型的工作原理及有益效果在于：

如图2所示，光线射入镜头组2，依次经过一镜片3、二镜片4、孔径光阑8、三镜片5、四镜片6以及五镜片7，在成像芯片30上成像。镜头组2的最大像高为2.9mm、焦距为1.04mm，镜头组2的最大视场角可达到140°，视场角大，拍摄范围广，可同时摄取更多范围内景象，减少内窥镜在人体内的操作步骤与时长，操作快捷、实用性高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种微型胶囊内窥镜头，包括镜管(1)以及同轴设置在所述镜管(1)内的镜头组(2)，所述镜管(1)包括物侧和像侧，其特征在于，所述镜头组(2)的最大像高为2.9mm，所述镜头组(2)的有效焦距为1.04mm；

所述镜头组(2)自物侧到像侧共光轴(20)的依次包括一镜片(3)、二镜片(4)、孔径光阑(8)、三镜片(5)、四镜片(6)以及五镜片(7)，其中，所述一镜片(3)、二镜片(4)、三镜片(5)、四镜片(6)以及五镜片(7)的焦距依次为-1.17mm、1.70mm、2.13mm、1.86mm以及-1.57mm，所述孔径光阑(8)的孔径为2.30mm；

沿所述光轴(20)长度方向的所述一镜片(3)像侧与所述二镜片(4)物侧之间、所述二镜片(4)像侧与所述三镜片(5)像侧之间、所述三镜片(5)像侧与所述四镜片(6)物侧之间，所述四镜片(6)像侧与所述五镜片(7)物侧之间的距离依次为0.425mm、0.178mm、0.10mm、0.10mm。

2.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述一镜片(3)为物侧呈凸面、像侧呈凹面的凹凸透镜，所述一镜片(3)的折射率为1.63，所述一镜片(3)的凸面伸出所述镜管(1)设置，所述一镜片(3)物侧的曲率半径为19.50mm、像侧的曲率半径为0.70mm，所述一镜片(3)在所述光轴(20)上的厚度为0.50mm。

3.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述二镜片(4)为双面凸透镜，所述二镜片(4)的折射率为1.50，所述二镜片(4)物侧的曲率半径为1.50mm、像侧的曲率半径为-1.58mm，所述二镜片(4)在所述光轴(20)上的厚度为0.88mm。

4.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述三镜片(5)为物侧呈凹面、像侧呈凸面的凹凸透镜，所述三镜片(5)的折射率为1.71，所述三镜片(5)物侧的曲率半径为-2.29mm、像侧的曲率半径为-1.04mm，所述三镜片(5)在所述光轴(20)上的厚度为0.79mm。

5.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述四镜片(6)为双面凸透镜，所述四镜片(6)的折射率为1.77，所述四镜片(6)物侧的曲率半径为3.13mm、像侧的曲率半径为-2.39mm，所述四镜片(6)在所述光轴(20)上的厚度为0.67mm。

6.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述五镜片(7)为双面凹透镜，所述五镜片(7)的折射率为1.92，所述五镜片(7)物侧的曲率半径为-1.66mm、像侧的曲率半径为12.25mm，所述五镜片(7)在所述光轴(20)上的厚度为0.50mm。

7.根据权利要求1所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述一镜片(3)、二镜片(4)、三镜片(5)、四镜片(6)以及五镜片(7)均为球面透镜。

8.根据权利要求4所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述一镜片(3)与所述五镜片(7)的径向边缘均与所述镜管(1)胶合固定，所述镜管(1)内壁于所述一镜片(3)以及五镜片(7)之间设置有卡接座(9)，所述卡接座(9)上设置有限位块(10)以及两个卡接块(11)，所述限位块(10)伸入所述一镜片(3)与二镜片(4)之间，两个所述卡接块(11)分别伸入所述二镜片(4)与所述孔径光阑(8)之间以及所述三镜片(5)与所述四镜片(6)之间。

9.根据权利要求8所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述限位块(10)与所述卡接座(9)一体成型设置，所述卡接座(9)由黑色哑光的塑胶材质制成。

10.根据权利要求6所述的微型胶囊内窥镜头，其特征在于，所述一镜片(3)以及五镜片(7)伸入所述镜管(1)内部的一端外周侧设置有倒圆角(12)。