硬管内窥镜光学转像系统技术方案

本发明专利技术属于硬管内窥镜技术领域，具体涉及一种硬管内窥镜光学转像系统。本发明专利技术包括沿系统光轴排列的奇数组转像透镜组，其中，至少一组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑；只有一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑；两种结构型式的转像透镜组可沿光轴方向以任意组合方式进行排布，构成1∶1成像的双远心光路。本发明专利技术解决了现有硬管内窥镜光学转像系统结构复杂、加工成本高的技术问题；取得了既能很好地校正系统轴向色差、得到对比度和清晰度较好的图像，又结构简单、胶合面少，显著降低加工成本的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硬管内窥镜
，具体涉及一种硬管内窥镜光学转像系统。
技术介绍
如图1所硬管内窥镜光学系统包括三部分:硬管内窥镜物镜、硬管内窥镜光学转像系统和硬管内窥镜目镜。其中，硬管内窥镜物镜对物成倒像；硬管内窥镜光学转像系统对物镜所成的像重新1:1成像，经多次重新聚焦和转像之后最终在硬管内窥镜目镜物方焦面上成正立的实像，使硬管内窥镜的光学长度满足硬管内窥镜工作长度要求；观察者通过硬管内窥镜目镜观察正立实像。常用硬管内窥镜光学转像系统含有奇数组结构相同的转像透镜组，这些转像透镜组将物镜所成的像多次成像，增加光学系统总长。为了校正硬管内窥镜的色差，通常每一组转像透镜组都要单独校正色差，因此，每一组转像透镜组都含有一片负透镜。如此一来，当需要大量转像透镜组时整个硬管内窥镜转像系统的光学元件数目剧增，加工费用大幅增加。图2所示早期转像透镜组，由两个双胶合薄透镜构成，光阑位于二者中间:这种结构的转像透镜组垂轴像差得到良好校正；但由于采用薄透镜，系统光能透过率较低，且在装配时镜片容易倾斜，从而影响系统像质。图3所示转像透镜组，每一个转像透镜由Hopkins棒状镜与焦距为负的薄透镜胶合而成，两个转像透镜之间设有光阑:这种结构的转像透镜组薄透镜使用高折射率、高色散的光学玻璃，轴向色差可以得到校正；但该结构不能校正场曲。图4所示转像透镜组，每一个转像透镜为双胶合透镜，两个转像透镜之间设有光阑:这种结构的转像透镜组由于正负透镜均为Hopkins棒状镜，厚度相近，不仅能校正色差，而且能校正场曲，图像质量高；但胶合面处凹面容易发生断裂。图5所示转像透镜组，包含两个Hopkins棒状镜，两个转像透镜之间设有光阑:这种结构的转像透镜组结构简单；但无法校正轴向色差，系统像质不理想。图6所示转像透镜组，每一个转像透镜为两端胶合有负透镜的Hopkins棒状镜，两个转像透镜之间设有光阑:这种结构的转像透镜组能够实现校正系统轴向色差的效果；但其结构复杂，胶合面多，加工成本高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题为:现有硬管内窥镜光学转像系统，每组转像透镜组均设有负透镜，结构复杂，胶合面多，加工成本高。本专利技术的技术方案如下所述:一种硬管内窥镜光学转像系统，包括沿系统光轴排列的奇数组转像透镜组；至少一组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑，构成1:1双远心转向系统；至少一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端设有负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑；上述两种结构形式的转像透镜组按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。作为优选方案，仅有一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑。硬管内窥镜光学转像系统可以包括沿系统光轴排列的三组转像透镜组:两组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜中间设有光阑；一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成；所述两个棒状透镜中间设有光阑；上述两种结构形式的转像透镜组按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。硬管内窥镜光学转像系统也可以包括沿系统光轴排列的五组转像透镜组:四组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜中间设有光阑；一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成；所述两个棒状透镜中间设有光阑；上述两种结构形式的转像透镜组按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。作为进一步的优选方案，所述棒状透镜为Hopkins棒状透镜，且两端球面半径相等。本专利技术取得的有益效果为:本专利技术的硬管内窥镜光学转像系统，既很好地校正了系统轴向色差、得到了对比度和清晰度较好的图像，又结构简单、胶合面少，显著降低了加工成本。附图说明图1为硬管内窥镜光学系统不意图；图2 图6为现有技术中的转像透镜组结构示意图；图7为实施例1硬管内窥镜光学转像系统示意图；图8为实施例2硬管内窥镜光学转像系统示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术的硬管内窥镜光学转像系统进行详细说明。如图7所示，本专利技术的硬管内窥镜光学转像系统包括沿系统光轴排列的奇数组转像透镜组:其中，至少一组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑，构成1:1双远心转向系统；至少一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端设有负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑。上述两种结构形式的转像透镜组可以按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。作为优选实施方式，本专利技术的硬管内窥镜光学转像系统，仅有一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑，其余组转像透镜组均不设负透镜。此外，所述棒状透镜优选为Hopkins棒状透镜，且两端球面半径相等。实施例1本实施例的硬管内窥镜光学转像系统包括沿系统光轴排列的三组转像透镜组。其中，两组转像透镜组:仅由两个Hopkins棒状透镜组成，其不设负透镜，不能校正轴向色差；所述两个Hopkins棒状透镜中间设有光阑,构成双远心系统。一组转像透镜组:由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的Hopkins棒状透镜组成，对轴向色差进行有效校正；所述两个Hopkins棒状透镜中间设有光阑，构成双远心系统。上述两种结构形式的转像透镜组可沿系统光轴方向以任意前后顺序进行排列。实施例2本实施例的硬管内窥镜光学转像系统包括沿系统光轴排列的五组转像透镜组。其中，四组转像透镜组:仅由两个Hopkins棒状透镜组成，其不设负透镜，不能校正轴向色差；所述两个Hopkins棒状透镜中间设有光阑,构成双远心系统。一组转像透镜组:由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的Hopkins棒状透镜组成，对轴向色差进行有效校正；所述两个Hopkins棒状透镜中间设有光阑，构成双远心系统。上述两种结构形式的转像透镜组可沿系统光轴方向以任意前后顺序进行排列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬管内窥镜光学转像系统，包括沿系统光轴排列的奇数组转像透镜组，其特征在于：至少一组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑，构成1∶1双远心转向系统；至少一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端设有负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑；上述两种结构形式的转像透镜组按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。

【技术特征摘要】
1.一种硬管内窥镜光学转像系统，包括沿系统光轴排列的奇数组转像透镜组，其特征在于:至少一组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑，构成I: I双远心转向系统；至少一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端设有负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑；上述两种结构形式的转像透镜组按任意先后顺序沿系统光轴方向进行排列。2.根据权利要求1所述的硬管内窥镜光学转像系统，其特征在于:仅有一组转像透镜组由两个沿系统光轴方向前后两端胶合负透镜的棒状透镜组成，所述两个棒状透镜之间设有光阑。3.根据权利要求2所述的硬管内窥镜光学转像系统，其特征在于:硬管内窥镜光学转像系统包括沿系统光轴排列的三组转像透镜组:两组转像透镜组仅由两个棒状透镜组成，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于双双，杜吉，史宣，穆郁，孟军合，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所，
类型：发明
国别省市：