[发明专利]一种医疗用倍率放大型内窥镜光学系统

说明书

本发明公开了一种医疗用倍率放大型内窥镜光学系统，包括从物面侧依次布置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、滤光片和CMOS芯片，物面与CMOS芯片互为物像共轭关系，第一镜组为负折射率镜组，第二镜组、第三镜组和第四镜组均为正折射率镜组，第一镜组和第二镜组之间设置有系统光阑，第三镜组用于沿内窥镜系统的光轴移动进行变焦和切换低倍状态、高倍状态，第一镜组朝向物面一侧设置有第一凹透镜。本发明相较于现有技术，简化变焦方式，在变焦过程中像质优异且稳定，高倍时的放大倍率和F数更高，分辨率也更高。

技术领域

本发明属于内窥镜光学系统领域，尤其涉及一种医疗用倍率放大型内窥镜光学系统。

背景技术

内窥镜是目前临床上必不可少的医疗设备之一。随着摄像头的微型化和内窥镜插入端的细径化发展，微创手术应运而生。常规内窥镜视场比较大，但是分辨率较低，只能实现医生观察和手术的目的，不能用于病理诊断。为了解决医疗观察、手术及实时精密诊断的需求，对能够进行变焦的内窥镜光学系统的需求变强，变焦内窥镜低倍时可以观看大视场，利于手术，高倍时视场小，但是分辨率高，利于精密诊断。

放大内窥镜光学系统通过使透镜组沿光轴移动，能够切换通常低倍状态和放大观察状态，同时焦距也发生改变。如中国专利CN201480016424.5中公开了一种放大内窥镜光学系统，该放大内窥镜光学系统具备多个透镜组以及与摄像元件接合的负透镜，通过使上述透镜组中的一部分透镜组移动，至少能够进行通常观察状态和近距离放大状态的切换。

现有技术中(如上述专利)，变焦时透镜组的移动调整复杂，低倍状态和高倍状态切换不便，放大倍率不高。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种医疗用倍率放大型内窥镜光学系统，简化变焦方式，在变焦过程中像质优异且稳定，高倍时的放大倍率和F数更高，分辨率也更高。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种医疗用倍率放大型内窥镜光学系统，包括从物面侧依次布置的第一镜组、第二镜组、第三镜组、第四镜组、滤光片和CMOS芯片，物面与CMOS芯片互为物像共轭关系，第一镜组为负折射率镜组，第二镜组、第三镜组和第四镜组均为正折射率镜组，第一镜组和第二镜组之间设置有系统光阑，第三镜组用于沿内窥镜系统的光轴移动进行变焦和切换低倍状态、高倍状态，第一镜组朝向物面一侧设置有第一凹透镜，第一凹透镜的焦距与内窥镜低倍系统焦距的比值满足以下关系：

式中，f₁₁为所述第一凹透镜(11)的焦距，f为内窥镜低倍系统焦距。第一镜组由多片透镜组成，主要用于收集物方各视场信息，整体具备负的折射率。系统光阑位于第一镜组和第二镜组之间，第二镜组、第三镜组和第四镜组均具备正的折射率，将第一镜组的发散光线精密汇聚成像，滤光片(保护片表面镀膜形成)位于CMOS芯片前方。

作为上述技术方案的进一步描述：

第一镜组的焦距与第一凹透镜的焦距比值满足以下关系：

式中，f₁为第一镜组的焦距。

作为上述技术方案的进一步描述：

第二镜组的焦距与内窥镜低倍系统焦距比值满足以下关系：

式中，f₂为第二镜组的焦距。

作为上述技术方案的进一步描述：

第三镜组和第四镜组的组合焦距与内窥镜低倍系统焦距比值满足以下关系：

式中，f₃₄为第三镜组和第四镜组的组合焦距。

作为上述技术方案的进一步描述：