[发明专利]变焦光学系统、内窥镜物镜系统及电子内窥镜

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种变焦光学系统、内窥镜物镜系统及电子内窥镜。

背景技术

内窥镜成像技术经历了百年发展，应用领域广泛，而今电子内窥镜以清晰逼真的图像和小型化的微电子电路获得更广泛的应用。

随着对被测物体表面状况观察要求的提高，目前存在着具有可放大观察物体且可变焦物镜成像系统的迫切需求。例如，工业管道口径尺寸存在大范围变化，以及需要细节放大观察被摄物时，或者医学诊疗中对病变体部位进行放大观察时，均需内窥镜具有变焦功能，而无需更换不同物镜系统。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种具有大孔径、宽视场、可放大观察、可变焦等优点的变焦光学系统、内窥镜物镜系统及电子内窥镜。

一方面，本发明提供了一种变焦光学系统，沿所述变焦光学系统的光轴且自物侧起依次包括：

固定透镜组，具有负的光焦度；

变焦透镜组，具有正的光焦度，用于通过其沿所述光轴的移动来改变所述变焦光学系统的焦距；

补偿透镜组，具有正的光焦度，用于通过其沿所述光轴的移动来校正因改变焦距所产生的像差。

另一方面，本发明还提供了一种内窥镜物镜系统，包括上述变焦光学系统。

又一方面，本发明还提供了一种电子内窥镜，所述电子内窥镜的一端设有上述内窥镜物镜系统。

本发明提供的技术方案中，变焦光学系统采用反摄远光学成像系统，使离物侧最远的补偿透镜组对应的视场角减小，有益像差校正，在变焦光学系统的广角端可获得较大视场，同时达到大孔径的目的；此外，沿光轴移动变焦透镜组可改变变焦光学系统的焦距，使得变焦光学系统具有较高倍率的调焦功能，可实现对物侧的放大观察，成像质量较好，可满足医学诊疗、工业管道检查等应用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A-图1C分别为本发明实施例二提供的变焦光学系统在其工作距离为无穷远的情况下的广角端、介于广角端和远摄端之间的中间状态、远摄端的光学元件布置示意图；

图2A-图2C分别为本实施例二在变焦光学系统的广角端，分别测得的纵向球差像差、像散场曲率和畸变像差；

图3A-图3C分别为本实施例二在变焦光学系统的远摄端，分别测得的纵向球差像差、像散场曲率和畸变像差；

图4A-图4C分别为本发明实施例三提供的变焦光学系统在其工作距离为有限距离（如30mm）的情况下的广角端、介于广角端和远摄端之间的中间状态、远摄端的光学元件布置示意图；

图5A-图5C分别为本实施例三在变焦光学系统的广角端，分别测得的纵向球差像差、像散场曲率和畸变像差；

图6A-图6C分别为本实施例三在变焦光学系统的远摄端，分别测得的纵向球差像差、像散场曲率和畸变像差。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供了一种变焦光学系统，该变焦光学系统沿其光轴且自物侧起依次包括：固定透镜组、变焦透镜组和补偿透镜组。

固定透镜组具有负的光焦度。离物侧最近的固定透镜组采用负的光焦度可有效提高广角端视场角范围，且有效控制整个系统的最大口径，从而有助物镜小型化的实现。