CN211061778U - 内窥镜光学系统及目镜光学组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种内窥镜光学系统及目镜光学组件，目镜光学组件包括凹凸透镜和三胶合透镜，所述三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，所述三胶合透镜位于所述凹凸透镜出射的光路上。由于胶合透镜本身能够减小光束的色差，而三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，相当于经过两次胶合，更能够减少色差，从而以平衡系统像差，得到超高清晰的成像。

Description

内窥镜光学系统及目镜光学组件

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，具体涉及一种内窥镜光学系统及目镜光学组件。

背景技术

内窥镜是一种集中了光学、电子、软件等技术于一体的检测仪器，经人体的天然孔道或微创开口进入，到达所要检查的病变位置，以对病变情况进行实时动态成像监控，清晰、准确的成像效果至关重要。

随着现代医学的不断发展，临床对成像效果提出了越来越高的要求，然而现有的内窥镜由于其光学系统存在较大的成像色差，从而光学影像源存在较大的像差，使得最终成像的分辨率较低，难以满足更高的需求。

发明内容

本申请提供一种能够消除色差的内窥镜光学系统及目镜光学组件。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种目镜光学组件，包括凹凸透镜和三胶合透镜，所述三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，所述三胶合透镜位于所述凹凸透镜出射的光路上。

根据本申请的一种具体实施例，凹凸透镜的入射面的周沿为平面，入射面的中部为凹面，出射面为凸面。

根据本申请的一种具体实施例，三胶合透镜包括双凸透镜、第一月牙透镜和第二月牙透镜，所述第一月牙透镜的前端胶合在所述双凸透镜的后端，所述第二月牙透镜的前端胶合在所述第一月牙透镜的后端。

根据本申请的一种具体实施例，凹凸透镜和双凸透镜的折射率大于1.7。

根据本申请的一种具体实施例，双凸透镜的入射面为凸面，出射面为凸面。

根据本申请的一种具体实施例，第一月牙透镜的入射面为凹面，出射面为凸面。

根据本申请的一种具体实施例，第二月牙透镜的入射面为凹面，出射面为凸面。

根据本申请的一种具体实施例，目镜光学组件的焦距f＝15～20mm。

根据本申请的一种具体实施例，目镜光学组件还包括保护镜片，所述保护镜片位于所述三胶合透镜出射的光路上。

根据本申请的第二方面，本申请提供了一种内窥镜光学系统，包括：

上述的物镜光学组件，用于采集被测目标信息并形成实像；

棒镜光学组件，位于物镜光学组件出射的光路上，用于传递实像；

以及上述的目镜光学组件，位于棒镜光学组件出射的光路上，用于呈现被测目标的实像。

依据上述实施例的内窥镜光学系统和目镜光学组件，由于胶合透镜本身能够减小光束的色差，而三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，相当于经过两次胶合，更能够减少色差，从而以平衡系统像差，得到超高清晰的成像。

附图说明

图1为一种实施例中内窥镜摄像系统的结构框图；

图2为一种实施例中目镜光学组件的结构示意图；

图3为一种实施例中内窥镜光学系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。本文中的“前端”和“后端”为相对患者而言，靠近患者的为前端，远离患者的为后端，该前端和后端也为成像光路的前端和后端。

在本实用新型实施例中，提供了一种内窥镜光学系统和目镜光学组件，由于胶合透镜本身能够减小光束的色差，而三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，相当于经过两次胶合，更能够减少色差，从而以平衡系统像差，得到超高清晰的成像。

如图1所示，一种实施例中提供了一种内窥镜摄像系统，内窥镜摄像系统主要包括内窥镜100、光源200、摄像头300和主机400。内窥镜100通过光纤与光源200连接，光源200通过光纤对人体组织进行照明，内窥镜100用于获取人体组织反射的光并将光信号传送给摄像头300，摄像头300的一端与内窥镜100连接，摄像头300的另一端与主机400连接，摄像头300用于将内窥镜100传送的光信号转为电信号，并将电信号传送给主机400，主机400用于对电信号进行处理并输出图像。

其中，光源200为白色光，光源200通过光纤导光至前端，从而作为照明光来射出。

摄像头300内具有光传感器和处理器，光传感器获取内窥镜100出射的光，并将光信号转为电信号，处理器对电信号进行放大、过滤等预处理再发送给主机。

一种实施例中提供了一种目镜光学组件，本目镜光学组件为上述实施例中内窥镜100中的目镜光学组件30，整个目镜光学组件30用于呈现被测目标的实像。

如图2所示，本实施例的目镜光学组件30包括凹凸透镜31和三胶合透镜32，所述三胶合透镜32由三个单透镜胶合而成，所述三胶合透镜32位于所述凹凸透镜31出射的光路上。

本实施例中，凹凸透镜31的入射面为凹面，出射面为凸面。优选的，凹凸透镜31的入射面的周沿为平面，入射面的中部为凹面。其中，周沿是指周向边沿，类似圆环状。凹凸透镜31的中部薄边缘厚，能够将光束扩散。

本实施例中，三胶合透镜32由三种不同材料的单透镜组合而成，且各单透镜曲率半径不同。应理解的，不同材料和曲率配合，可以弥补因白光折射带来的颜色差异，以消除色差。

本实施例中，三胶合透镜32包括双凸透镜321、第一月牙透镜322和第二月牙透镜323，第一月牙透镜322的前端胶合在双凸透镜321的后端，第二月牙透镜323的前端胶合在第一月牙透镜322的后端；双凸透镜321的入射面为凸面，出射面为凸面；第一月牙透镜322的入射面为凹面，出射面为凸面；第二月牙透镜323的入射面为凹面，出射面为凸面。需要指出的是，三个透镜相比两个透镜的组合多了一个可相互补偿的透镜，可见三胶合透镜32的消除色差效果更好。

本实施例中，凹凸透镜31和双凸透镜321为高折射率镜片，本实施例优先的，凹凸透镜31和双凸透镜321的折射率大于1.7，并且凹凸透镜31和双凸透镜321的折射率不同，高折射率的凹凸透镜31和双凸透镜321的色散可以相互弥补，从而降低色差。

本实施例中，凹凸透镜31用于发散光束，双凸透镜323用于聚焦光束，先后对光束进行发散和会聚，能够有效消除畸变。

本实施例中，凹凸透镜31、双凸透镜321、第一月牙透镜322和第二月牙透镜323各自的尺寸相互满足预设的关系，且凹凸透镜31和双凸透镜321之间具有预设的间距，以使得整个目镜光学组件30的焦距f＝15～20mm。本实施例的目镜光学组件30用于将成像放大在无穷远，目镜光学组件30能够有效减少成像色差。

本实施例中，目镜光学组件还包括保护镜片40，保护镜片40位于三胶合透镜32出射的光路上。保护镜片40为蓝宝石玻璃片，具有高硬度、防刮花、防破裂等优点。

一种实施例中，提供了一种内窥镜光学系统，如图3所示，内窥镜光学系统包括物镜光学组件10、棒镜光学组件20和目镜光学组件30。其中，目镜光学组件30为上述实施例中的目镜光学组件30。物镜光学组件10用于采集被测目标信息并形成实像，棒镜光学组件20用于传递实像，目镜光学组件30用于呈现被测目标的实像。本实施例的内窥镜光学系统为超高清无畸变腹腔内窥镜光学系统。

棒镜光学组件20为沿光路设置在物镜光学组件10之后，其用于将物镜光学组件10所成实像传递至目镜光学组件30。在具体实施例中，棒镜光学组件20可以包括多组尺寸和参数都相同的胶合透镜，以将物镜光学组件10所成实像按照1:1的比例传递至目镜光学组件30；或者，棒镜光学组件20也可以由数万根极细的玻璃纤维组成，根据光线全反射原理将物镜光学组件10所成图像传递给目镜光学组件30；在另一实施例中，棒镜光学组件20也可以为微型集成电路传感器，其用于将物镜光学组件10所成的图像信息转换为电信号，然后将电信号传递给目镜光学组件30。本实施例中，凹凸透镜31位于棒镜光学组件20出射的光路上。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应根据本发明的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种目镜光学组件，其特征在于，包括凹凸透镜和三胶合透镜，所述三胶合透镜由三个单透镜胶合而成，所述三胶合透镜位于所述凹凸透镜出射的光路上。

2.如权利要求1所述的目镜光学组件，其特征在于，所述凹凸透镜的入射面的周沿为平面，入射面的中部为凹面，出射面为凸面。

3.如权利要求2所述的目镜光学组件，其特征在于，所述三胶合透镜包括双凸透镜、第一月牙透镜和第二月牙透镜，所述第一月牙透镜的前端胶合在所述双凸透镜的后端，所述第二月牙透镜的前端胶合在所述第一月牙透镜的后端。

4.如权利要求3所述的目镜光学组件，其特征在于，所述凹凸透镜和双凸透镜的折射率大于1.7。

5.如权利要求3所述的目镜光学组件，其特征在于，所述双凸透镜的入射面为凸面，出射面为凸面。

6.如权利要求5所述的目镜光学组件，其特征在于，所述第一月牙透镜的入射面为凹面，出射面为凸面。

7.如权利要求6所述的目镜光学组件，其特征在于，所述第二月牙透镜的入射面为凹面，出射面为凸面。

8.如权利要求1所述的目镜光学组件，其特征在于，所述目镜光学组件的焦距f＝15～20mm。

9.如权利要求1至8中任一项所述的目镜光学组件，其特征在于，所述目镜光学组件还包括保护镜片，所述保护镜片位于所述三胶合透镜出射的光路上。

10.一种内窥镜光学系统，其特征在于，包括：

物镜光学组件用于采集被测目标信息并形成实像；

棒镜光学组件，位于所述物镜光学组件出射的光路上，用于传递实像；

以及如权利要求1至9中任一项所述的目镜光学组件，位于所述棒镜光学组件出射的光路上，用于呈现被测目标的实像。

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