[发明专利]视频内窥镜透镜系统、内窥镜物镜、视频内窥镜及方法

说明书

本发明涉及一种视频内窥镜所用的透镜系统(1)，其按照从物侧起的顺序包括盖玻璃(20)、第一透镜(40)、第二透镜(60)和一个或多个其它透镜，其中，所有透镜是单透镜。孔径光阑(21)被布置在第一透镜(40)或第二透镜(60)的物侧，孔径光阑(21)的像侧的所有透镜是非球面的，所有透镜由玻璃或晶体材料制成，并且至少一个透镜具有近似等于或超过1.66的折射率n。本发明还涉及内窥镜物镜、视频内窥镜以及用于组装内窥镜物镜的方法。

技术领域

本发明涉及视频内窥镜所用的透镜系统、包括相应透镜系统的内窥镜物镜、具有这种物镜的视频内窥镜、以及内窥镜物镜所用的组装方法。

背景技术

用于医疗或非医疗应用的内窥镜具有被配置用于引入到人类或动物身体或要检查的其它物体的内腔中的延长的轴。该轴可以是刚性的、半柔性的或柔性的。通常，内窥镜具有附接到轴的近(即，靠近用户)端部分的手柄。在轴的远(即，远离用户)端部分，物镜透镜系统被布置用于生成身体或物体的腔中的目标场的图像。在视频内窥镜(也记为电子内窥镜)中，所生成的内窥镜图像由电子图像传感器拍摄。根据广泛的设计，图像传感器被布置在轴的远端部分，该图像传感器的传感器平面在物镜透镜系统的像平面中。在这种情况下，所收集到的图像数据最终通过轴以电子方式发送至显示装置和/或图像处理单元，以向用户显示内窥镜图像。这种视频内窥镜被记为尖端上芯片(COTT)内窥镜。可重复使用的医用内窥镜需要在每次使用后进行清洗和灭菌。特别地，可重复使用的医用内窥镜通常经受包括高温和加压蒸汽的高压灭菌过程。

如EP 2 402 808 A1中所公开的，内窥镜所用的物镜透镜按照从物侧起的顺序包括具有负折射性能的前组、孔径光阑和具有正折射性能的后组，其中，前组包括作为负的弯月形透镜的第一透镜以及作为具有朝向物侧的凹表面的负透镜的第二透镜，并且后组包括正的第三透镜以及由胶合在一起的正透镜和负透镜组成的第四透镜。所有透镜的光学表面是球面的。物镜具有180°以上的视角，并且具有如从第一透镜的物侧表面到像平面测量到的相当长的延伸。

EP 2 413 176 A1涉及一种胶囊内窥镜，该胶囊内窥镜包括具有凹半球表面的形状的用于拍摄物体表面的图像的摄像光学系统。为了扩宽视角并使图像表面在整个视角上与摄像表面的邻接处一致，摄像光学系统被配置为满足以真实图像表面的位置和虚拟物体平面的近轴图像形成位置表示的条件。胶囊内窥镜的摄像光学系统使用塑料透镜。胶囊内窥镜只能使用一次。

在EP 2 725 401 B1中，描述了一种用于内窥镜的小型广角物镜光学系统，该物镜光学系统按照从物侧起的顺序包括孔径光阑、正的第一组、第二组、正的第三组以及第四组，其中，第三组由包含正透镜和负透镜的胶合透镜形成。第三组可以包括衍射光学元件。

根据EP 3 132 735 A1，提供了一种胶囊内窥镜，其中物镜透镜单元在极端的物侧包括透镜，该透镜是具有负性能的弯月形透镜并且被配置成具有朝向物侧的凸表面。

在EP 2 474 851 B1中，公开了一种物镜光学系统，该物镜光学系统具有宽视角并且可用于内窥镜。物镜光学系统按照从物侧起的顺序包括负性能的第一组、孔径光阑、正性能的第二组以及第三组。各组可以由单个透镜组成。透镜由树脂材料制成。

根据US 9,257,470 B2，成像透镜包括第一光学系统以及被设置在第一光学系统和成像元件之间的微透镜阵列。第一光学系统包括孔径光阑、第一透镜、第二透镜和第三透镜。第二透镜和第三透镜由塑料材料制成。在US 2015/0077622 A1中，公开了一种用于获取距离图像和可见图像的成像透镜，该成像透镜包括第一光学系统以及被设置在第一光学系统和成像元件之间的微透镜阵列。第一光学系统包括孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，第二透镜、第三透镜和第四透镜各自包括树脂。

如DE 10 2005 015 145 A1中所公开的，从物侧看，物镜包括沿着共同光轴布置的具有正性能的第一透镜、具有负性能的第二透镜、具有正性能的第三透镜和具有负性能的第四透镜。透镜由塑料材料制成。