一种光学转像透镜组及硬管内窥镜光学转像系统

1.本实用新型属于硬管内窥镜技术领域，具体涉及一种光学转像透镜组及硬管内窥镜光学转像系统。


背景技术：

2.硬管内窥镜光学系统中包含三部分：前端的成像物镜组、中端的转像透镜组、后端的目镜组。随着硬管内窥镜行业的不断发展，对内窥镜的成像质量也提出了更高的要求。传统的硬管内窥镜光学转像透镜组会对成像产生较大的场曲和像散，这些像差一般通过物镜得到矫正。然而在实际加工组装时，不可避免的会出现偏心、倾斜等现象，这种仅依靠物镜的像差校正，就会导致物镜的像差校正受加工装配影响较大，更加敏感，尤其是对于大尺寸的内窥镜，往往由多组光学转像透镜组组成，装配难度更大，因此需要有一种方案来有效地校正转像透镜组的像差。
3.硬管内窥镜光学转像透镜组通常由两个棒状镜对称放置组成，其作用是将物镜所成的像多次成像，以此来增加硬管内窥镜的工作长度，满足各种特殊需要，通常情况下，在硬管内窥镜光学系统中使用奇数个转像透镜组,以便在硬管内窥镜的目镜组处成正立的实像。
4.图2所示为早期的硬管内窥镜光学转像透镜组，由两个双胶合薄透镜组成，光阑位于两者中间；这种结构的转像透镜组的垂轴像差得到了良好的矫正；但由于采用薄透镜，其光能透过率较低，且镜片装配时容易倾斜，现已没有企业使用。
5.图3所示硬管内窥镜光学转像透镜组，包含两个hopkins棒状镜，这种转像透镜组结构简单，但无法校正轴向色差，成像质量不佳。
6.图4所示硬管内窥镜光学转像透镜组，为对称结构，其中hopkins棒状透镜一端与焦距为负的负透镜相胶合，薄透镜使用高折射率、高色散的光学玻璃，其优点是结构简单，缺点是可以校正轴向色差，但不能校正场曲。
7.图5所示硬管内窥镜光学转像透镜组，为对称结构，hopkins棒状透镜两端与焦距为负的薄负透镜相胶合，且两端的薄负透镜结构参数相同。薄负透镜使用高折射率、高色散的光学玻璃，用于矫正轴向色差，但是不能校正场曲。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种硬管内窥镜光学转像透镜组及硬管内窥镜光学转像系统，目的是更有效地校正中继系统中的像差，且便于安装，提高图像质量。
9.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
10.一种硬管内窥镜光学转像透镜组，由两个结构相同的胶合棒状镜组成，两个胶合棒状镜对称布置，且两个胶合棒状镜之间设有光阑，构成1:1双远心转像系统；所述胶合棒状镜包括一个hopkins棒状镜，hopkins棒状镜两端分别胶合有第一负弯月透镜和第二负弯
月透镜，所述第一负弯月透镜与第二负弯月透镜均为凸面面向光阑。
11.进一步地，所述hopkins棒状镜与第一负弯月透镜胶合面的曲率半径r2不同于hopkins棒状镜与第二负弯月透镜胶合面的曲率半径。
12.进一步地，所述第一负弯月透镜、第二负弯月透镜及hopkins棒状镜的材料均不相同。
13.优选的，所述第一负弯月透镜采用材料为laf7，hopkins棒状镜采用材料为n-bk7，第二负弯月透镜采用材料为qf3。
14.优选的，所述第一负弯月透镜采用材料为lasf18a，hopkins棒状镜采用材料为psk54，第二负弯月透镜采用材料为kzfs1。
15.优选的，所述第一负弯月透镜折射率范围为1.78～1.91。
16.优选的，所述第二负弯月透镜折射率范围为1.58～1.61。
17.进一步地，所述第一负弯月透镜、第二负弯月透镜及hopkins棒状镜的直径相同。
18.本实用新型同时提供一种硬管内窥镜光学转像系统，包括若干所述硬管内窥镜光学转像透镜组，若干所述硬管内窥镜光学转像透镜组沿光轴以任意顺序排列。
19.进一步地，所述硬管内窥镜光学转像透镜组数量为奇数。
20.本实用新型具有以下有益效果：
21.本实用新型首先提供一种硬管内窥镜光学转像透镜组，棒状透镜两端胶合负弯月透镜，通过胶合方式可有效降低装配误差。
22.其次，本实用新型提供的一种硬管内窥镜光学转像系统，由奇数个硬管内窥镜光学转像透镜组沿光轴放置可有效减少残余像差和色散，提高光学系统成像质量，且便于装配。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型所述一种硬管内窥镜光学转像透镜组示意图；
25.图2至图5分别为现有技术中不同光学系统中不同光学结构形式的常用硬管内窥镜光学转像透镜组结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例1所述一种硬管内窥镜光学转像系统的硬管内窥镜光学转像透镜组布置示意图；
27.图7为本实用新型实施例2所述一种硬管内窥镜光学转像系统的硬管内窥镜光学转像透镜组布置示意图。
28.图中：
29.1-第一负弯月透镜1；2-hopkins棒状镜；3-第二负弯月透镜。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处
所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
31.如图1所示，一种硬管内窥镜光学转像透镜组，由两个结构相同的胶合棒状镜组成，两个胶合棒状镜对称布置，且两个胶合棒状镜之间设有光阑，构成1:1双远心转像系统；所述胶合棒状镜包括一个hopkins棒状镜2，hopkins棒状镜2两端分别胶合有第一负弯月透镜1和第二负弯月透镜3。
32.进一步地，所述第一负弯月透镜1与第二负弯月透镜3均为凸面面向光阑。
33.进一步地，所述hopkins棒状镜2与第一负弯月透镜1胶合面的曲率半径r2不同于hopkins棒状镜2与第二负弯月透镜3胶合面的曲率半径r3。
34.进一步地，所述第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜3及hopkins棒状镜2的材料均不相同。
35.优选的，所述第一负弯月透镜采用材料为laf7，hopkins棒状镜采用材料为n-bk7，第二负弯月透镜采用材料为qf3。
36.优选的，所述第一负弯月透镜采用材料为lasf18a，hopkins棒状镜采用材料为psk54，第二负弯月透镜采用材料为kzfs1。
37.优选的，所述第一负弯月透镜折射率范围为1.78～1.91。
38.优选的，所述第二负弯月透镜折射率范围为1.58～1.61。
39.进一步地，所述第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜3及hopkins棒状镜2的直径相同。
40.一种硬管内窥镜光学转像系统，包括若干所述硬管内窥镜光学转像透镜组，若干所述硬管内窥镜光学转像透镜组沿光轴以任意顺序排列。
41.进一步地，所述硬管内窥镜光学转像透镜组数量为奇数。
42.实施例1
43.本实施例的硬管内窥镜光学转像系统，包括沿光轴排列的三组硬管内窥镜光学转像透镜组n，三组硬管内窥镜光学转像透镜组n两两之间距离为6mm。三组转像透镜组可沿光轴方向以任意前后顺序进行排列，可对剩余像差有效校正。
44.所述硬管内窥镜光学转像透镜组n，由两个结构相同的胶合棒状镜组成，两个胶合棒状镜对称布置，两个胶合棒状镜之间距离为1.2，且两个胶合棒状镜之间设有光阑，构成1:1双远心转像系统。
45.所述胶合棒状镜包括一个hopkins棒状镜2，hopkins棒状镜2两端分别胶合有第一负弯月透镜1和第二负弯月透镜3。
46.其中，第一负弯月透镜1采用材料为laf7，折射率为1.78，自光线入射方向第一个面的曲率半径r1为112.69，第二个面(胶合面)的曲率半径r2为-6.23，镜片厚度为1.8mm。hopkins棒状镜2采用材料为n-bk7，自光线入射方向第一个面(胶合面)的曲率半径r2为-6.23，第二个面(胶合面)的曲率半径r3为-4.40，镜片厚度为25.5mm。第二负弯月透镜3采用材料为qf3，折射率为1.58，自光线入射方向第一个面(胶合面)的曲率半径r3为-4.40，第二个面的曲率半径r4为-10.68，镜片厚度为1.8mm。
47.实施例2
48.本实施例的硬管内窥镜光学转像系统，包括沿光轴排列的五组硬管内窥镜光学转
像透镜组n，五组硬管内窥镜光学转像透镜组n两两之间距离为6mm。五组转像透镜组可沿光轴方向以任意前后顺序进行排列，可对剩余像差有效校正。
49.所述硬管内窥镜光学转像透镜组n，由两个结构相同的胶合棒状镜组成，两个胶合棒状镜对称布置，两个胶合棒状镜之间距离为0.8，且两个胶合棒状镜之间设有光阑，构成1:1双远心转像系统。
50.其中，第一负弯月透镜1采用材料为lasf18a，折射率为1.91，自光线入射方向第一个面的曲率半径r1为-16.08，第二个面(胶合面)的曲率半径r2为-5.39，镜片厚度为3.07mm。hopkins棒状镜2采用材料为psk54，自光线入射方向第一个面(胶合面)的曲率半径r2为-5.39，第二个面(胶合面)的曲率半径r3为-12.84，镜片厚度为84.48mm。第二负弯月透镜3采用材料为kzfs1，折射率为1.61，自光线入射方向第一个面(胶合面)的曲率半径r3为-12.84，第二个面的曲率半径r4为-34.29，镜片厚度为5.76mm。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。