細(xì)徑廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】超細(xì)徑超廣角電子醫(yī)用內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)。包括六片共軸球面折射透鏡和一個(gè)光闌，從物方到像方依次排列：第一片透鏡為凹透鏡，面向物方鏡面凸向像方，面向像方鏡面均凸向物方；第二片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面為平面，面向像方鏡面凸向像方；第三片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面凸向物方，面向像方鏡面凸向像方；光闌；第四片透鏡為凹透鏡，面向物方鏡面和面向像方鏡面均凸向物方；第五片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面為平面，面向像方鏡面凸向像方；第六片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面凸向物方，面向像方鏡面凸向像方。本發(fā)明最大視場(chǎng)角為100°，空間分辨率為100lp/mm，最大外徑為2mm，與1/10英寸CCD相匹配，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，操作時(shí)病人無(wú)痛苦。
【專利說(shuō)明】細(xì)徑廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)，特別是涉及與1/10英寸C⑶相 匹配的細(xì)徑廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微電子技術(shù)及其工藝的發(fā)展，電子內(nèi)窺鏡中的作為圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換器 件CCD的像素可以高達(dá)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)，可以獲得高分辨率的高清晰圖像。醫(yī)用電子內(nèi)窺 鏡是當(dāng)前應(yīng)用非常廣泛的醫(yī)療儀器。通過(guò)內(nèi)窺鏡醫(yī)生能直接觀察到人體內(nèi)臟器官的組織形 態(tài)、體內(nèi)病變情況，對(duì)疾病進(jìn)行準(zhǔn)確地診斷，還可以進(jìn)行微創(chuàng)外科手術(shù)。醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡使 用壽命長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單，在診斷和治療疾病時(shí)，操作者和助手以及其他工作人員，都能在監(jiān)視 器的直視下進(jìn)行各種操作，使各方面的操作者都能配合默契。
[0003] 由于電子內(nèi)窺鏡采用電纜傳送圖像數(shù)據(jù)，在鏡身插入體腔時(shí)，軟性的電纜使患者 遭受的痛苦較小。除了傳送圖像數(shù)據(jù)的電纜，電子內(nèi)窺鏡的外徑尺寸決定了患者遭受痛苦 的程度。電子內(nèi)窺鏡的核心是安裝在內(nèi)窺鏡前端的光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像傳感器CCD，電子 內(nèi)窺鏡的硬質(zhì)部外徑尺寸主要受光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像傳感器CCD外徑的限制。要使醫(yī)用電 子內(nèi)窺鏡實(shí)現(xiàn)超細(xì)徑、超廣角和高清晰度，需要小尺寸、大像素?cái)?shù)的CCD圖像傳感器和小外 徑、超廣角、高分辨率的光學(xué)成像系統(tǒng)。目前CCD產(chǎn)品已有尺寸1/8英寸，1/10英寸，滿足高 分辨率超細(xì)徑電子內(nèi)窺鏡的要求，同時(shí)電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)也必須滿足超細(xì)徑、超廣 角、高分辨率的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種細(xì)徑廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)，該光學(xué)成像系 統(tǒng)適用于1/10英寸(XD，以便獲得超細(xì)徑高清晰醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡，使患者在應(yīng)用電子內(nèi)窺 鏡進(jìn)行診療過(guò)程中遭受更小的痛苦，同時(shí)其視場(chǎng)角達(dá)到100°的超廣角，有利于無(wú)盲區(qū)的診 療。
[0005] 采用的技術(shù)方案是： 細(xì)徑廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)，包括六片共軸球面折射透鏡和一個(gè)光闌，從 物方到像方依次排列： 第一片透鏡為凹透鏡，光焦度為負(fù)值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)發(fā)散，并且該透鏡面向 物方的面型凸向像方，面向像方的面型凸向物方。
[0006] 第二片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)會(huì)聚，并且該透鏡 面向物方的面型為平面，面向像方的面型凸向像方。
[0007] 第三片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)會(huì)聚，并且該透鏡 面向物方的面型凸向物方，面向像方的面型凸向像方。
[0008] 第四片透鏡為凹透鏡，光焦度為負(fù)值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)發(fā)散，并且該透鏡 面向物方和面向像方的面型均凸向物方。
[0009] 第五片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)會(huì)聚，并且該透鏡 面向物方的面型為平面，面向像方的面型凸向像方。
[0010] 第六片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經(jīng)過(guò)該片透鏡時(shí)會(huì)聚，并且該透鏡 面向物方的面型凸向物方，面向像方的面型凸向像方。
[0011] 在第三和第四片透鏡之間放置光闌。
[0012] 上述構(gòu)成超細(xì)徑超廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)的六片共軸球面折射透鏡 和一個(gè)光闌共有十三個(gè)面，第一片透鏡面向物方的面為第一鏡面，第一片透鏡面向像方的 面為第二鏡面，第二片透鏡面向物方的面為第三鏡面，第二片透鏡面向像方的面為第四鏡 面，第三片透鏡面向物方的面為第五鏡面，第三片透鏡面向像方的面為第六鏡面，光闌為第 七鏡面，第四片透鏡面向物方的面為第八鏡面，第四片透鏡面向像方的面為第九鏡面，第五 片透鏡面向物方的面為第十鏡面，第五片透鏡面向像方的面為第十一鏡面，第六片透鏡面 向物方的面為第十二鏡面，第六片透鏡面向像方的面為第十三鏡面。
[0013] 十三個(gè)鏡面的曲率半徑、鏡面半徑、鏡面間距、透鏡玻璃材料結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所 示，其中鏡面的曲率半徑的正負(fù)按照應(yīng)用光學(xué)或光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件Zemax的規(guī)定確定的， 即面型凸向物方為正值，凸向像方為負(fù)值。
[00141 表 1

【權(quán)利要求】
1. 超細(xì)徑超廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：包括六片共軸球面折射 透鏡和一個(gè)光闌，從物方到像方依次排列： 第一片透鏡Ll為凹透鏡，光焦度為負(fù)值，使光線經(jīng)過(guò)第一片透鏡Ll時(shí)發(fā)散，并且第一 片透鏡Ll面向物方的第一鏡面（1)凸向像方，面向像方的第二鏡面（2)凸向物方； 第二片透鏡L2為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經(jīng)過(guò)第二片透鏡L2時(shí)會(huì)聚，并且第二 片透鏡L2面向物方的第三鏡面（3)為平面，面向像方的第四鏡面（4)凸向像方； 第三片透鏡L3為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經(jīng)過(guò)第三片透鏡L3時(shí)會(huì)聚，并且第三 片透鏡L3面向物方的第五鏡面（5)凸向物方，面向像方的第六鏡面（6)凸向像方；第七鏡 面為光闌（7); 第四片透鏡L4為凹透鏡，光焦度為負(fù)值，使光線經(jīng)過(guò)第四片透鏡L4時(shí)發(fā)散，并且第四 片透鏡L4面向物方的第八鏡面（8)和面向像方的第九鏡面（9)均凸向物方； 第五片透鏡L5為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經(jīng)過(guò)第五片透鏡L5時(shí)會(huì)聚，并且第五 片透鏡L5面向物方的第十鏡面（10)為平面，面向像方的第十一鏡面（11)凸向像方； 第六片透鏡L6為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經(jīng)過(guò)第六片透鏡L6時(shí)會(huì)聚，并且第六 片透鏡L6面向物方的第十二鏡面（12)凸向物方，面向像方第十三鏡面（13)凸向像方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)徑超廣角醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：上述六片共軸球面折射透鏡的十二個(gè)鏡面和一個(gè)光闌，其中鏡面的曲率半徑的正負(fù)按照應(yīng) 用光學(xué)或光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件zemax的規(guī)定確定的，即面型凸向物方為正值，凸向像方為負(fù) 值。
【文檔編號(hào)】A61B1/05GK104305951SQ201410571822
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】全薇, 張雷, 崔秀玲, 張正正 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)