超高像質(zhì)硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種超高像質(zhì)硬管內(nèi)窺鏡的4毫米光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡組和中繼系統(tǒng)。物鏡組包括前透鏡組和后透鏡組兩部分。其中前透鏡組由第一、二透鏡組組成，后透鏡組由第三、四透鏡組組成，孔徑光闌位于前后透鏡組之間；中繼系統(tǒng)由奇數(shù)對放大率為1∶1的轉(zhuǎn)像透鏡組成，其中包含兩個完全相同三膠合棒狀透鏡，相鄰棒狀透鏡間距離相等，將物鏡所成的像在工作鏡管內(nèi)多次傳遞；最終的像通過目鏡由人眼或CCD探測器接收。該系統(tǒng)全視場角在70°以內(nèi)，入瞳直徑最大達(dá)到0.3mm，理論中心分辨率最高為21lp/mm，MTF曲線在120lp/mm處的值大于0.3，經(jīng)過測試，可實(shí)現(xiàn)超高清成像；對準(zhǔn)光源時像面無雜光，其結(jié)構(gòu)簡單、像質(zhì)優(yōu)良且成本較低?！緦＠綀D】

【附圖說明】圖1為高清硬質(zhì)內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)圖，其中1為物鏡組。
【專利說明】超高像質(zhì)硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超高像質(zhì)硬管內(nèi)窺鏡的光學(xué)系統(tǒng)，特別涉及一種超高分辨率、可
消除雜光、結(jié)構(gòu)簡單且像質(zhì)良好的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用內(nèi)窺鏡是經(jīng)人體的天然孔道，或微創(chuàng)切口進(jìn)入人體內(nèi)進(jìn)行觀察及治療的器
械。它通過利用多組中繼透鏡組，來實(shí)現(xiàn)將其物鏡所成的像在細(xì)長的鏡筒中多次傳遞，最終
經(jīng)由目鏡到達(dá)人眼或由CXD探測器接收。
[0003]內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的理論中心分辨率計(jì)算公式如下:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種超高像質(zhì)硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其視場角在70°以內(nèi)，包括物鏡組和中繼系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其物鏡組焦距滿足Imm< EFL < 2mm,中繼系統(tǒng)放大率為1:1。
3.如權(quán)利要求2所述的物鏡組，其特征在于:包括前透鏡組和后透鏡組，前透鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組；后透鏡組包括第三透鏡組及第四透鏡組；孔徑光闌位于前后透鏡組之間。第一透鏡組為負(fù)透鏡組，面型為平凹型；第二透鏡組負(fù)透鏡組，面型為彎月形；第三透鏡組為正單透鏡，面型為雙凸型；第四透鏡是一組雙膠合透鏡，由一片彎月形負(fù)透鏡和一片雙凸正透鏡膠合而成。
4.如權(quán)利要求3所述的物鏡組，其特征在于:光線通過物鏡組成一個倒立的中間像，中間像面位于物鏡組后的空氣中。
5.如權(quán)利要求3所述的物鏡組，其第一透鏡組及第二透鏡組之間有較大的空氣間隔，第二透鏡組的鏡片厚度較小，采用此種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的內(nèi)窺鏡物鏡可以完全消除進(jìn)入系統(tǒng)的雜光。
6.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡中繼系統(tǒng)，其特征在于:由奇數(shù)對轉(zhuǎn)像透鏡組成，每對轉(zhuǎn)像透鏡包含兩個完全相同的棒狀三膠合透鏡，三膠合透鏡由2片相同的彎月形透鏡膠合在對稱雙凸棒狀單透鏡兩端面而成，相鄰兩棒狀透鏡的間距相等，棒鏡材料的折射率均小于1.8，成本較低。
7.如權(quán)利要求6所述的中繼系統(tǒng)，其特征在于:由物鏡組所成的中間像經(jīng)由中繼系統(tǒng)傳遞奇數(shù)次，在轉(zhuǎn)像組間的空氣間隔中形成中間像，相鄰的中間像大小相等，方向相反；在中繼系統(tǒng)后的中間像為正立的。
8.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其入瞳直徑最大達(dá)到0.3mm，最高理論中心分辨率約為211p/mm，實(shí)際測量中心分辨率可達(dá)到理論值，可實(shí)現(xiàn)超高清成像。
9.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的視場角在70°以內(nèi)，1201p/mm處的MTF值大于0.3，畸變經(jīng)數(shù)字圖像處理后小于2%，其它各像差均得到良好的校正，特別是減小了像場彎曲，擴(kuò)大了景深。
10.如權(quán)利要求1至9所述的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，以鏡管直徑4毫米為例，對于其它直徑鏡管的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，原理一致，結(jié)構(gòu)類似，只需參數(shù)上做微調(diào)。
【文檔編號】G02B13/00GK103969789SQ201310027054
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】王涌天, 禹璐, 程德文, 劉小華 申請人:北京威斯頓亞太光電儀器有限公司