一种广角微型内窥镜光学成像系统
文献发布时间:2023-06-19 10:57:17
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统,特别是一种广角微型内窥镜光学成像系统。
背景技术
随着科学技术的发展,医疗事业也发生了巨大的改变,内窥镜在临床上是目前十分常见的一种医疗工具,它由光源、可弯曲部分以及镜头三个部分组成,内窥镜后面连接着光电传感器CCD或者CMOS;医生可以直接将内窥镜导入到需要检查的位置,通过镜头对病变情况进行实时动态成像,医生可通过图像直观的判断病变的情况,据此制定出最佳的治疗方案,医生亦可在此可视状态下进行精准的手术;对镜头来说,主要是可视距离、视场角、分辨率等因素的影响,随着广角镜头的发展以及高像素芯片的出现,可将超大广角镜头应用到内窥镜中,有利于更好地观察患者情况;电子内窥镜的一个重要领域就是针对子宫癌的诊断,目前主要的诊断手段是超声波和电子宫腔镜,由于超声波技术图像不直接和分辨率不高的缺点,电子内窥镜越来越多的应用于子宫癌的定点活检中,如果电子内窥镜的外径大于免于麻醉的8mm限度,用于宫腔检查时就要做麻醉,从而不适宜癌症的早期诊断;本发明的目的在于提出一种广角医用内窥镜成像系统,有利于小空间的诊疗,使患者在应用电子内窥镜进行检查或治疗的过程中遭受更少的痛苦。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种广角微型内窥镜光学成像系统,有利于小空间的诊疗,在狭小的空间中不用转动镜头来进行大范围的观察拍摄,提高了工作效率并减少了尺寸空间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种广角微型内窥镜光学成像系统,包括六片共轴球面折射镜,沿光轴从物方到像方依次排序有:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜;所述第一透镜的物面侧为平面,像面侧为凹面;所述第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,;所述第三透镜的物面侧为平面,像面侧为凸面;所述第四透镜的物面侧为凹面,像面侧为凹面;所述第五透镜的物面侧为凸面,像面侧为平面;所述第六透镜的物面侧为凸面,像面侧为平面。
所述第一透镜物面的曲率半径为R1,其范围为-100mm 所述第一透镜上的光焦度为负;所述第二透镜上的光焦度为正;所述第三透镜上的光焦度为正;所述第四透镜上的光焦度为负;所述第五透镜上的光焦度为正;所述第六透镜上的光焦度为正 所述第一透镜的焦距范围为-2mm 所述光学成像系统还满足如下条件:1.50 所述光学成像系统的光学总长TTL为9.0mm 所述光学成像系统的光圈F数为5.0 本发明的有益效果是:本发明的光学系统结构外径尺寸控制在8mm以内,满足免麻醉宫腔检查的仪器外径要求,在保证成像质量的前提下,尽量将结构做的微小,以减少应用在宫腔检查中对患者产生的痛苦。 附图说明 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图1是本发明广角微型内窥镜光学成像系统的光路图; 图2是本发明广角微型内窥镜光学成像系统的光学传递函数图; 图3是本发明广角微型内窥镜光学成像系统的点列图; 图4是本发明广角微型内窥镜光学成像系统的像差分析图。 具体实施方式 参照图1至图4,一种广角微型内窥镜光学成像系统,包括六片共轴球面折射镜,沿光轴从物方到像方依次排序有:第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6;所述第一透镜1的物面侧为平面,像面侧为凹面;所述第二透镜2的物面侧为凸面,像面侧为凸面,;所述第三透镜3的物面侧为平面,像面侧为凸面;所述第四透镜4的物面侧为凹面,像面侧为凹面;所述第五透镜5的物面侧为凸面,像面侧为平面;所述第六透镜6的物面侧为凸面,像面侧为平面。 所述第一透镜1物面的曲率半径为R1,其范围为-100mm 所述第一透镜1上的光焦度为负;所述第二透镜2上的光焦度为正;所述第三透镜3上的光焦度为正;所述第四透镜4上的光焦度为负;所述第五透镜5上的光焦度为正;所述第六透镜6上的光焦度为正 在本实施例中,所述第一透镜1的焦距范围为-2mm 所述光学成像系统还满足如下条件: (1)1.50 (2)1.60 (3)1.50 (4)1.76 (5)1.86 (6)1.47 其中,Nd1为所述第一透镜1的折射率,Vd1为所述第一透镜1的色散系数;Nd2为所述第二透镜2的折射率,Vd2为所述和第二透镜2的色散系数;Nd3为所述第三透镜3的折射率,Vd3为所述第三透镜3的色散系数;Nd4为所述第四透镜4的折射率,Vd4为所述第四透镜4的色散系数;Nd5为所述第五透镜5的折射率,Vd5为所述第五透镜5的色散系数;Nd6为所述第六透镜6的折射率,Vd6为所述第六透镜6的色散系数。 所述光学成像系统的光学总长TTL为9.0mm 所述光学成像系统的光圈F数为5.0 下表为本发明广角微型内窥镜光学成像系统的具体设计数据。
参照图2的光学传递函数图,本发明的成像面为1/4英寸CCD,其空间分辨率为78lp/mm,光学传递函数MTF为0.2时所对应的空间分辨率为光学系统的最大分辨率,本发明广角微型内窥镜光学成像系统在50°的视场角下,MTF达到0.5以上,超过1/4英寸CCD 78lp/mm的分辨率,满足1/4英寸CCD空间分辨率的要求。 参照图3的点列图,本发明通过对各透镜参数调整使得弥散斑在50°大视场角下依然保持在airy班以内,且RMS半径为0.938,GEO半径为2.194。 综上,本发明的光学系统结构外径尺寸控制在8mm以内,满足免麻醉宫腔检查的仪器外径要求,在保证成像质量的前提下,尽量将结构做的微小,以减少应用在宫腔检查中对患者产生的痛苦。 以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围,专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下,所做的均等修饰与变化,均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。
- 一种广角微型内窥镜光学成像系统
- 细径广角医用电子内窥镜光学成像系统