[实用新型]一种医学内窥镜

说明书

本实用新型公开了一种医学内窥镜，为解决现有技术中内窥镜成像视场和分辨率不高的技术问题，采用一种医学内窥镜，包括前组、后组、探测器，所述前组朝向目标物且光焦度为负，用于入射光束的收集；所述后组具有正光焦度，用于将出射光束会聚至微型面阵探测器的像面上；实现了宽视场高分辨率内窥成像，同时配合转折棱镜还可以实现倾斜视场成像；还可仅用两种玻璃材料实现内窥成像设计，降低了加工成本。

技术领域

本实用新型涉及一种医学用的内窥成像系统，可配合微型面阵探测器使用，获得高分辨率视频图像。

背景技术

在医学诊疗中，为了能够准确地到达病灶，减少对患者的损伤，要求在活检时或者手术时具有较高的定位精度。与X光或超声波等辅助定位手段相比，医用内窥镜具有使用方便，直观以及定位精度高等优点，已经成为了临床治疗的重要手段之一。借助于内窥镜，医生可以通过目镜对病灶进行观察，也可以通过面阵探测器获取视频图像。随着探测器技术的发展，探测器的像元尺寸越来越小，要求内窥镜光学系统具有更高的分辨率。同时为了使得医生在操作时具有足够大的视野，要求内窥镜光学系统具有较宽的视场。

采用非球面元件，能够有效提高内窥镜光学系统的性能，但具有成本高，加工难度大等缺点。为了有效降低系统成本和制造难度，希望在宽视场高分辨率内窥镜光学系统中尽量采用球面光学元件。CN104305951“细径广角医用电子内窥镜光学成像系统”提出采用6片球面元件实现100°视场角，空间分辨率达到100lp/mm。设计结果中使用了6种玻璃材料。CN103370646B“内窥镜光学系统以及内窥镜”提出多种设计，采用3片单透镜和1片双胶合透镜实现大视场内窥成像。设计结果中使用了4种玻璃材料。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中视场和分辨率不高的技术问题，采用的技术方案如下：

一种医学内窥镜，包括前组和后组，所述前组朝向目标物且光焦度为负，用于入射光束的收集；所述后组具有正光焦度，用于将出射光束会聚至探测器的像面上；若整个系统焦距为f，前组焦距为f_前，后组焦距为f_后，则光学系统满足以下条件：-1.7<f_前/f<-1.75且1.5<f _后/f<1.6，其中所述f_前/f为前组焦距f_前与整个系统焦距f比值，f_后/f为后组焦距f_前与整个系统焦距f比值。

所述前组为具有负光焦度的平凹透镜，其平面朝向物方，其凹面曲率半径R₁满足以下条件：0.55mm<R₁<0.65mm。满足以上条件可以有效压缩出射光束的角度，且前表面为平面，易于加工和装配。

所述后组从物方到像方依次包含具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有负光焦度的第四透镜，第一透镜的焦距满足以下条件： 1.8mm<f₁<2mm，第二透镜的焦距满足以下条件：3mm<f₂<3.2mm，第三透镜的焦距满足以下条件：2mm<f₃<2.2mm，第四透镜的焦距满足以下条件：-0.9mm<f₄<-1.2mm。满足以上条件，可以有效地校正系统像差，达到接近衍射极限的成像质量。

上述方案医学内窥镜中包含两种玻璃材料，所述的探测器为微型面阵探测器。上述方案中仅用两种玻璃材料即可实现内窥镜的成像系统设计，避免了统一系统中使用多种材料带来的成本问题，此外使用微型面阵探测器可以获得更高的分辨率。

在很多应用场合，内窥镜光学系统需要安装在带有倾斜面的钢管中，此时就要求医学内窥镜具有一定的视向角。通过在前组和后组之间加入转折棱镜，可以实现这类倾斜成像医学内窥镜。

附图说明