一种高清光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种医疗上使用的内窥镜的光学部件。一种高清光学系统，包括一组物镜系统和多组转像系统，所述的转像系统的组数为奇数，每组转像系统内的镜片数为偶数，转像系统内的镜片是对称布置组合而成。本实用新型专利技术提供了一种高分辨力、景深大，既不同于望远系统也不同于显微系统，既是物方远心光路又是像方远心光路的高清光学系统；解决了现有技术中存在的内窥镜的光学系统视场不够，景深小，成像不清晰的技术问题。不清晰的技术问题。不清晰的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高清光学系统


[0001]本技术涉及一种医疗上使用的内窥镜的光学部件，尤其涉及一种内窥镜的高清光学系统。

技术介绍

[0002]随着医疗技术的发展，医疗器械的种类和产品也越来越多。内窥镜系统经历了百年发展，应用越来越广泛，近年来，很多公司开发了很多不同型号的内窥镜。越来越广泛的内窥镜的使用，便于临床诊断，减轻患者的临床痛苦和提高手术水平。医用内窥镜按其发展及成像构造分类，大体可分为三大类：硬管式内镜、光学纤维(软管式)内镜和电子内镜。在中国专利文献中有：“刚性内窥镜棒状镜转象系统(CN2234757Y)”，它由两个棒状镜及一个三胶透镜所组成，棒状镜的两个端面为一个平面，另一个为曲面，棒状镜位于三胶透镜的两侧，整组转像系统为无焦系统，用于传递内窥镜的中间像。但是这种结构的视场不够大，景深也不够。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种高分辨力、景深大，既不同于望远系统也不同于显微系统，既是物方远心光路又是像方远心光路的高清光学系统；解决了现有技术中存在的内窥镜的光学系统视场不够，景深小，成像不清晰的技术问题。
[0004]本技术的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种高清光学系统，包括一组物镜系统和多组转像系统，所述的转像系统的组数为奇数，每组转像系统内的镜片数为偶数，转像系统内的镜片是对称布置组合而成。假设转像系统内的镜片数量为4，那么镜片的排列顺序为第一镜片、第二镜片、第二镜片、第一镜片，如此的排列顺序。
[0005]由物方一点，通过物镜系统、转像系统后，成一像于像方。由于物镜的视场大、焦距短，物镜选用反远距结构，采用负正透镜组分离的形式，物镜前组采用负透镜组，物镜后组采用正透镜组，当平行光束人射时，经前组发散后，被后组成像在焦面上。这样，就使得物镜主面向后移出物镜之外，从而获得比焦距长的工作距离。而视场角较大的轴外光束经前组发散后，相对于后组来说视场角变小，从而达到广角,加大入瞳距的目的。内窥镜系统的像高(h)基本是确定的，视场角(2β)大，焦距(f
′
)可以小，见公式(i)。能在像平面上获得清晰的像的空间深度为景深。在图2中，景深就是Δ1+Δ2。像平面A
’
为景像平面，其共轭平面A为对准平面。能在景像平面上呈清晰像的最远平面为远景，能在景像平面上呈清晰像的最近平面为近景。远景和近景平面上物点的成像光束在对准平面上的截面大小Z1和Z2。此二截面被系统成像于影像平面上的截面大小Z
′1和Z
′2，成为弥撒斑，当小到一定程度时可认为是清晰的像Z
′
。根据三角形相似关系，且已知入瞳直径为2α，可得出公式(ii)，(iii)。由公式(ii)，(iii)可得出公式(iv)。
[0006]h＝f
′×
tan β
ꢀꢀ
(i)
[0007][0008][0009][0010]p—对准平面到入瞳的距离。
[0011]Z
′
—清晰像的弥撒斑。
[0012]由上述公式(ii)(iii)(iv)中可知，当景像平面上的弥撒斑大小Z
′
确定后，景深与系统的入瞳直径、焦距和对准平面的距离有关。现用于硬管内窥镜的光学系统结构，无法实现p值的加大，Z
′
值的减小。我们现在这个光学结构可以实现加大入瞳距，使p值加大，并且相应地实现Z
′
值的减小。
[0013]作为优选，所述的物镜系统包括位于前组的负透镜组和位于后组的正透镜组，前组的负透镜组与后组的正透镜组之间有间隙。
[0014]作为优选，所述的前组的负透镜组包括第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间有间隙，所述第一透镜组包括相互粘接的平凹负透镜和凸凹负透镜，所述的第二透镜组包括依次粘接的第一平凸正透镜、第二平凸正透镜和凹凸负透镜，在第二透镜组的第一平凸正透镜和第二平凸正透镜之间设有光阑。
[0015]作为优选，所述的后组的正透镜组包括相互粘接的双凸正透镜和凹凸负透镜。
[0016]作为优选，所述的物镜系统满足0.6≤Bf/f≤3.5，Bf为整个物镜系统的后焦距，f为整个物镜系统的焦距。
[0017]作为优选，所述的转像系统内包括第一棒镜和第二棒镜，转像系统的放大倍数为
‑
1，第一棒镜是由依次布置的第一双凸正透镜、凹凸负透镜和第二双凸正透镜构成，第二棒镜是由依次布置的第二双凸正透镜、凹凸负透镜和第一双凸正透镜，其中凹凸负透镜与第二双凸正透镜粘接，第一双凸正透镜与凹凸负透镜之间有间隙。
[0018]因此，本技术的一种高清光学系统具备下述优点：由于在相同棒镜直径的前提下，实现大视场、大景深；且有效的提高了内窥镜图像清晰度，图像的锐度，使医生在手术中有了更好的观察条件，提高了手术的可靠性，对方便手术有重要的意义。
附图说明
[0019]图1是一种高清光学系统的镜片排列示意图。
[0020]图2是景深计算图。
具体实施方式
[0021]下面通过实施例，并结合附图，对技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0022]实施例：
[0023]如图1所示，一种高清光学系统，包括一组物镜系统和三组转像系统，物镜系统位于转像系统的一侧。
[0024]物镜系统包括前组的负透镜组和后组的正透镜组。前组的负透镜组包括第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间有间隙，所述第一透镜组包括相互粘接的平凹负透镜和凸凹负透镜，所述的第二透镜组包括依次粘接的第一平凸正透镜、第二平凸正透镜和凹凸负透镜，在第二透镜组的第一平凸正透镜和第二平凸正透镜之间设有光阑。后组的正透镜组包括相互粘接的双凸正透镜和凹凸负透镜。
[0025]物镜系统满足0.6≤Bf/f≤3.5，Bf为整个物镜系统的后焦距，f为整个物镜系统的焦距。
[0026]三组转像系统依次排列，每组转像系统的镜片排列相同。每组转像系统包含6个镜片。转像系统包括第一棒镜和第二棒镜，第一棒镜包含3个镜片，第二棒镜也保护3个镜片，第一棒镜的镜片排列与第二棒镜的镜片排列对称。转像系统的放大倍数为
‑
1，也就是呈倒像。第一棒镜是由依次布置的第一双凸正透镜、凹凸负透镜和第二双凸正透镜构成，第二棒镜是由依次布置的第二双凸正透镜、凹凸负透镜和第一双凸正透镜，其中凹凸负透镜与第二双凸正透镜粘接，第一双凸正透镜与凹凸负透镜之间有间隙。
[0027]各镜片的参数如下：
[0028][0029]
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高清光学系统，其特征在于：包括一组物镜系统和多组转像系统，所述的转像系统的组数为奇数，每组转像系统内的镜片数为偶数，转像系统内的镜片是对称布置组合而成，所述的物镜系统满足0.6≤Bf/f≤3.5，Bf为整个物镜系统的后焦距，f为整个物镜系统的焦距。2.根据权利要求1所述的一种高清光学系统，其特征在于：所述的物镜系统包括位于前组的负透镜组和位于后组的正透镜组，前组的负透镜组与后组的正透镜组之间有间隙。3.根据权利要求2所述的一种高清光学系统，其特征在于：所述的前组的负透镜组包括第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间有间隙，所述第一透镜组包括相互粘接的平凹负透镜和凸凹负透镜，所述的第二透镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆欣荣，王磊，蔺海，周燕，
申请(专利权)人：杭州好克光电仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：