[发明专利]一种高反差高锐度的医用微型近红外血管显影镜头

说明书

技术领域

本发明涉及医疗仪器中的薄光学透镜组的技术领域，更具体地，涉及一种高反差高锐度的医用微型近红外血管显影镜头。

背景技术

近年来，光学镜头的应用越来越多，而且其体积越来越小，同时，成像分辨率也越来越高。在移动产品应用中，微型镜头已经十分普及，以满足不断增加的使用需求。此项技术也有许多专利，尤其是在手机等移动产品中得到了广泛的青睐。

但是大部分微型镜头都是在可见光谱范围内进行成像的，而且仅仅是为了配合拍照使用。而应用于医疗检测方面，特别是血管显影方面的红外镜头，为了得到准确的检测数据，需要提供一定质量的反差和锐度。然而一般微型摄影镜头缺乏高反差和锐度。对成像反差和锐度的高要求又普遍导致体积偏大，透镜增多，不利于仪器整体的集成设计。

同时，球面透镜又无法在小体积的前提下带来理想的大视场角，想要获得大视场角，又得增加透镜数量。因此一般采用非球面设计，不过非球面设计的透镜在玻璃加工上难度颇大，采用塑料材料又需要考虑压膜制造技术中特别注意的塑料的形变。因为在微型透镜的加工下，其成型质量与形状关系密切，而目前大部分的非球面透镜，未能较好的解决这一问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种高反差高锐度的医用微型近红外血管显影镜头，最大限度地提高了镜头的反差和锐度，并且限制了边角参数，使加工成型的稳定性大大增加。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高反差高锐度的医用微型近红外血管显影镜头，其中，包括四片光学透镜、一个光阑、一片红外滤镜，所述的四片光学透镜分为三组，第一组包括两个透镜，由一个正透镜和一个负透镜组成，分别位于第一片和第二片，正透镜的面型为前凸后凸，负透镜的面型为前凸后凹，正透镜与负透镜之间设有光阑；

第二组为一个位于第三片的前凹后凸正透镜；

第三组为一个负透镜，位于第四片，其第一面是凸面，第二面是凹面；全部四个透镜都为非球面型，红外滤镜设于第三组负透镜的一侧。

本方案中，全部四个透镜都设计为非球面型，使镜片更薄、更轻、更平，更可以修正视野狭小、成像不清晰等现象。同时，光阑位于第一片和第二片透镜之间，可以有效达到镜头体积和视场的平衡。

第一组的正负透镜组合，有效地减少了球差，并且减少镜头总长度，同时光阑位于透镜之间，很好地控制了畸变，有效地提高了成像质量。

进一步的，所述的第三片前凹后凸正透镜为弯月型，曲率满足公式：0.35<C31/C32<0.45；C31为第三片正透镜第一面的曲率，C32为第三片正透镜第二面的曲率。通过上述设置，以此来保证在非球面的设计下，有效地降低了产生的场曲和慧差。

进一步的，所述的第四片前凸后凹负透镜为弯月型，曲率满足公式：0.15<C41/C42<0.2；C41为第四片负透镜第一面的曲率，C42为第四片负透镜第二面的曲率。通过上述设置，以此来保证在非球面的设计下，像散和畸变具有不同程度的抵消。

以上关系可以提高镜头的性能，如像散，场曲，畸变等。

为了便于加工制作，并且不易产生形变，保证成型质量，透镜的中心厚度与边缘厚度满足下式：

D3/d3<2:1；

D4/d4<1.2:1；

其中，D3为第三片正透镜的中心厚度，d3为第三片正透镜的边缘厚度。D4为第四片负透镜的中心厚度，d4为第四片负透镜的边缘厚度。

本发明还包括红外滤镜，其位于第四片负透镜之后。

在本发明的三组四片透镜中，所有表面都满足下列等式： 

其中，c为非球面顶点的斜率，k与二次曲面的离心率有关，、、等为系数的各项表示非球面相对于基准二次曲面的变形。

与现有技术相比，有益效果是：本发明在满足微小化的前提下，可最大限度地提高了镜头的反差和锐度，并且限制了边角参数，使加工成型的稳定性大大增加。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的场曲和畸变图；

图3为本发明的垂轴色差图；

图4为本发明的纵向像差图；

图5为本发明的FFT MTF图（0-5lp/mm）；

图6为本发明的FFT MTF图（0-60lp/mm）；

图7为本发明的FFT MTF图（0-100lp/mm）。

具体实施方式