CN217821055U - 4k定焦光学适配器及内窥镜 - Google Patents
4k定焦光学适配器及内窥镜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种4K定焦光学适配器及内窥镜。4K定焦光学适配器包括:具有正光焦度的第一透镜,第一透镜的物侧面为凸面;具有负光焦度的第一胶合镜组,包括相胶合的第二透镜和第三透镜,第二透镜的物侧面为凸面;具有负光焦度的第二胶合镜组,包括相胶合的第四透镜和第五透镜,第四透镜的物侧面为凹面,第五透镜的像侧面为平面;具有正光焦度的第六透镜,第六透镜的像侧面为凸面;具有正光焦度的第七透镜,第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面;所述第一透镜、第一胶合镜组和第二胶合镜组的最大有效口径均小于第六透镜以及第七透镜的最大有效口径。上述4K定焦光学适配器,在实现良好的成像质量的同时还能够缩短内窥镜的尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及内窥镜成像技术领域,特别是涉及一种4K定焦光学适配器及内窥镜。
背景技术
医用内窥镜是一种可进入人体内进行观察、诊断或治疗的医疗设备,一般包括摄像主机、摄像头和内窥镜镜子,其中摄像头通过光学适配器与内窥镜镜子实现光路连通,光学适配器按功能分为固定焦距适配器(即定焦光学适配器)和可变焦距适配器(即变焦光学适配器)。
随着内窥镜的迅速发展,业界对内窥镜的性能要求也越来越高。其中,为了最大程度地获取病灶区域的清晰图像,提升诊断的准确率,业界提出了具备良好的成像质量的4K(超高清)内窥镜。然而,目前的4K内窥镜在实现良好的成像质量的同时,容易导致尺寸增大,不利于4K内窥镜的组装和使用。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种4K定焦光学适配器及内窥镜,在实现良好的成像质量的同时,还能够缩短内窥镜的尺寸,有利于内窥镜的组装和使用。
一种4K定焦光学适配器,所述4K定焦光学适配器中具有光焦度的透镜的数量为七片,且所述4K定焦光学适配器沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有正光焦度的第一透镜,所述第一透镜的物侧面为凸面;
具有负光焦度的第一胶合镜组,包括相胶合的第二透镜和第三透镜,所述第二透镜的物侧面为凸面;
具有负光焦度的第二胶合镜组,包括相胶合的第四透镜和第五透镜,所述第四透镜的物侧面为凹面,所述第五透镜的像侧面为平面;
具有正光焦度的第六透镜,所述第六透镜的像侧面为凸面;
具有正光焦度的第七透镜,所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
所述第一透镜、所述第一胶合镜组和所述第二胶合镜组的最大有效口径均小于所述第六透镜以及所述第七透镜的最大有效口径。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
0.2≤f2/(f2-f3)≤0.5;
其中,f2为所述第一透镜的有效焦距,f3为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
1.3≤|f4/CT4|≤3.3;
其中,f4为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,CT4为所述第四透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面于光轴上的距离。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
1≤CT5/T45≤2;
其中,CT5为所述第六透镜于光轴上的厚度,T45为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器还包括第一保护元件,所述第一保护元件设于所述第一透镜的物侧,且所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
0.3≤CT2/(T12+T23)≤0.6;
其中,CT2为所述第一透镜于光轴上的厚度,T12为所述第一保护元件的像侧面至所述第一透镜的物侧面于光轴上的距离,T23为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器还包括第二保护元件,所述第二保护元件设于所述第七透镜和所述4K定焦光学适配器的成像面之间,且所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
1.4≤CT6/(T56+T67)≤2.6;
其中,CT6为所述第七透镜于光轴上的厚度,T56为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离,T67为所述第七透镜的像侧面至所述第二保护元件的物侧面于光轴上的距离。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
10deg≤Semi-FOV≤15deg;
20mm≤f≤25mm;
其中,Semi-FOV为所述4K定焦光学适配器的最大视场角的一半,f为所述4K定焦光学适配器的有效焦距。
在一些实施例中,所述第二透镜具有负光焦度,所述第三透镜具有正光焦度,所述第四透镜具有正光焦度,所述第五透镜具有负光焦度;和/或,
所述第一透镜的像侧面为凹面,所述第二透镜的像侧面为凹面,所述第三透镜的物侧面为凸面,所述第三透镜的像侧面为凹面,所述第四透镜的物侧面为凹面,所述第四透镜的像侧面为凸面,所述第五透镜的物侧面为凹面,所述第六透镜的物侧面为凹面。
在一些实施例中,所述4K定焦光学适配器还包括光阑,所述光阑设于所述第一透镜的物侧。
一种内窥镜,包括如上述任一实施例所述的4K定焦光学适配器。
上述4K定焦光学适配器,第一透镜具有正光焦度,第一透镜的物侧面为凸面,能够有效会聚入射光线,有利于压缩系统的轴上尺寸;同时还有利于合理配置光线入射第一透镜的角度,从而在压缩系统尺寸的同时还能够有效捕捉光线,使得系统的视场角不会过小。第一胶合镜组具有负光焦度,第二透镜的物侧面为凸面,使得第一胶合镜组能够有效平衡第一透镜的正光焦度,从而有效校正第一透镜产生的畸变等像差,使得大角度入射系统的光线成像更加清晰。第二胶合镜组具有负光焦度,第四透镜的物侧面为凹面,与第一胶合镜组的负光焦度配合,有利于光线在第一胶合镜组和第二胶合镜组中平缓过渡,从而有利于抑制鬼像、像差的产生;同时还能够有效分担第一胶合镜组的负光焦度,使得第一胶合镜组和第二胶合镜组中各透镜的面型不会过度弯曲,从而有效降低系统的公差敏感度和像差敏感度,有利于系统的制造和组装,也有利于提升系统的成像质量;另外,第一胶合镜组和第二胶合镜组相配合,能够将光线有效发散至像侧,从而有利于扩大系统的成像面尺寸,使得系统能够匹配更大尺寸的感光元件而获得高分辨率。第一胶合镜组与第二胶合镜组的引入还能够有效校正系统的色差,从而进一步提升系统的成像质量。第六透镜具有正光焦度,第六透镜的像侧面为凸面,使得光线能够在第六透镜平缓过渡并有效传递至成像面,从而有利于降低系统的像差敏感度,提升系统的成像质量,并有利于提升系统成像的相对照度,降低边缘视场产生暗角的风险。第七透镜具有正光焦度,第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面,能够与第六透镜形成有效配合,有利于进一步将光线平缓过渡至成像面,同时有效降低光线入射成像面的角度,使得光线在成像面上的入射角度更容易与感光元件相匹配,进而有利于提升成像的相对照度,并提升系统的分辨率;同时还有利于增大系统的后焦距,从而增大系统的对焦空间,有利于提升系统的景深,使得系统能够适应更多不同的拍摄场景;另外,还有利于合理分配第六透镜和第七透镜的正光焦度,从而有利于减小第六透镜和第七透镜的公差敏感度,进而降低第六透镜和第七透镜的设计和加工难度。第一透镜、第一胶合镜组和第二胶合镜组的最大有效口径均小于第六透镜以及第七透镜的最大有效口径,有利于约束系统的光线走势,同样有利于缩短系统的尺寸。具备上述屈折力和面型配置,能够有效提升系统的景深,同时系统的畸变、色差等像差也能够得到此有效校正,使得4K定焦光学适配器在实现良好的成像质量的同时,也能够具有小尺寸,有利于系统在内窥镜中的组装和使用,同时系统的视场角也不会过小,能够满足诊断的取像需求。
附图说明
图1为一些实施例中4K定焦光学适配器的结构示意图;
图2为一些实施例中4K定焦光学适配器的传递函数曲线图;
图3为一些实施例中4K定焦光学适配器的离焦曲线图;
图4为一些实施例中4K定焦光学适配器的点列图;
图5为一些实施例中4K定焦光学适配器的场曲和畸变曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或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,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
请参见图1,本申请提供一种4K定焦光学适配器10,可应用于医疗器械中,例如应用于硬管内窥镜或软管内窥镜中。在一些实施例中,4K定焦光学适配器10沿光轴110由物侧至像侧依次包括第一透镜E2、由第二透镜和第三透镜组成的第一胶合镜组E3、由第四透镜和第五透镜组成的第二胶合镜组E4、第六透镜E5以及第七透镜E6,其中,第二透镜和第三透镜沿光轴110由物侧至像侧依次排列,第四透镜和第五透镜沿光轴110由物侧至像侧依次排列。在一些实施例中,系统还可包括设于第一透镜E2的物侧的第一保护元件E1以及设于第七透镜E6的像侧的第二保护元件E7。
第一保护元件E1具有物侧面S1和像侧面S2,第一透镜E2具有物侧面S4和像侧面S5,第二透镜具有物侧面S6和像侧面S7,第三透镜具有像侧面S8,第四透镜具有物侧面S9和像侧面S10,第五透镜具有像侧面S11,第六透镜E5具有物侧面S12和像侧面S13,第七透镜E6具有物侧面S14和像侧面S15,第二保护元件E7具有物侧面S16和像侧面S17。系统还包括位于第二保护元件E7像侧的成像面S18,光线经系统各透镜的调节后能够入射到成像面S18成像。第一保护元件E1和第二保护元件E7能够对系统的各透镜以及设于成像面S18处的感光元件起到保护作用。
具体地,在一些实施例中,第一透镜E2具有正光焦度,第一透镜E2的物侧面S4为凸面,能够有效会聚入射光线,有利于压缩系统的轴上尺寸;同时还有利于合理配置光线入射第一透镜E2的角度,从而在压缩系统尺寸的同时还能够有效捕捉光线,使得系统的视场角不会过小。第二透镜和第三透镜相胶合组成第一胶合镜组E3,第一胶合镜组E3具有负光焦度,第二透镜的物侧面S6为凸面,使得第一胶合镜组E3能够有效平衡第一透镜E2的正光焦度,从而有效校正第一透镜E2产生的畸变等像差,使得大角度入射系统的光线成像更加清晰。第四透镜和第五透镜相胶合组成第二胶合镜组E4,第二胶合镜组E4具有负光焦度,第四透镜的物侧面S9为凹面,与第一胶合镜组E3的负光焦度配合,有利于光线在第一胶合镜组E3和第二胶合镜组E4中平缓过渡,从而有利于抑制鬼像、像差的产生;同时还能够有效分担第一胶合镜组E3的负光焦度,使得第一胶合镜组E3和第二胶合镜组E4中各透镜的面型不会过度弯曲,从而有效降低系统的公差敏感度和像差敏感度,有利于系统的制造和组装,也有利于提升系统的成像质量;另外,第一胶合镜组E3和第二胶合镜组E4相配合,能够将光线有效发散至像侧,从而有利于扩大系统的成像面S18尺寸,使得系统能够匹配更大尺寸的感光元件而获得高分辨率。第五透镜的像侧面S11为平面,有利于系统的加工和组装。第一胶合镜组E3与第二胶合镜组E4的引入还能够有效校正系统的色差,从而进一步提升系统的成像质量。第六透镜E5具有正光焦度,第六透镜E5的像侧面S13为凸面,使得光线能够在第六透镜E5平缓过渡并有效传递至成像面S18,从而有利于降低系统的像差敏感度,提升系统的成像质量,并有利于提升系统成像的相对照度,降低边缘视场产生暗角的风险。第七透镜E6具有正光焦度,第七透镜E6的物侧面S14和像侧面S15均为凸面,能够与第六透镜E5形成有效配合,有利于进一步将光线平缓过渡至成像面S18,同时有效降低光线入射成像面S18的角度,使得光线在成像面S18上的入射角度更容易与感光元件相匹配,进而有利于提升成像的相对照度,并提升系统的分辨率;同时还有利于增大系统的后焦距,从而增大系统的对焦空间,有利于提升系统的景深,使得系统能够适应更多不同的拍摄场景;另外,还有利于合理分配第六透镜E5和第七透镜E6的正光焦度,从而有利于减小第六透镜E5和第七透镜E6的公差敏感度,进而降低第六透镜E5和第七透镜E6的设计和加工难度。第一透镜E2、第一胶合镜组E3和第二胶合镜组E4的最大有效口径均小于第六透镜E5以及第七透镜E6的最大有效口径,有利于约束系统的光线走势,同样有利于缩短系统的尺寸。
具备上述屈折力和面型配置,能够有效提升系统的景深,同时系统的畸变、色差等像差也能够得到此有效校正,使得4K定焦光学适配器10在实现良好的成像质量的同时,也能够具有小尺寸,有利于系统在内窥镜中的组装和使用,同时系统的视场角也不会过小,能够满足诊断的取像需求。
进一步地,在一些实施例中,4K定焦光学适配器10满足条件式:0.2≤f2/(f2-f3)≤0.5;其中,f2为第一透镜E2的有效焦距,f3为第二透镜和第三透镜的组合焦距,即第一胶合镜组E3的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜E2和第一胶合镜组E3的有效焦距之间的关系,有利于第一透镜E2和第一胶合镜组E3形成良好的配合而有效地平衡彼此的像差,使得系统的前端在引入并压缩光线的同时不会产生严重的像差,从而有利于提升系统的成像质量。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器10满足条件式:1.3≤|f4/CT4|≤3.3;其中,f4为第四透镜和第五透镜的组合焦距,即第二胶合镜组E4的有效焦距,CT4为第四透镜的物侧面S9至第五透镜的像侧面S11于光轴110上的距离,即第二胶合镜组E4的中心厚度。满足上述条件式时,能够合理配置第二胶合镜组E4的有效焦距和中心厚度的比值,有利于第二胶合镜组E4将光线平缓过渡至成像面S18,从而有利于扩大系统的成像面S18尺寸,并使得光线在成像面S18上的入射角度更容易与感光元件匹配,进而提升系统的成像质量;同时,还有利于缩短系统的轴上尺寸,实现小尺寸的效果。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器10满足条件式:1≤CT5/T45≤2;其中,CT5为第六透镜E5于光轴110上的厚度,即第六透镜E5的中心厚度,T45为第五透镜的像侧面S11至第六透镜E5的物侧面S12于光轴110上的距离,即第二胶合镜组E4与第六透镜E5之间于光轴110上的空气间隔。满足上述条件式时,能够合理配置第六透镜E5的中心厚度以及第二胶合镜组E4与第六透镜E5之间的空气间隔的比值,有利于进一步压缩系统的轴上尺寸,强化系统小尺寸的效果,同时有利于平衡系统的光焦度配置,在缩短系统的轴上尺寸的同时兼顾成像面尺寸的增大,从而兼顾小尺寸和良好的成像质量。
在一些实施例中,第一保护元件E1和第二保护元件E7均可以为玻璃平板。当然,第一保护元件E1和第二保护元件E7还可以为其他任意适用的具有高透光率且能够保护系统各透镜以及设于成像面S18处的感光元件的材质。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器满足条件式:0.3≤CT2/(T12+T23)≤0.6;其中,CT2为第一透镜E2于光轴110上的厚度,即第一透镜E2的中心厚度,T12为第一保护元件E1的像侧面S2至第一透镜E2的物侧面S4于光轴110上的距离,即第一保护元件E1与第一透镜E2之间于光轴110上的空气间隔,T23为第一透镜E2的像侧面S5至第二透镜的物侧面S6于光轴110上的距离,即第一透镜E2与第一胶合镜组E3之间于光轴110上的距离。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜E2的中心厚度与第一保护元件E1、第一透镜E2以及第一胶合镜组E3之间的空气间隔的关系,有利于压缩系统的轴上尺寸,使得系统能够实现小尺寸的效果;同时也有利于使得系统的结构不会过于紧凑,有利于系统的组装;另外,还有利于增大第一保护元件E1与第一透镜E2之间的空间,配合系统长后焦距的设计,有利于进一步扩大系统的对焦移动空间,从而提升系统的景深,使得系统能够适应更多不同的使用场景。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器10满足条件式:1.4≤CT6/(T56+T67)≤2.6;其中,CT6为第七透镜E6于光轴110上的厚度,即第七透镜E6的中心厚度,T56为第六透镜E5的像侧面S13至第七透镜E6的物侧面S14于光轴110上的距离,即第六透镜E5和第七透镜E6之间于光轴110上的空气间隔,T67为第七透镜E6的像侧面S15至第二保护元件E7的物侧面S16于光轴110上的距离。满足上述条件式时,在缩短系统的轴上尺寸的同时,能够使得系统的结构不会过于紧凑,有利于提升系统的组装良率;另外,也有利于使得第七透镜E6与第二保护元件E7之间有足够的空间,配合系统的长后焦距的设计,有利于进一步提升系统的对焦移动空间,从而有利于提升系统的景深,使得系统能够适应更多不同的使用场景。
需要说明的是,在一些实施例中,系统的各透镜于第一保护元件E1和成像面S18之间同步移动实现系统的对焦,在另一些实施例中,系统的各透镜也可于第一保护元件E1和第二保护元件E2之间同步移动而实现系统的对焦。
在一些实施例中,第二透镜具有负光焦度,第三透镜具有正光焦度,第一胶合镜组E3由负正光焦度的两个透镜组成,在有效压缩系统的尺寸的同时,还能够有效平衡系统的色差等像差,从而提升系统的成像质量。在一些实施例中,第四透镜具有正光焦度,第五透镜具有负光焦度。第二胶合镜组E4由正负光焦度的两个透镜组成,能够有效平衡系统的色差等像差,进一步提升系统的成像质量。
在一些实施例中,第一透镜E2的像侧面S5为凹面,第二透镜的像侧面S7为凹面,第三透镜的物侧面S7为凸面,第三透镜的像侧面S8为凹面,第四透镜的像侧面S10为凸面,第五透镜的物侧面S10为凹面,第六透镜E5的物侧面S12为凹面。满足上述的面型特征,系统的光路能够得到进一步地优化,有利于进一步缩短系统的轴上尺寸,提升系统的成像质量。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器100还包括光阑S3,光阑S3可设置于第一透镜E2的物侧,或者设置于系统中任意两个透镜之间。具体地,在一些实施例中,光阑S3设置于第一保护元件E1和第一透镜E2之间。光阑S3前置的设置,配合系统中各透镜的屈折力和面型配置,有利于限制系统中光线的走势,从而有利于进一步压缩系统的轴上尺寸,使得系统的结构更加紧凑。
在一些实施例中,4K定焦光学适配器10满足条件式:10deg≤Semi-FOV≤15deg;20mm≤f≤25mm;其中,Semi-FOV为4K定焦光学适配器10的最大视场角的一半,f为4K定焦光学适配器10的有效焦距。合理配置系统的视场角和有效焦距的范围,配合系统各透镜的屈折力和面型设计,有利于压缩系统的总长,同时也能够降低系统的像差敏感度,提升系统的成像质量,另外还有利于使得系统的视场角不会过小,从而能够满足内窥镜诊断的取像需求。
在一些实施例中,系统各透镜的物侧面和像侧面均为球面,在实现以上各效果的同时,球面的设置还有利于降低系统的设计和制造难度,同样有利于缩小系统的尺寸,从而有利于系统在内窥镜中的应用。在一些实施例中,系统各透镜的材质可均为玻璃或均为塑料,也可以为玻璃和塑料的任意组合,通过采用常用易得的材质,有利于降低系统的制造难度和制造成本。
在一些实施例中,系统满足以下数据:f2/(f2-f3)=0.4;|f4/CT4|=1.529;CT5/T45=1.47;CT2/(T12+T23)=0.48;CT6/(T56+T67)=2.04;f=21.95mm;TTL=23.4mm;其中,TTL为第一透镜E2的物侧面S4至成像面S18于光轴110上的距离,即4K定焦光学适配器10的光学总长。满足以上数据所能够获得的效果可由上述记载推得,由以上数据可以看出,系统具备小尺寸的优点,有利于系统在内窥镜中的组装和应用。
请参见图2、图3、图4和图5,图2为一些实施例中系统的传递函数(MTF)曲线图,图3为一些实施例中系统的离焦曲线图,图4为一些实施例中系统的点列图,图5从左到右依次为一些实施例中系统的场曲曲线图和畸变曲线图。由图2至图5可知,系统的分辨率满足250lp/mm时,全视场MTF值大于0.2,且与衍射极限接近,系统点列图中的弥散斑均小于艾里斑,光斑直径均包含在艾里斑内,处于衍射极限,系统的畸变控制在2%以内。由此,系统具有低畸变,高成像质量的效果。
需要说明的是,在本申请中,描述某两个透镜胶合,可以理解为描述对该两个透镜的相对位置的限定,例如其中一个透镜的像侧面与另外一个透镜的物侧面面型相匹配且相抵,并且,该两个透镜相对固定,而不能理解为对该两个透镜的胶合工艺的限定。该两个透镜采用光学胶相胶合,或者借助结构件等其他方式相抵接且相对固定,均在本申请所描述的该两个透镜胶合的范围内。在本申请中,描述某一元件的物侧面,可以理解为该元件朝向物侧的表面,描述某一元件的像侧面,可以理解为该元件朝向像侧的表面。在一些实施例中,系统中各透镜共轴,各透镜共同的轴线即为系统的光轴110。
本申请还提供一种取像模组,包括感光元件以及上述任意实施例所述的4K定焦光学适配器10,感光元件设于4K定焦光学适配器10的像侧,光线经4K定焦光学适配器10的调节后能够入射到感光元件上成像。具体地,感光元件210可以为电荷耦合元件(ChargeCoupled Device,CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-OxideSemiconductor Sensor,CMOS Sensor)。
在一些实施例中,本申请还提供一种内窥镜,包括固定件以及如上述任一实施例所述的取像模组,取像模组设于固定件。具体地,取像模组可应用于内窥镜的光学成像卡口镜头中,固定件可以为支撑该光学成像卡口镜头的机械结构。内窥镜可以为任意适用的硬管内窥镜或软管内窥镜。在内窥镜的光学成像卡口镜头中采用上述的4K定焦光学适配器10,4K定焦光学适配器10具有体积小、低畸变、大景深、大后焦和高成像质量等效果,使得系统后端有足够的空间与感光元件对接,同时有利于系统在内窥镜中的组装并有利于减小内窥镜的体积,从而有利于提升内窥镜的适用范围和成像品质。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种4K定焦光学适配器,其特征在于,所述4K定焦光学适配器中具有光焦度的透镜的数量为七片,且所述4K定焦光学适配器沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有正光焦度的第一透镜,所述第一透镜的物侧面为凸面;
具有负光焦度的第一胶合镜组,包括相胶合的第二透镜和第三透镜,所述第二透镜的物侧面为凸面;
具有负光焦度的第二胶合镜组,包括相胶合的第四透镜和第五透镜,所述第四透镜的物侧面为凹面,所述第五透镜的像侧面为平面;
具有正光焦度的第六透镜,所述第六透镜的像侧面为凸面;
具有正光焦度的第七透镜,所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
所述第一透镜、所述第一胶合镜组和所述第二胶合镜组的最大有效口径均小于所述第六透镜以及所述第七透镜的最大有效口径。
2.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,满足以下条件式:
0.2≤f2/(f2-f3)≤0.5;
其中,f2为所述第一透镜的有效焦距,f3为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距。
3.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,满足以下条件式:
1.3≤|f4/CT4|≤3.3;
其中,f4为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,CT4为所述第四透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面于光轴上的距离。
4.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,满足以下条件式:
1≤CT5/T45≤2;
其中,CT5为所述第六透镜于光轴上的厚度,T45为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。
5.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,还包括第一保护元件,所述第一保护元件设于所述第一透镜的物侧,且所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
0.3≤CT2/(T12+T23)≤0.6;
其中,CT2为所述第一透镜于光轴上的厚度,T12为所述第一保护元件的像侧面至所述第一透镜的物侧面于光轴上的距离,T23为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离。
6.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,还包括第二保护元件,所述第二保护元件设于所述第七透镜和所述4K定焦光学适配器的成像面之间,且所述4K定焦光学适配器满足以下条件式:
1.4≤CT6/(T56+T67)≤2.6;
其中,CT6为所述第七透镜于光轴上的厚度,T56为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离,T67为所述第七透镜的像侧面至所述第二保护元件的物侧面于光轴上的距离。
7.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,满足以下条件式:
10deg≤Semi-FOV≤15deg;
20mm≤f≤25mm;
其中,Semi-FOV为所述4K定焦光学适配器的最大视场角的一半,f为所述4K定焦光学适配器的有效焦距。
8.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,所述第二透镜具有负光焦度,所述第三透镜具有正光焦度,所述第四透镜具有正光焦度,所述第五透镜具有负光焦度;和/或,
所述第一透镜的像侧面为凹面,所述第二透镜的像侧面为凹面,所述第三透镜的物侧面为凸面,所述第三透镜的像侧面为凹面,所述第四透镜的像侧面为凸面,所述第五透镜的物侧面为凹面,所述第六透镜的物侧面为凹面。
9.根据权利要求1所述的4K定焦光学适配器,其特征在于,还包括光阑,所述光阑设于所述第一透镜的物侧。
10.一种内窥镜,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的4K定焦光学适配器。
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CN202221886973.6U CN217821055U (zh) | 2022-07-21 | 2022-07-21 | 4k定焦光学适配器及内窥镜 |
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