[发明专利]内窥镜的光学成像系统

说明书

本发明涉及一种内窥镜的光学成像系统，包括沿光线传播方向且依次胶合为一体的物镜系统、中继镜系统和目镜系统；所述物镜系统为反远距结构，且物镜系统包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗、第一平凹镜、转向棱镜、第一平凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三双胶合透镜和第二平凸透镜；所述中继镜系统包括n组的中继镜组，且每组中继镜组均为双远心结构，所述中继镜组是由两个五胶合棒状镜对称排列构成；所述目镜系统为物方远心结构，且目镜系统包括沿光线传播方向相胶合的第一三胶合透镜、第二三胶合透镜、第二凸透镜、第二保护窗和第二孔径光阑。本发明具有高清晰分辨率和畸变小于5%的光学成像性能。

技术领域

本发明涉及一种光学成像系统，具体涉及一种内窥镜的光学成像系统。

背景技术

内窥镜由末端的成像物镜、中段的转像系统和近端的目镜组成，其中成像物镜对内窥镜的成像性能起着决定性的作用。医疗诊断和手术要求内窥镜具有大视场，高分辨率，低畸变和细径化的特点，给内窥镜的物镜成像系统和转像系统提出高要求。

现有的内窥镜光学系统有的是由平凹负透镜、转向棱镜、平凸透镜、后续胶合透镜组成，它是通过物镜组中正负透镜的位置优化矫正系统的畸变，但是未给出所能实现的相对畸变值；有的是采用蓝宝石材料的内窥镜物镜设计，它是由两个平凸镜构成，最大光学畸变为20％。

综上现有的内窥镜光学系统，都不能很好地矫正大视场光学畸变和同时保证全视场内的光学高清成像。鉴于此，急需研发一种大视场硬管内窥镜光学系统，它具有低畸变和全视场内高清成像的特点。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有高清晰分辨率和畸变小于5％的光学成像性能的内窥镜的光学成像系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种内窥镜的光学成像系统，包括沿光线传播方向且依次胶合为一体的物镜系统、中继镜系统和目镜系统，所述中继镜系统位于物镜系统和目镜系统之间；其创新点在于：

所述物镜系统为反远距结构，且物镜系统包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗、第一平凹镜、转向棱镜、第一平凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三双胶合透镜和第二平凸透镜；

所述中继镜系统包括n组的中继镜组，且每组中继镜组均为双远心结构，所述中继镜组是由两个五胶合棒状镜对称排列构成，且两个五胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述五胶合棒状镜由弯月凹镜、第二平凹透镜、棒状镜、第三平凹镜和第一凸透镜胶合而成，其中，n为奇数；

所述目镜系统为物方远心结构，且目镜系统包括沿光线传播方向相胶合的第一三胶合透镜、第二三胶合透镜、第二凸透镜、第二保护窗和第二孔径光阑；

所述物镜系统的第二平凸透镜位于中继镜系统一端的弯月凹镜的外侧，目镜系统的第一三胶合透镜位于中继镜系统另一端的第一凸透镜的外侧。

在上述技术方案中，所述物镜系统的转向棱镜内设有第一孔径光阑。

在上述技术方案中，所述物镜系统的第一保护窗、第一平凹镜、转向棱镜、第一平凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三双胶合透镜和第二平凸透镜依次用紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合而成。

在上述技术方案中，所述五胶合棒状镜的弯月凹镜、第二平凹透镜、棒状镜、第三平凹镜和第一凸透镜依次用紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合而成。

在上述技术方案中，所述目镜系统的第一三胶合透镜、第二三胶合透镜、第二凸透镜、第二保护窗和第二孔径光阑依次用紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合而成。

在上述技术方案中，所述目镜系统的第一三胶合透镜和第二三胶合透镜均是由三个透镜用紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合。

在上述技术方案中，所述物镜系统的第一保护窗为石英玻璃或者是蓝宝石。