单片式医用广角牙科诊疗镜头组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，包括一镜筒，镜筒内从物侧起依次收容包括光阑，一镜片，一芯片保护玻璃，一成像芯片，所述成像芯片设于电路板上，电路板与信号线连接，所述镜片为塑料制非球面镜片，该镜片替代２～４片玻璃镜片，所述非球面符合下述通用非球面公式：式中：ｚ为镜片表面Ｚ向高度，ｃ为非球面常量，ｋ为非球面常量，为表面中心曲率的倒数，ｒ为非球面表面点所处Ｙ向位置，即距离中心点的位置，α１、α２、α３、α４、α５、α６、α７、α８非球面各高次项系数，本实用新型专利技术通过上述技术方案在不改变镜头的成像效果的前提下，减小镜头了的体积。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数码定焦单片镜头，特别是一种单片式医用广角牙科诊疗镜头组件。
技术介绍
随着数码成像技术的迅速发展，各种数码成像系统广泛的应用于医疗领域，帮助医护人员更加清晰、准确、全面的观察病人体内外的病变部分，以获得更为准确的诊断，提高诊疗效果，如内窥胃镜、内窥肠镜等。作为医疗用成像系统最主要的特点在于除一般功能外还必须体积小、防水。而作为整个成像系统中最重要的部件之一的镜头也必须具备除一般镜头的性能外具备小体积和密封防水性能。目前，市面上所使用的镜头一般由3片或更多镜片所组成的，因此相对体积较大。所以减少镜头所需镜片数量是可以明显缩减镜头的体积的有效途径。此外，由于医疗镜头一般用于人体内部，密封性也是一项特殊需求。密封结构一般需要较大的体积，因此优化密封结构设计体积也是减小最终产品体积的有效途径。   传统镜头由于受到加工技术的限制，一般采用玻璃镜片来组成镜头，而玻璃镜片表面一般只能加工成平面或球面，因此为了消除各级象差，必须使用3片或更多数量镜片来达到期望的成像效果。如果需要生产一个广角镜头的话（视场角度大于60度），则需要更多的镜片，或高折射率的玻璃材料。这样不但镜头的成本居高不下且体积也相对较大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足之处，本技术提出了一种单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，具有体积小且密封性能好的特点。为了达到上述目的和技术效果，本技术采用如下技术方案：单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，包括一镜筒，镜筒内从物侧起依次收容包括光阑，一镜片，一芯片保护玻璃，一成像芯片，所述成像芯片设于电路板上，电路板与信号线连接，其特征在于，所述镜片为塑料制非球面镜片，该镜片替代2~4片玻璃镜片，所述非球面符合下述通用非球面公式：式中：z为镜片表面Z向高度，c为非球面常量，k为非球面常量，为表面中心曲率的倒数，r为非球面表面点所处Y向位置，即距离中心点的位置，α1 、α2、α3 、α4 、α5 、α6 、α7 、α8 非球面各高次项系数。在本技术的一个实施例中，所述镜筒与用于连接镜头和成像芯片的底座为一体结构。-->在本技术的一个实施例中，镜头的前端粘接有一片保护性的平面玻璃。本技术通过上述技术方案在不改变镜头的成像效果的前提下，通过使用1个非球面镜片来替代2~4个球面玻璃镜片，缩减镜片的数量，减小镜头了的体积；通过优化结构设计，将普通的成像系统中镜头与成像芯片之间依靠底座进行连接的结构加以改进，在该设计中将底座与镜筒设计成一个零件，缩减了整个系统的体积；通过在镜头的前端粘接有一片保护性的平面玻璃，即对镜头进行了密封保护，又对镜头的径向尺寸没有影响，仅仅增加了长度尺寸。附图说明图1是本技术的原理图。图2是本技术的结构示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐述本技术。如图1，图2所示，本技术的一种单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，包括一镜筒1，镜筒1内从物侧起依次收容包括光阑2，一镜片3，一芯片保护玻璃4，一成像芯片5，所述成像芯片5设于电路板6上，电路板6与信号线7连接，所述镜片3为塑料制非球面镜片，该镜片替代2~4片玻璃镜片，为了减小镜头的体积，必须缩减镜片的数量，在不改变镜头的成像效果的前提下，可通过使用一非球面镜片来替代2~4个球面玻璃镜片。非球面镜片即镜片表面为高次曲面的镜片，1个此类镜片可替代2~4片传统球面镜片，且不损失成像质量。随着光学塑料材料的开发以及塑料镜片的加工技术的发展，目前塑料非球面镜片的加工已能够达到光学镜头的使用要求。 本技术的光学设计原理如图1所示，下面给出本技术的一个具体设计：表1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距 f=2.96mm，光圈F/#=14.8，光学轨迹总长 TT=23.9mm，在全视场角38.5°时的象高h=2.249mm。 表1的标题栏中列出了：“表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的。在表1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离。“折射率”列提供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。在表1中，物面曲率半径为无穷大，即平面 ，距离下一表面中心顶点15mm;表面21为光阑孔起始面，表面22为光阑孔中心面，表面23为光阑孔结束面，光阑孔厚度为0.1mm(0.05+0.05mm),光阑孔距离下一镜片表面中心顶点0.863221mm; 表面31为非球面镜片物面，该面为球面，曲率半径为8.00000mm,该面中心顶点距离下一表面（非球面镜片像面）中心顶点1.5mm，即非球面镜片中心厚度为1.5mm，折射率为1.491756，阿贝系数57.440791；表面32为非球面镜片像面，该面为非球面，中心曲率半径为-1.677413mm,该面中心顶点距离下一表面中心顶点1.5mm；表面41为芯片保护玻璃起始面，表面42为芯片保护玻璃结束面，保护玻璃厚度0.75mm，距离芯片成像面1.19mm,材料折射率为1.516800，阿贝系数64.170；表面51为像面，即成像芯片表面。-->表1镜片的参数规格符合下述通用非球面公式：    其中各参数具体值见下表2：表2-->通过光学设计软件得到单片式镜头参数如下：焦距为2.96mm，光圈F/14.8，视场角为78°，像面尺寸为4.5mm。为了缩减镜头的体积，对镜头结构进行优化设计：普通的成像系统中镜头与成像芯片之间依靠底座进行连接，为了缩减整个系统的体积，在本设计中将底座与镜筒设计成一个零件，如图2所示。为了达到密封效果选用适当的密封结构：考虑到该镜头用于牙科诊疗，对密封性的要求比较低，因此在该设计中使用一片保护性的平面玻璃8粘接在镜头的前端面进行密封保护。该密封结构对镜头的径向尺寸没有影响，仅仅增加了长度尺寸。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 -->本文档来自技高网...

【技术保护点】
单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，包括一镜筒，镜筒内从物侧起依次收容包括光阑，一镜片，一芯片保护玻璃，一成像芯片，所述成像芯片设于电路板上，电路板与信号线连接，其特征在于，所述镜片为塑料制非球面镜片，该镜片替代２～４片玻璃镜片，所述非球面符合下述通用非球面公式：　　ｚ＝ｃｒ↑［２］／１＋＊＋α↓［１］ｒ↑［２］＋α↓［２］ｒ↑［４］＋α↓［３］ｒ↑［６］＋α↓［４］ｒ↑［８］＋α↓［５］ｒ↑［１０］＋α↓［６］ｒ↑［１２］＋α↓［７］ｒ↑［１４］＋α↓［８］ｒ↑［１６］式中：ｚ为镜片表面Ｚ向高度，ｃ为非球面常量，ｋ为非球面常量，为表面中心曲率的倒数，ｒ为非球面表面点所处Ｙ向位置，即距离中心点的位置，α↓［１］　、α↓［２］、α↓［３］　、α↓［４］　、α↓［５］　、α↓［６］　、α↓［７］　、α↓［８］非球面各高次项系数。

【技术特征摘要】
1.单片式医用广角牙科诊疗镜头组件，包括一镜筒，镜筒内从物侧起依次收容包括光阑，一镜片，一芯片保护玻璃，一成像芯片，所述成像芯片设于电路板上，电路板与信号线连接，其特征在于，所述镜片为塑料制非球面镜片，该镜片替代2~4片玻璃镜片，所述非球面符合下述通用非球面公式：式中：z为镜片表面Z向高度，c为非球面常量，k为非球面常量，为表面中心曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁小刚，
申请(专利权)人：桑来斯光电科技上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31