[发明专利]一种小畸变立体内窥镜光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内窥镜光学系统，具体涉及一种小畸变立体内窥镜光学系统，属于硬管内窥镜光学系统设计技术领域。

背景技术

当今世界上微创手术已经成为外科医学各领域发展方向。微创手术以其对病人损伤小、减少术间病人痛苦、术后康复时间短等多项优点，应用越来越广泛。而任何一项微创手术的开展都离不开硬管内窥镜。硬管内窥镜以其技术先进、应用方便、产品多样化、专业化受到患者和外科医生的欢迎。目前，膀胱镜、宫腔镜、喉镜、鼻窦镜、腹腔镜、关节镜等在我国县级医院已经普遍应用。

传统的微创手术由医生亲自操作手术器械，观察硬管内窥镜的二维电子图像进行，手术精确性因人而异，长时间的手术也会偶尔发生误操作。随着电子技术的不断发展，出现了手术机械人，通过手术机械人的机械手精确控制手术器械，可以提高手术精度，减小创口，使病人快速康复，立体内窥镜光学系统设计涉及物镜设计、转像系统设计、电子成像透镜系统设计三方面，如何使三者有机结合在一起，在满足工作距要求的前提下，光学系统光能透过率高、电子图像清晰，畸变小，是需要解决的技术难题，同时，光学加工和装配的工艺性也是必须解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小畸变立体内窥镜光学系统，结构简单，便于装配，使用物镜、转向系统和电子成像透镜系统联合校正各种像差，可以获得清晰的电子图像，通过优选转像系统组数和转像系统结构，使光学系统透镜片数最少，可以减小透镜表面反射导致的杂散光，提高图像对比度，而且可以减小胶合面对光能的吸收，提高光能透过率，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种小畸变立体内窥镜光学系统，包括内窥镜物镜、转向系统和电子成像透镜系统，所述内窥镜物镜设置有直视内窥镜物镜组件和斜视内窥镜物镜组件，所述直视内窥镜物镜组件沿光线传播方向一侧设置有蓝宝石保护片，所述蓝宝石保护片一侧设置有第一负透镜，所述第一负透镜一侧设置有第二负透镜，所述第二负透镜一侧设置有平行平板，所述平行平板一侧设置有平凸透镜；，所述斜视内窥镜物镜组件设置有转向棱镜，所述转向棱镜设置在平行平板和平凸透镜之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一负透镜为平凹透镜，所述第二负透镜为凸凹透镜。

作为本发明的一种优选技术方案，所述直视内窥镜物镜组件设有的蓝宝石保护片、第一负透镜、第二负透镜、平行平板、平凸透镜五者胶合在一起；，所述斜视内窥镜物镜组件设有的蓝宝石保护片、第一负透镜、第二负透镜、平行平板、转向棱镜、平凸透镜六者胶合在一起。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转像系统由一片棒状透镜和一片薄透镜胶合组成，所述薄透镜一侧设置有转像系统胶合件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转像系统采用三组结构对称的1:1转像系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电子成像透镜系统为像方远心光路，所述电子成像透镜系统由三胶合透镜、斜方棱镜、保护玻璃、接口透镜组成，所述三胶合透镜由棒状透镜、双凹薄透镜、双凸薄透镜组成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电子成像透镜系统的轴向放大率为1.1～2。

本发明所达到的有益效果是：一种小畸变立体内窥镜光学系统，结构简单，便于装配，加工成本低，使用物镜、转向系统和电子成像透镜系统联合校正各种像差，可以获得清晰的电子图像，通过优选转像系统组数和转像系统结构，使光学系统透镜片数最少，可以减小透镜表面反射导致的杂散光，提高图像对比度，而且可以减小胶合面对光能的吸收，提高光能透过率，同时通过物镜、转像系统、电子成像透镜系统三者有机结合，可以最大限度校正系统畸变，同时保证边缘视场照度，提供清晰的电子图像。

附图说明

图1～图5为硬管内窥镜光学系统结构及转像系统结构示意图；

图6为棒状镜结构示意图；

图7为以往的立体内窥镜物镜结构示意图；

图8为本发明采用的立体内窥镜物镜结构示意图，8a为直视物镜结构图，8b为斜视物镜结构图；

图9为电子成像透镜系统结构示意图；

图10(a-c)为内窥镜光学系统工作原理图；

图11为本发明的小畸变立体内窥镜光学系统示意图。