CN208076823U - 硬式内窥镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硬式内窥镜，从物体侧起至像面侧依次包括物镜OBJ，对称型的接力镜头A1，A2，A3，A4，像差补正非对称接力镜头B0，以及放大镜头M；本申请解决了公知的硬式内窥镜无法实现小型化，高性能，高亮度兼顾的问题，本实用新型将提供一种小型化，高性能，高亮度，超长大广角硬式内窥镜镜头。

Description

硬式内窥镜

技术领域

本实用新型涉及镜头技术领域，具体为一种光学接力式的硬式内窥镜镜头，可以广泛的应用于微创医疗手术，病变检查，工业检查，科研等领域。

背景技术

目前，公知的硬式内窥镜画角超过80度的镜头从物体侧开始都是以物镜加数个对成型接力镜头，再加放大镜头，最后成像的结构比较多，比如公知的日本特开平5-297272号专利，从物体一侧起，物镜由2枚负透镜镜接棱镜，再接正负胶合镜片，再接负正胶合镜片，后面再接数个接力镜头组成。这样的物镜是有2个连续负透镜开始，会造成物镜前端的镜片组过厚，如果需要斜视，棱镜转折的话，就会导致无法做细，如果要做细，就必须牺牲光亮度，镜头变暗，达不到高清效果，同时棱镜后方正负胶合和负正胶合透镜的曲折率并不是很强，这样就会导致光线不能迅速汇聚，如果做的很细，也必须要牺牲光亮度，因此，这个结构，很难实现小型化和高性能化兼顾的效果。

还有公知的日本特开平10-73762号专利，从物体一侧起，物镜虽然是由1片负透镜接棱镜，但是棱镜后方接续的镜片正的屈光度不强，无法快速的汇聚光线，这样也导致了不能实现小型化，高亮度，高性能的兼顾，同时后方的接力镜头由于是完全一致的，这样就会将物镜的像差逐次放大，最后很难实现高性能的效果。

实用新型内容

为了克服上述公知的硬式内窥镜无法实现小型化，高性能，高亮度兼顾的问题，本实用新型将提供一种小型化，高性能，高亮度，超长大广角硬式内窥镜镜头。

一种硬式内窥镜，从物体侧起至像面侧依次包括物镜OBJ，对称型的接力镜头A1，A2，A3，A4，像差补正非对称接力镜头B0，以及放大镜头M；

所述的物镜OBJ结构为，从物体侧开始，由焦距为Fw1的1枚负透镜，棱镜组，再连续2枚正屈光度和至少1枚以上的辅助镜片组成。

所述的对称型接力镜头A1，A2，A3，A4的结构为正，负，正，负，正作为前半部分，4组接力镜头结构参数完全一致，非对成型接力镜头B0作为像差补正镜头；

所述的硬式内窥镜镜头满足以下条件式：

1.5≤L/F23≤2.5 (1)

0.4≤Fw/F23≤0.8 (2)

其中，

L：棱镜展开长度。

F23：棱镜的像方侧连续两枚正屈光度镜片的合成焦距。

Fw：物镜的焦距

进一步的，满足条件式(3)；

0.25≤|Fw1/F23|≤0.35 (3)

其中，

Fw1：物体侧开始，第1片负屈光度镜片的焦距。

F23：棱镜的像方侧连续两枚正屈光度镜片的合成焦距。

进一步的，满足条件式(4)；

3.5≤FR/(Fw×tanω)≤6.5 (4)

其中，

FR：对成型接力镜头A1～A4的前部分(正，负，正，负，负5枚镜片)焦距。

Fw：物镜的焦距

ω：整个光学系的半画角。

【条件式的解释】

如果超过条件式(1)的上限的话，棱镜后方的正透镜屈光度过强，虽然小型化很容易实现，但是因为面型过强，会导致球差，像面弯曲等各种像差的过多产生，而无法很好的补正，不能实现高性能的效果，如果超过条件式(1)的下限的话，那么就会导致经过第一片负透镜的光线发散无法很好的汇聚，很难做到大广角，小型化，高亮度的效果，也无法实现预期的效果。

如果超过条件式(2)的上限的话，那么物镜的焦距过长，或者是画角过小，就会导致无法实现小型化和广角兼顾的效果。如果超过条件式(2)的下限的话，虽然能够实现大广角，但是棱镜后方连续2片透镜的焦距过长，会导致无法汇聚光线，很难实现小型化，高亮度的效果。

如果超过条件式(3)的上限的话，物体侧第一片负透镜的屈光度过弱，很难实现大广角，小型化的兼顾。如果超过条件式(3)的下限时，虽然超广的画角和小型化容易实现，但是棱镜的需要一定的长度，就会导致过度发散，光束过粗，无反得到很好的汇聚，很难实现高性能的效果。

如果超过条件式(4)的上限的话，对成型接力镜头的前部分焦距过长，虽然很容易事先长距离的光线传递作用，但是容易导致光亮度过暗，无法实现高亮度的效果。如果超过条件式(4)的下限的话，虽然容易实现高亮度的效果，但是传递的距离较短，无法实现光线长距离的传递作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构小型化，高性能，高亮度，满足各种场所使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1结构图；

图2为本实用新型实施例1像差示意图；

图3为本实用新型实施例2结构图；

图4为本实用新型实施例2像差示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，第1实施例的广角硬式内窥镜从物体侧起至像面侧依次包括物镜OBJ，对称型的接力镜头A1，A2，A3，A4，像差补正非对称接力镜头B0，以及放大镜头M组成。

第1实施例的物体距离为200mm和12mm时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图2所示。

第1实施例的数据如下：

R(mm):各个面的曲率半径

D(mm):各镜片间隔和镜片厚度

Nd：d线的各个玻璃的折射率

Vd:玻璃的阿贝数

焦点距离：7.2

Fno：12.0

半画角ω：44.93

非球面

实施例2

如图3所示，第1实施例的大广角硬式内窥镜从物体侧起至像面侧依次包括物镜OBJ，对称型的接力镜头A1，A2，A3，A4，像差补正非对称接力镜头B0，以及放大镜头M组成。

第1实施例的物体距离为200mm和12mm时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图4所示。

第1实施例的数据如下：

R(mm):各个面的曲率半径

D(mm):各镜片间隔和镜片厚度

Nd：d线的各个玻璃的折射率

Vd:玻璃的阿贝数

焦点距离：7.378

Fno：10.3

半画角ω：44.984

非球面

(条件式总结表)

非球面形状定义：

y：从光轴开始径向坐标。

z：非球面和光轴相交点开始，光轴方向的偏移量。

r：非球面的基准球面的曲率半径。

K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面系数

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种硬式内窥镜，其特征在于从物体侧起至像面侧依次包括物镜(OBJ)，对称型的第一接力镜头(A1)，第二接力镜头(A2)，第三接力镜头(A3)，第四接力镜头(A4)，像差补正非对称接力镜头(B0)，以及放大镜头(M)。

2.根据权利要求1所述的硬式内窥镜，其特征在于：所述物镜(OBJ)的结构为，从物体侧开始，由焦距为Fw1的1枚负透镜，棱镜组，再连续2枚正屈光度镜片和至少1枚以上的辅助镜片组成。

3.根据权利要求1所述的硬式内窥镜，其特征在于：所述的对称型的第一接力镜头(A1)，第二接力镜头(A2)，第三接力镜头(A3)及第四接力镜头(A4)的结构为正，负，正，负，正作为前半部分，4组接力镜头结构参数完全一致，非对成型接力镜头(B0)作为像差补正镜头。

4.根据权利要求2或3所述的硬式内窥镜，其特征在于：满足条件式(1)和(2)：

1.5≤L/F23≤2.5 (1)

0.4≤Fw/F23≤0.8 (2)

其中，

L：棱镜展开长度；

F23：棱镜的像方侧连续两枚正屈光度镜片的合成焦距；

Fw：物镜的焦距。

5.根据权利要求2或3所述的硬式内窥镜，其特征在于：满足条件式(3)：

0.25≤|Fw1/F23|≤0.35 (3)

其中，

Fw1：物体侧开始，第1片负屈光度镜片的焦距；

F23：棱镜的像方侧连续两枚正屈光度镜片的合成焦距。

6.根据权利要求2或3所述的硬式内窥镜，其特征在于：满足条件式(4)；

3.5≤FR/(Fw×tanω)≤6.5 (4)

其中，

FR：对成型接力镜头A1～A4的前部分(正，负，正，负，负5枚镜片)焦距；

Fw：物镜的焦距

ω：整个光学系的半画角。