内窥镜镜头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种内窥镜镜头，包括从物侧起依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜和平行平板，第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜和平行平板均以空气为间隔分离设置，第一透镜为平凹透镜，第二透镜为平凸透镜，第三透镜为双凸透镜，第四透镜为平凹透镜，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的直径均相等。本实用新型专利技术的透镜均采用分离透镜，镜头结构紧凑，便于加工和安装；具有大的工作距离、大的视场角和良好的像质，保证成像质量的同时保持了镜头的小尺寸，满足医用内窥镜的小型化、轻量化、广角化及成像质量更优化的需求。

【技术实现步骤摘要】
内窥镜镜头
本技术涉及内窥镜
，特别地，涉及一种内窥镜镜头。
技术介绍
医用内窥镜是一种光机电相结合的精密仪器,用以观察人眼不能直接观察或不方便观察的腔体内组织和结构,并结合相关领域进行诊断和治疗。为了减轻病人的痛苦,保证高的成像质量，对医用内窥镜的小型化、轻量化、广角化及成像质量等性能的要求进一步提高。内窥镜镜头的视场角通常大于100°，属于超广角光学系统，之前大部分内窥镜镜头为了矫正系统的各种像差通常都会使用双胶合透镜，但高温或低温条件下胶合原件容易失效，同时胶合透镜也会使内窥镜镜头加工难度和成本增加。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种加工成本和加工难度较低的内窥镜镜头。本技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种内窥镜镜头，包括从物侧起依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜和平行平板，所述第一透镜、所述光阑、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述平行平板均以空气为间隔分离设置，所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜为平凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为平凹透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的直径均相等。进一步的，所述第一透镜的凹面为非球面，且所述第一透镜的凹面朝向像侧面。进一步的，所述第二透镜的凸面为偶次非球面，所述第二透镜的凸面朝向像侧面。进一步的，所述第三透镜的前表面凸面为偶次非球面，朝向物侧面，所述第三透镜的后表面凸面为球面，朝向像侧面。进一步的，所述第四透镜的凹面为偶次非球面，所述第四透镜的凹面朝向物侧面。进一步的，所述第一透镜的凹面边缘与所述第二透镜的前表面相接触，所述第二透镜的凸面顶点与所述第三透镜的前表面凸面顶点相接触，所述第三透镜的后表面凸面顶点与所述第四透镜的凹面边缘相接触。本技术的有益效果是：本技术的透镜均采用分离透镜，镜头结构紧凑，便于加工和安装；具有大的工作距离、大的视场角和良好的像质，保证成像质量的同时保持了镜头的小尺寸，满足医用内窥镜的小型化、轻量化、广角化及成像质量更优化的需求。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术的内窥镜镜头结构示意图；图2为本技术的内窥镜镜头的光路示意图；图3所示为本技术的内窥镜物镜像面的调制传递函数(MTF)图；图4所示为本技术的内窥镜物镜像面的场曲与畸变图。图中零部件名称及其编号分别为：L1.第一透镜，L2.第二透镜，L3.第三透镜，L4.第四透镜，1.光阑，2.平行平板。具体实施方式现在结合附图对本技术作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1所示，本技术提供了一种内窥镜镜头，包括从物侧起依次设置的第一透镜L1、光阑1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和平行平板2。第一透镜L1、光阑1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和平行平板2均以空气为间隔分离设置。第一透镜L1为平凹透镜，第一透镜L1的凹面为非球面，且第一透镜L1的凹面朝向像侧面。第二透镜L2为平凸透镜，第二透镜L2的凸面为偶次非球面，第二透镜L2的凸面朝向像侧面。第三透镜L3为双凸透镜，第三透镜L3的前表面凸面为偶次非球面，朝向物侧面，第三透镜L3的后表面凸面为球面，朝向像侧面。第四透镜L4为平凹透镜，第四透镜L4的凹面为偶次非球面，第四透镜L4的凹面朝向物侧面。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的直径均相等，第一透镜L1的凹面边缘与第二透镜L2的前表面相接触，第二透镜L2的凸面顶点与第三透镜L3的前表面凸面顶点相接触，第三透镜L3的后表面凸面顶点与第四透镜L4的凹面边缘相接触。本技术的透镜均采用分离透镜，镜头结构紧凑，便于加工和安装；具有大的工作距离、大的视场角和良好的像质，保证成像质量的同时保持了镜头的小尺寸，满足医用内窥镜的小型化、轻量化、广角化及成像质量更优化的需求。本技术的内窥镜镜头全视场角为135度，镜头口径为1.75mm,镜头F数为4，工作距离为16mm,即物面距第一透镜L1L1前表面R1沿光轴方向的距离为16mm。本技术中采用了非球面镜片，非球面镜片的非球面系数可以由下列非球面方程定义：其中：x:在非球面上距离上距离光轴为Y的点，其与子午面在非球面上的顶点之间的相对距离；r:非球面上的点与光轴的垂直距离；c:表面的曲率半径的倒数；K：圆锥系数；α1：透镜第一阶非球面系数，α2、α3和α4为透镜的第二阶、第三阶和第四阶非球面系数。如图2所示，为内窥镜镜头的光路示意图，光线以67.5度的半视场角进入第一透镜L1，通过光阑1后，经第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4后入射到平行平板2到达像面R10。如表1所示，为本技术一种内窥镜镜头的每一块透镜的具体参数值，其中“表面”一栏给出了每一块透镜表面对应编号；“半径”一栏给出了每一表面所对应的球面半径；“厚度/间距”一栏给出了相邻表面之间的轴向距离，如果该两表面属于同一透镜，则厚度值表示该透镜厚度，否则表示物/像面到透镜距离或相邻透镜间间距；“半孔径”一栏给出了所对应表面的1/2孔径值。以透镜L1为例，L1的前表面R1的球面半径为Infinity，即为平面，L1的前表面R1半孔径为0.875mm，L1的前表面R1到物面的距离为16mm，L1的后表面R2的球面半径和半孔径分别为0.527624mm和0.283mm，L1的前表面R1到后表面R2的距离即L1的中心厚度为0.5mm，即L1为平凹透镜且凹面朝向像面一侧。表1各透镜设计数据如表2所示为本技术的非球面数据，其中K为非球面曲线方程中的圆锥系数，α1到α4则表示各表面第1到4阶非球面系数。表2非球面系数表面R2R4R5R7K1.989687-0.55856-6.024252557-3.354551986α10000α20-0.41817870100.037828019α30-1.31020300800.143427686α400.6234946380-0.254590855如图3所示为本技术的内窥镜物镜像面的调制传递函数(MTF)图，各视场的传递函数曲线同图中所示衍射极限接近，具有良好的像质。图4所示为本技术的内窥镜物镜像面的场曲与畸变图，由图可知本技术镜头的像面弯曲均在0.035mm以内，满足成像质量要求，在大视场条件下，65％的畸变也是满足使用要求的。以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本技术的范围内，进行多样的变更以及修改。本项技术的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内窥镜镜头，其特征在于：包括从物侧起依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜和平行平板，所述第一透镜、所述光阑、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述平行平板均以空气为间隔分离设置，所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜为平凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为平凹透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的直径均相等。

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜镜头，其特征在于：包括从物侧起依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜和平行平板，所述第一透镜、所述光阑、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述平行平板均以空气为间隔分离设置，所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜为平凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为平凹透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的直径均相等。2.如权利要求1所述的内窥镜镜头，其特征在于：所述第一透镜的凹面为非球面，且所述第一透镜的凹面朝向像侧面。3.如权利要求2所述的内窥镜镜头，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韬，
申请(专利权)人：常州硕美光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32