一种硬管式腹腔镜的光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种硬管式腹腔镜的光学系统，包括沿光线传播方向依次为物镜系统、中继镜系统和目镜系统，所述物镜系统为反远距结构，且包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗、平凹镜、第一孔径光阑、第一弯月凸镜、第二弯月凸镜、第一双胶合凸镜和第二双胶合凸镜；平凹镜的一侧且靠近第一孔径光阑的表面为非球面结构；所述中继镜系统包括n组的中继镜组，每组中继镜组均包括的双胶合棒状镜由棒状凹镜和凸镜胶合而成，其中，n为奇数；凸镜的外表面为非球面结构；所述目镜系统为物方远心结构，且目镜系统包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜、第二保护窗和第二孔径光阑。本实用新型专利技术具有高清晰分辨率和畸变小于0.5% 的光学成像性能。

A hard tube type laparoscopic optical system

The utility model relates to an optical system of hard tube laparoscopy, including along the light propagation direction in lens system, relay mirror system and an eyepiece system, the lens system for retrofocus structure, and includes successively along the ray direction is glued to the first window of protection, and the first plane concave aperture, the first bend April convex mirror and second meniscus lens, the first lens and second doublet doublet lenses; side mirrors and the surface adjacent to the first aperture for non spherical structure; the relay mirror system including N group relay lens group, each group in the following groups including the doublet lens mirror is composed of concave mirror and convex mirror rod rod glued together, among them, n is odd; the outer surface of the convex mirror for non spherical structure; the eyepiece system is telecentric structure, and eyepiece system includes double glue along the light propagation direction of the bonding phase With a convex mirror and a second protection window and second aperture. The utility model has the advantages of high resolution and clear distortion is less than 0.5% optical imaging performance.

【技术实现步骤摘要】
一种硬管式腹腔镜的光学系统
本技术涉及一种光学系统，具体涉及一种硬管式腹腔镜的光学系统。
技术介绍
硬管式腹腔镜已有百余年的发展历史，至今已形成不同档次的诸多品牌产品。现有的硬管式腹腔镜由末端的成像物镜、中段的转像系统和近端的目镜组成，其中成像物镜对腹腔镜的成像性能起着决定性的作用。腹腔镜要求大视场和细径化，而医疗诊断和手术又要求内窥镜的成像高清晰和低畸变，这就给内窥镜的物镜成像系统和转像系统提出高要求。例如针对现行的768*1024的高清显示电子器件，要求内窥镜的光学系统能相应地达到在全视场范围内的高清晰成像；更精密的病灶诊断和手术则要求光学系统的畸变低。现有的内窥镜光学系统有的是由平凹负透镜、凸凹负透镜、平行平板、转向棱镜、平凸透镜、后续胶合透镜组成，它是利用第一负透镜和第二负透镜的优化设计矫正系统的畸变，但是未给出所能实现的相对畸变值；有的是采用蓝宝石材料的内窥镜物镜设计，它是由两个平凸镜构成，最大光学畸变为20%。综上现有的内窥镜光学系统，都不能很好地矫正大视场光学畸变和同时保证全视场内的光学高清成像。鉴于此，急需研发一种大视场硬管内窥镜光学系统，它具有低畸变和全视场内高清成像的特点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有高清晰分辨率和畸变小于0.5%的光学成像性能的硬管式腹腔镜的光学系统，以克服现有技术的不足。为了达到上述目的，本技术的技术方案是：一种硬管式腹腔镜的光学系统，包括沿光线传播方向依次为物镜系统、中继镜系统和目镜系统，所述物镜系统、中继镜系统和目镜系统串联连接，且中继镜系统位于物镜系统和目镜系统之间；其创新点在于：所述物镜系统为反远距结构，且物镜系统包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗、平凹镜、第一孔径光阑、第一弯月凸镜、第二弯月凸镜、第一双胶合凸镜和第二双胶合凸镜；所述物镜系统的平凹镜的一侧且靠近第一孔径光阑的表面为非球面结构；所述中继镜系统包括n组的中继镜组，每组中继镜组均为双远心结构，它是由两个双胶合棒状镜对称排列构成，且两个双胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述双胶合棒状镜由棒状凹镜和凸镜胶合而成，其中，n为奇数；所述双胶合棒状镜的凸镜的外表面为非球面结构；所述目镜系统为物方远心结构，且目镜系统包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜、第二保护窗和第二孔径光阑；所述物镜系统的第二双胶合凸镜位于中继镜系统一端的棒状凹镜的外侧，目镜系统的双胶合凸镜位于中继镜系统另一端的棒状凹镜的外侧。在上述技术方案中，所述物镜系统的第一孔径光阑设在第一弯月凸镜的前焦平面处构成像方远心光路。在上述技术方案中，所述第一保护窗、平凹镜、第一孔径光阑、第一弯月凸镜、第二弯月凸镜、第一双胶合凸镜和第二双胶合凸镜依次通过紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合。在上述技术方案中，所述双胶合棒状镜的棒状凹镜与凸镜用紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合。在上述技术方案中，所述双胶合凸镜、第二保护窗和第二孔径光阑依次通过紫外光敏胶或者甲醇胶或者光学环氧胶胶合。在上述技术方案中，所述物镜系统的第一保护窗为石英玻璃或者是蓝宝石。在上述技术方案中，所述目镜系统的第二保护窗为石英玻璃或者是蓝宝石。本技术所具有的积极效果是：采用本技术的硬管式腹腔镜的光学系统后，由于本技术所述物镜系统为反远距结构，且包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗、平凹镜、第一孔径光阑、第一弯月凸镜、第二弯月凸镜、第一双胶合凸镜和第二双胶合凸镜，所述物镜系统的平凹镜的一侧且靠近第一孔径光阑的表面为非球面结构，本技术的物镜系统采用非球面的优化设计，这样可以获得了75°全视场内的高清晰和低畸变的成像；又由于所述中继镜系统包括n组的中继镜组，每组中继镜组均为双远心结构，它是由两个双胶合棒状镜对称排列构成，且两个双胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述双胶合棒状镜由棒状凹镜和凸镜胶合而成，其中，n为奇数；所述双胶合棒状镜的凸镜的外表面为非球面结构，这样，保证了中继镜系统像差的矫正和高光能透过率；又由于所述目镜系统为物方远心结构，且目镜系统包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜、第二保护窗和第二孔径光阑；所述物镜系统的第二双胶合凸镜位于中继镜系统一端的棒状凹镜的外侧，目镜系统的双胶合凸镜位于中继镜系统另一端的棒状凹镜的外侧；由于本技术所述物镜系统为反远距结构，目镜系统为物方远心结构，以保证和中继镜系统的光瞳衔接，并根据直接通过目镜观察所需要的视场和后端摄影系统对视场的要求，确定目镜组的焦距；本技术具有的优点是：一、腹腔镜为大视场系统，本技术的物镜系统中采用一片平凹镜，通过非球面的优化设计，使得物镜的光学畸变小于0.5%，同时在全视场内实现了768*1024高清晰成像，非球面为旋转对称的二次曲面，降低了非球面在加工、检测、装调中的难度；二、内窥镜的中继系统要求不引人新的像差和高光能透过率，本技术采用完全一样的HOPKINS棒状镜构成的中继镜系统达到此目的，棒状镜为双胶合结构，引入非球面设计，轴向像差得到很好地消除；两个严格对称排布的棒状镜构成一组双远心光学系统，垂轴像差得到很好地矫正。采用相同的HOPKINS棒状镜，有利于元件的加工制造。附图说明图1为本技术的硬管式腹腔镜的光学系统的结构示意图；图2为本技术的物镜系统的结构示意图；图3为本技术的中继镜系统的结构示意图；图4为本技术的的目镜系统示意图；图5为本技术的硬管式腹腔镜的光学系统的MTF曲线图；图6为本技术的硬管式腹腔镜的光学系统的畸变曲线图；图7为本技术的硬管式腹腔镜的光学系统的像面照度曲线图。具体实施方式以下结合附图以及给出的实施例，对本技术作进一步的说明，但并不局限于此。如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种硬管式腹腔镜的光学系统，包括沿光线传播方向依次为物镜系统1、中继镜系统2和目镜系统3，所述物镜系统1、中继镜系统2和目镜系统3串联连接，且中继镜系统2位于物镜系统1和目镜系统3之间；所述物镜系统1为反远距结构，且物镜系统1包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗10、平凹镜11、第一孔径光阑12、第一弯月凸镜13、第二弯月凸镜14、第一双胶合凸镜15和第二双胶合凸镜16；所述物镜系统1的平凹镜11的一侧且靠近第一孔径光阑12的表面为非球面结构；所述中继镜系统2包括n组的中继镜组，每组中继镜组均为双远心结构，它是由两个双胶合棒状镜对称排列构成，且两个双胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述双胶合棒状镜由矫正轴向像差的棒状凹镜21和承担光焦度的凸镜22胶合而成，其中，n为奇数；所述双胶合棒状镜的凸镜22的外表面为非球面结构；所述目镜系统3为物方远心结构，且目镜系统3包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜31、第二保护窗32和第二孔径光阑33；所述物镜系统1的第二双胶合凸镜16位于中继镜系统2一端的棒状凹镜21的外侧，目镜系统3的双胶合凸镜31位于中继镜系统2另一端的棒状凹镜21的外侧。如图2所示，本技术所述物镜系统1的设计一方面有益于75°大视场像差的矫正，另一方面增加了镜头的后工作距离；所述物镜系统1的第一孔径光阑12设在第一弯月凸镜13的前焦平面处构成像方远心光路，保证了像面照度均匀和与双远心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬管式腹腔镜的光学系统，包括沿光线传播方向依次为物镜系统（1）、中继镜系统（2）和目镜系统（3），所述物镜系统（1）、中继镜系统（2）和目镜系统（3）串联连接，且中继镜系统（2）位于物镜系统（1）和目镜系统（3）之间；其特征在于：所述物镜系统（1）为反远距结构，且物镜系统（1）包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗（10）、平凹镜（11）、第一孔径光阑（12）、第一弯月凸镜（13）、第二弯月凸镜（14）、第一双胶合凸镜（15）和第二双胶合凸镜（16）；所述物镜系统（1）的平凹镜（11）的一侧且靠近第一孔径光阑（12）的表面为非球面结构；所述中继镜系统（2）包括n组的中继镜组，每组中继镜组均为双远心结构，它是由两个双胶合棒状镜对称排列构成，且两个双胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述双胶合棒状镜由棒状凹镜（21）和凸镜（22）胶合而成，其中，n为奇数；所述双胶合棒状镜的凸镜（22）的外表面为非球面结构；所述目镜系统（3）为物方远心结构，且目镜系统（3）包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜（31）、第二保护窗（32）和第二孔径光阑（33）；所述物镜系统（1）的第二双胶合凸镜（16）位于中继镜系统（2）一端的棒状凹镜（21）的外侧，目镜系统（3）的双胶合凸镜（31）位于中继镜系统（2）另一端的棒状凹镜（21）的外侧。...

【技术特征摘要】
1.一种硬管式腹腔镜的光学系统，包括沿光线传播方向依次为物镜系统（1）、中继镜系统（2）和目镜系统（3），所述物镜系统（1）、中继镜系统（2）和目镜系统（3）串联连接，且中继镜系统（2）位于物镜系统（1）和目镜系统（3）之间；其特征在于：所述物镜系统（1）为反远距结构，且物镜系统（1）包括沿光线传播方向依次相胶合的第一保护窗（10）、平凹镜（11）、第一孔径光阑（12）、第一弯月凸镜（13）、第二弯月凸镜（14）、第一双胶合凸镜（15）和第二双胶合凸镜（16）；所述物镜系统（1）的平凹镜（11）的一侧且靠近第一孔径光阑（12）的表面为非球面结构；所述中继镜系统（2）包括n组的中继镜组，每组中继镜组均为双远心结构，它是由两个双胶合棒状镜对称排列构成，且两个双胶合棒状镜之间的中心处设有孔径光阑，所述双胶合棒状镜由棒状凹镜（21）和凸镜（22）胶合而成，其中，n为奇数；所述双胶合棒状镜的凸镜（22）的外表面为非球面结构；所述目镜系统（3）为物方远心结构，且目镜系统（3）包括沿光线传播方向相胶合的双胶合凸镜（31）、第二保护窗（32）和第二孔径光阑（33）；所述物镜系统（1）的第二双胶合凸镜（16）位于中继镜系统（2）一端的棒状凹镜（21）的外侧，目镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：何亚云，
申请(专利权)人：江苏鹰利视医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32