一种电子内窥镜用物镜的制作方法

本发明涉及电子内窥镜
技术领域：
，尤其涉及一种电子内窥镜用物镜。
背景技术：
：电子内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察、诊断或治疗的医用电子光学仪器，在临床医学的各个领域中得到广泛应用，特别是在诊断消化道疾病上具有不可替代的作用。电子内窥镜观察的视场角度越大，图像分辨率越高，医生可获取的信息就越多，疾病诊断准确性就越高，诊断时间也就越短，因此电子内窥镜用物镜具有广角、高分辨率是很有必要的。现有的电子内窥镜用物镜的视场角在140°左右，与该物镜配合使用的图像传感器为44万像素，该图像传感器每个像素尺寸在3微米以上，该物镜的中心视场分辨力在100lp/mm以下。具有上述光学性能的内窥镜在某些特定的医疗诊断场合还存在一定的不足和缺陷。比如，当观察大肠褶皱的管壁或后侧时，此视场水平要求内窥镜的顶端部分做过大角度的翻转以达到观察所需的方向，如果管腔的直径较小，内窥镜的顶端部分的运动会受到限制，此外，过多的改变内窥镜的顶端部分的方向会增加操作的复杂度和诊断时间，进而增加操作者和患者的负担。因此，研究出一种扩大视场角的电子内窥镜用物镜是很有必要的。技术实现要素：本发明实施例提供一种电子内窥镜用物镜，提供一种扩大视场角的电子内窥镜用物镜。本发明实施例第一方面提供一种电子内窥镜用物镜，包括：第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组、所述孔径光阑和所述第二透镜组从物方沿一直线光轴依次配置；所述第一透镜组包括从物方沿所述直线光轴依次配置第一负透镜和第一胶合透镜，所述第一胶合透镜由第一正透镜和第二负透镜胶合形成的，所述第一正透镜靠近所述第一负透镜，所述第二负透镜远离所述第一负透镜；所述第二透镜组包括从物方沿所述直线光轴依次配置第二正透镜和第二胶合透镜，所述第二胶合透镜由第三负透镜和第三正透镜胶合形成的，所述第三负透镜靠近所述第二正透镜，所述第三正透镜远离所述第二正透镜；所述第一胶合透镜的胶合面和所述第二胶合透镜的胶合面均为背向所述光阑；所述电子内窥镜用物镜满足第一条件：30≤vp-vn，其中，所述vp为所述第三正透镜的阿贝数，所述vn为所述第三负透镜的阿贝数。可以看出，本发明公开的电子内窥镜用物镜满足第一条件：30≤vp-vn，可在矫正大视场的垂轴色差，且电子内窥镜用物镜的第一胶合透镜的胶合面和第二胶合透镜的胶合面均为背向所述光阑，可矫正高级象散，进而优化大视场成像质量，提高电子内窥镜用物镜视场角(高达170度)。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一个实施例的电子内窥镜广角物镜的透镜构成示意图；图2为图1的电子内窥镜广角物镜0度中心视场光学传递函数图；图3为图1的电子内窥镜广角物镜170度边缘视场光学传递函数图；图4为本发明另一个实施例的电子内窥镜广角物镜的透镜构成示意图；图5为图4的电子内窥镜广角物镜0度中心视场光学传递函数图；图6为图4的电子内窥镜广角物镜170度边缘视场光学传递函数图；图7为本发明另一个实施例的电子内窥镜广角物镜的透镜构成示意图；图8为图7的电子内窥镜广角物镜0度中心视场光学传递函数图；图9为图7的电子内窥镜广角物镜170度边缘视场光学传递函数图；图10为本发明另一个实施例的电子内窥镜广角物镜的透镜构成示意图；图11为图10的电子内窥镜广角物镜0度中心视场光学传递函数图；图12为图10的电子内窥镜广角物镜170度边缘视场光学传递函数图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。以下分别进行详细说明。本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。请一并参见图1-图12，本发明提供的电子内窥镜用物镜包括第一透镜组g1、光阑s和第二透镜组g2，第一透镜组g1、光阑s和第二透镜组g2从物方沿一直线光轴x依次配置；第一透镜组g1包括从物方沿直线光轴x依次配置第一负透镜l1和第一胶合透镜cl1，第一负透镜l1包括面向物方的第一平面1和面向像方的第一凹面2，第一胶合透镜cl1由第一正透镜l2和第二负透镜l3胶合形成的，第一正透镜l2靠近第一负透镜l1，第二负透镜l3远离第一负透镜l1；第二透镜组g2包括从物方沿直线光轴x依次配置第二正透镜l4和第二胶合透镜cl2，第二正透镜l4包括面向物方的第二平面7或面向物方的第二凹面7/和面向像方的第一凸面8，第二胶合透镜cl2由第三负透镜l5和第三正透镜l6胶合形成的，第三负透镜l5靠近第二正透镜l4，第三正透镜l6远离第二正透镜l4；第一胶合透镜cl1的胶合面和第二胶合透镜cl2的胶合面均为背向光阑s；电子内窥镜用物镜满足第一条件：30≤vp-vn，其中，vp为第三正透镜l6的阿贝数，vn为第三负透镜l5的阿贝数。其中，为了保证足够的出瞳距，第二正透镜l4被配置为面向像方的第一凸面。为了方便清洗、加装小口径的保护窗口以及进一步的扩大本发明提供的电子内窥镜用物镜的视场，第一透镜l1被配置为面向物方的第一平面。第二正透镜l4面向物方的平面或凹面设计，也可便于装配本发明的电子内窥镜用物镜。可选的，第一正透镜l2包括面向物方的第三平面3和面向像方的第二凸面4，第二负透镜l3包括面向物方的第三凹面5和面向像方的第四平面6，第三负透镜l5包括面向物方的第三凸面9和面向像方的第四凹面10，第三正透镜l6包括面向物方的第四凸面11和面向像方的第五凸面12。可选的，为了抑制扩大视场时镜组口径的扩大和视场外围部分光学性能的劣化，本发明提供的电子内窥镜用物镜满足第二条件：-4.7≤f1/f0≤-1.2其中，f1为第一透镜组g1的焦距，f0为电子内窥镜用物镜的焦距。可以看出，当f1/f0大于第二条件的上限时，第一透镜组g1的负光焦度过大，在满足整个物镜光焦度的要求条件下需要提高第二透镜组g2的正光焦度，使得第一透镜组g1和第二透镜组g2光学负担过大，增大像差校正的难度，使得外围视场的分辨率下降，同时会给后续的加工和装配公差带来更高的要求；当f1/f0小于第二条件的下限时，会导致第一透镜组g1的口径过大，增加检测时病人的病痛，因此为了抑制扩大视场时镜组口径的扩大和视场外围部分光学性能的劣化，本发明提供的电子内窥镜用物镜需满足上述第二条件。可选的，为了扩大视场的同时将像面弯曲控制在观察管腔的适宜条件下，本发明提供的电子内窥镜用物镜满足第三条件：1.2≤f2/f0≤1.8其中，f2为第二透镜组g2的焦距，f0为电子内窥镜用物镜的焦距。可以看出，当f2/f0小于第三条件的下限时，匹兹伐(petzval)和会因为第二透镜组g2光焦度过大而产生一个较大的欠校正的像面弯曲，而当观察目标的管腔的直径较小时，会进一步加大这种像面弯曲，从而使外围视场的分辨率迅速劣化；当f2/f0大于第三条件的上限时，匹兹伐和会随第二透镜组g2正光焦度的变小而变小，当观察目标的管腔的直径较大时，像平面会趋于过校正的像面弯曲，这样也会使外围视场的分辨率迅速劣化，从而难以在良好的视频中观察到管壁对象，因此为了扩大视场的同时将像面弯曲控制在观察管腔的适宜条件下，本发明提供的电子内窥镜用物镜需满足上述第三条件。可选的，为了控制电子内窥镜用物镜总长过长而影响电子内窥镜物镜的适用灵活性，本发明提供的电子内窥镜用物镜满足第四条件：5.5≤l/f0≤7其中，所述l为所述电子内窥镜用物镜的系统长度，该系统长度指从第一负透镜l1的第一平面1到内窥镜(其对应采用本发明所提供的物镜)的像面的距离。可选的，为了方便安装可将光阑s、第一胶合透镜cl1和第二正透镜l4之 间通过胶合连接。可选的，第二胶合透镜cl2远离光阑s设置，该设置可校正第一透镜组g1大的负光焦度产生的大倍率色差。可选的，第一透镜组g1具有负光焦度，第二透镜组g2具有正光焦度。其中，第一透镜组g1具有负的光焦度，可以有效地扩大视场角。可选的，光阑s为孔径光阑。可选的，第一透镜组g1和第二透镜组g2包括的所有透镜均为球面透镜。可以看出，本发明公开的电子内窥镜用物镜的第一透镜l1被配置为面向物方的平面，可方便清洗、加装小口径的保护窗口；电子内窥镜用物镜满足第一条件：30≤vp-vn，可在矫正垂轴色差，提高电子内窥镜用物镜视场角(高达170度)；电子内窥镜用物镜满足第四条件：5.5≤l/f0≤7，可控制电子内窥镜用物镜视的长度；电子内窥镜用物镜的第一胶合透镜的胶合面和第二胶合透镜的胶合面均为背向所述光阑，可矫正高级象散，进而优化大视场成像质量(提高分辨率)。举例来说，表1示出了图1的电子内窥镜用物镜的具体数值配置。其中，除了表面编码s表示孔径光阑，表面编码n对应于图1中的表面标号，在表1中，r(单位：mm)表示表面编码n对于的表面的曲率半径，d(单位：mm)表示透镜的厚度或透镜之间的间隔，n(d)表示在d线的折射率(588nm的波长)，vd表示在d线的阿贝数。表2示出了图1的电子内窥镜用物镜的规格和光学性能参数。其中，f#表示f/d，f为电子内窥镜用物镜的焦距，d为入射光瞳直径，即为相对孔径的倒数。图2和图3分别为图1所示的电子内窥镜用物镜0度中心视场光学传递函数图和图1所示的电子内窥镜用物镜170度中心视场光学传递函数图。表1表面编码nrdn(d)vd1无穷大0.4361.64060.420.7650.4363无穷大1.0911.90431.34-1.0910.7021.60338.05无穷大0.016s无穷大06-19.2350.8681.90431.37-1.20.055814.8110.4251.92320.991.2870.9571.51957.410-3.0671.304表2f#6.5焦距1倍率-0.073半视角85像高1.204又举例来说，表3示出了图4的电子内窥镜用物镜的具体数值配置。表4示出了图4的电子内窥镜用物镜的规格和光学性能参数。图5和图6分别为图4所示的电子内窥镜用物镜0度中心视场光学传递函数图和图4所示的电子内窥镜用物镜170度中心视场光学传递函数图。表3表面编码nrdn(d)vd1无穷大0.4531.64833.820.8250.4953无穷大0.8842.00025.44-1.3850.9431.61337.05无穷大0s无穷大0.0236-15.2770.8731.95432.37-1.1620.0418171.3150.4711.92320.991.0460.9431.72954.710无穷大1.179表4f#6.5焦距1倍率-0.07半视角85像高1.204又举例来说，表5示出了图7的电子内窥镜用物镜的具体数值配置。表6示出了图7的电子内窥镜用物镜的规格和光学性能参数。图8和图9分别为图7所示的电子内窥镜用物镜0度中心视场光学传递函数图和图7所示的电子内窥镜用物镜170度中心视场光学传递函数图。表5表面编码nrdn(d)vd1无穷大0.461.67332.221.0680.5183无穷大0.8632.00025.44-1.51.1551.67332.25无穷大0s无穷大0.0466-2.6350.9871.95432.37-1.1220.05886.780.461.92320.991.0130.921.72954.710-20.2361.386表6f#6.5焦距1倍率-0.068半视角85像高1.308又举例来说，表7示出了图10的电子内窥镜用物镜的具体数值配置。表8示出了图10的电子内窥镜用物镜的规格和光学性能参数。图11和图12分别为图10所示的电子内窥镜用物镜0度中心视场光学传递函数图和图10所示的电子内窥镜用物镜170度中心视场光学传递函数图。表7表面编码nrdn(d)vd1无穷大0.4121.76872.220.8250.343无穷大0.6591.90431.34-1.6480.4841.60338.05无穷大0.015s无穷大0.0216-4.2271.0311.90431.37-1.1340.10384.3840.4641.92320.991.01111.72954.710无穷大1.441表8f#6.5焦距1倍率-0.078半视角85像高1.154表9为通过将条件(1)和条件(4)应用于实施例1至4而获得的列表表9实施例1实施例2实施例3实施例4条件(1)-3.219-3.342-4.616-1.58条件(2)1.6391.5671.5641.357条件(3)6.296.2636.8535.97条件(4)36.533.833.833.8以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12