一种医用内窥镜光学成像系统技术方案

本申请涉及一种医用内窥镜光学成像系统，包括沿光轴从物方至像方依次设置的孔径光阑、第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和红外滤光片；光学成像系统总焦距为EFL；光学成像系统总长TTL；第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片的最大有效半口径为MSD；第一镜片焦距为f1；光学成像系统的像高为IMH；所述f1、TTL、EFL、MSD及IMH满足以下关系：0.52＜f1/EFL＜0.61；1.7＜TTL/EFL＜1.9；0.7＜MSD/IMH＜0.78。上述方案能够在具有高像素的同时实现小型化设计和大景深的目的。型化设计和大景深的目的。型化设计和大景深的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种医用内窥镜光学成像系统


[0001]本技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种医用内窥镜光学成像系统。

技术介绍

[0002]医用内窥镜是一种通过天然孔道或者外科切口进入人体体腔内，从而实现观察目的的医疗器械。随着微电子技术及工艺的发展，医用内窥镜也不断实现高像素化，以获得高分辨率的图像。另一方面，由于医用内窥镜的镜体需要插入人体体腔观察，这就使得医用内窥镜除了具有成像清晰，还应具有小型化和大景深的特点。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种内窥镜光学成像系统，能够在具有高像素的同时实现小型化设计和大景深的目的。
[0004]一种医用内窥镜光学成像系统，包括沿光轴从物方至像方依次设置的孔径光阑、第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和红外滤光片；
[0005]第一镜片为正透镜，其朝向像方一侧为凸面，第一镜片具有至少一面以上的非球面；
[0006]第二镜片为双凹形负透镜，第二镜片具有至少一面以上的非球面；
[0007]第三镜片为正透镜，其朝向物方一侧为凹面，朝向像方一侧为凸面，第三镜片具有至少一面以上的非球面；
[0008]第四镜片为负透镜，朝向像方一侧为凹面，第四镜片具有至少一面以上的非球面；
[0009]其中，光学成像系统总焦距为EFL；光学成像系统总长TTL；第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片的最大有效半口径为MSD；第一镜片焦距为f1；光学成像系统的像高为IMH；所述f1、TTL、EFL、MSD及IMH满足以下关系：0.52＜f1/EFL＜0.61；1.7＜TTL/EFL＜1.9；0.7＜MSD/IMH＜0.78。
[0010]作为优选，所述医用内窥镜光学成像系统还包括前保护罩和芯片保护罩，前保护罩位于第一镜片物方一侧，由第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和红外滤光片组成的芯片组整体与控制芯片连接，芯片保护罩与控制芯片连接，孔径光阑位于前保护罩和第一镜片之间。
[0011]作为优选，所述前保护罩和芯片保护罩为玻璃材质。
[0012]作为优选，所述光学成像系统总长TTL为前保护罩到像面的距离。
[0013]作为优选，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片的材质均为塑胶镜片。
[0014]本技术由于采用上述方案，可以实现大靶面、大景深，可以实现更远范围的高分辨率成像。同时画面均匀性和色彩一致性良好，可以更好地还原景物特征。而且该光学成像系统还具有小型化的特点，可以极大地减轻医用内窥镜治疗时带给病人的痛苦。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例1的光学系统结构图；
[0016]图2是本申请实施例1的相对照度曲线图；
[0017]图3是本申请实施例1的畸变曲线图；
[0018]图4是本申请实施例1的光扇曲线图；
[0019]图5是本申请实施例1的MTF曲线图；
[0020]图6是本申请实施例2的光学系统结构图；
[0021]图7是本申请实施例2的相对照度曲线图；
[0022]图8是本申请实施例2的畸变曲线图；
[0023]图9是本申请实施例2的光扇曲线图；
[0024]图10是本申请实施例2的MTF曲线图；
[0025]图11是本申请实施例3的光学系统结构图；
[0026]图12是本申请实施例3的相对照度曲线图；
[0027]图13是本申请实施例3的畸变曲线图；
[0028]图14是本申请实施例3的光扇曲线图；
[0029]图15是本申请实施例3的MTF曲线图；
[0030]图16是本申请实施例4的光学系统结构图；
[0031]图17是本申请实施例4的相对照度曲线图；
[0032]图18是本申请实施例4的畸变曲线图；
[0033]图19是本申请实施例4的光扇曲线图；
[0034]图20是本申请实施例4的MTF曲线图。
[0035]附图标记：
[0036]前保护罩1，孔径光阑2，第一镜片P1，第二镜片P2，第三镜片P3，第四镜片P4，红外滤光片IR，芯片保护罩3。
具体实施方式
[0037]下面详细描述本技术的实施例。
[0038]本申请提供了一种医用内窥镜光学成像系统，如图1和图6所示，该医用内窥镜光学成像系统包括沿光轴从物方至像方依次设置的孔径光阑2、第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3、第四镜片P4和红外滤光片IR；
[0039]第一镜片P1为正透镜，其朝向像方一侧为凸面，第一镜片具有至少一面以上的非球面；
[0040]第二镜片P2为双凹形负透镜，第二镜片具有至少一面以上的非球面；
[0041]第三镜片P3为正透镜，其朝向物方一侧为凹面，朝向像方一侧为凸面，第三镜片具有至少一面以上的非球面；
[0042]第四镜片P4为负透镜，朝向像方一侧为凹面，第四镜片具有至少一面以上的非球面；
[0043]其中，光学成像系统总焦距为EFL；光学成像系统总长TTL；第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3和第四镜片P4的最大有效半口径为MSD；第一镜片焦距为f1；光学成像系统
的像高为IMH；所述f1、TTL、EFL、MSD及IMH满足以下关系：0.52＜f1/EFL＜0.61；1.7＜TTL/EFL＜1.9；0.7＜MSD/IMH＜0.78。
[0044]上述医用内窥镜光学成像系统采用四片透镜，尺寸小，并且四片透镜均具有至少一面以上的非球面，使内窥镜具有非球面镜片的特点，能够呈现更清晰的成像。光学成像系统中对其参数进行限制，使得其能够实现大靶面、大景深，可以实现更远范围的高分辨率成像，并具有小型化的特点。
[0045]上述医用内窥镜光学成像系统还包括前保护罩1和芯片保护罩3，所述前保护罩1位于第一镜片物方一侧，芯片保护罩3位于红外滤光片像方一侧。前保护罩1对镜片进行保护；由第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3、第四镜片P4和红外滤光片IR组成的透镜组整体与控制芯片连接，芯片保护罩3与控制芯片连接，用于保护控制芯片，所述控制芯片为CMOS芯片。于实施例中，芯片保护罩3可以从一次覆盖以更好的起到对控制芯片的保护效果。孔径光阑位于前保护罩和第一镜片之间，孔径光阑的口径越小，景深越大。通过设置合适的孔径光阑的口径可以实现大靶面、大景深的特点。于实施例中，所述前保护罩1和芯片保护罩3为玻璃材质，硬度强，能够提供良好的保护效果。所述第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3及第四镜片P4采用塑胶镜片，具有成本低、重量轻、不易破裂、防雾性强及透光性高等特点。在设置前保护罩的情况下，所述光学成像系统总长TTL指的是前保护玻璃到像面的距离。
[0046]以下结合具体实施例说明上述结构的技术效果。
[0047]实施例1：
[0048]该实施例的医用内窥镜光学成像系统的具体结构如图1所示。本实施例选择条件：0.52本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用内窥镜光学成像系统，其特征在于，包括沿光轴从物方至像方依次设置的孔径光阑、第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和红外滤光片；第一镜片为正透镜，其朝向像方一侧为凸面，第一镜片具有至少一面的非球面；第二镜片为双凹形负透镜，第二镜片具有至少一面的非球面；第三镜片为正透镜，其朝向物方一侧为凹面，朝向像方一侧为凸面，第三镜片具有至少一面的非球面；第四镜片为负透镜，朝向像方一侧为凹面，第四镜片具有至少一面的非球面；其中，光学成像系统总焦距为EFL；光学成像系统总长TTL；第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片的最大有效半口径为MSD；第一镜片焦距为f1；光学成像系统的像高为IMH；所述f1、TTL、EFL、MSD及IMH满足以下关系：0.52＜f1/EFL＜0.61；1.7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨本全，徐洋，泮邵，华露，李宏博，王卫东，王桃红，
申请(专利权)人：浙江优亿医疗器械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：