【技术实现步骤摘要】
本技术属于光学成像，具体而言，涉及一种超细硬性内窥镜光学系统。
技术介绍
1、超细硬性内窥镜光学系统中包含三部分：硬性内窥镜成像物镜、硬性内窥镜转像透镜系统、硬性内窥镜目镜系统。物镜对目标物体成倒像，转像透镜系统将物镜所成的倒像在目镜物方焦平面处转变为1:1的正像，并使内窥镜的工作长度满足要求，最后观察者通过目镜观察正立实像。超细硬性内窥镜与传统内窥镜相比口径减小，但通光口径增大，光强增大。它能提供清晰详细的图像，有助于观察者进行准确的观测，从而能够精确操作和观察目标区域。
2、目前超细内窥镜多为光纤照明，光纤通道的存在使超细内窥镜口径受到了限制。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种超细硬性内窥镜光学系统，可以很好的满足目前工业方面检测超细孔径通道内部情况的需求，以光学设计为技术核心，通过各透镜具备相适配的参数使得内窥镜口径小于1mm，其特点是内窥镜的光学系统不仅可以用于成像，还可以用于照明，去掉了传统超细内窥镜中的光纤照明通道，极大地减小了超细内窥镜的口径。本技术主要应用于被测物为细孔的环境中，工业方面可用于对细孔进行观察、警用安全方面、技术开锁等。
2、本技术的目的是这样实现的：
3、一种超细硬性内窥镜光学系统，包括沿光轴从物方到像方依次顺序排列的物镜系统、转像系统、目镜系统；
4、所述物镜系统依次包括物镜前组、平行平板、物镜后组；
5、所述转像系统依次包括第一转像棒镜组、第二转像棒镜组和第三转像棒镜组，每个转
6、所述超细硬性内窥镜的各透镜具有相适配的光学参数，使该超细硬性内窥镜的口径小于1mm。
7、作为替代方案，所述物镜系统中，采用视向棱镜替换所述平行平板，所述视向棱镜的视向角为0°～90°，且视向棱镜的光程与所述平行平板光程一致。
8、作为上述方案的优选，所述物镜前组包括保护玻璃；所述物镜后组依次包括第1透镜、第2透镜和第3透镜；所述第一转像棒镜组、第二转像棒镜组和第三转像棒镜组的前棒镜组包括两块分离的hopkins棒状透镜，依次为第4透镜和第5透镜；后棒镜组重复对称放置前棒镜组的hopkins棒状透镜，依次为第5透镜和第4透镜；所述目镜系统依次包括第6透镜、第7透镜、第8透镜。
9、作为上述方案的优选，所述第2透镜、第3透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块正透镜和一块负透镜胶合而成；所述第6透镜、第7透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块负透镜和一块正透镜胶合而成。
10、作为上述方案的优选，所述保护玻璃具有负光焦度，所述第1透镜具有正光焦度，所述第2透镜具有正光焦度，所述第3透镜具有负光焦度，所述第4透镜具有正光焦度，所述第5透镜具有正光焦度，所述第6透镜具有负光焦度，所述第7透镜具有正光焦度，所述第8透镜具有正光焦度。
11、作为上述方案的优选，所述保护玻璃为平凹透镜，具有负光焦度，
12、-0.56≤φa≤-0.54，厚度范围为0.2mm～0.4mm；所述第1透镜具有正光焦度，0.22≤φ1≤0.24，厚度范围为0.7mm～0.9mm；所述第2透镜具有正光焦度，0.43≤φ2≤0.45，厚度范围为1.1mm～1.3mm；所述第3透镜具有负光焦度-0.23≤φ3≤-0.21，厚度范围为3.4mm～3.6mm；所述第4透镜具有正光焦度，0.004≤φ4≤0.006，厚度范围为10.7mm～10.9mm；所述第5透镜具有正光焦度，0.17≤φ5≤0.19，厚度为6.7mm～6.9mm；所述第6透镜具有负光焦度，
13、-0.18≤φ6≤-0.16，厚度范围为0.9mm～1.1mm；所述第7透镜具有正光焦度，0.26≤φ7≤0.28，厚度范围为0.5mm～0.7mm；所述第8透镜具有正光焦度，0.12≤φ8≤0.14，厚度范围为0.9mm～1.1mm。
14、作为上述方案的优选，所述保护玻璃、平行平板、第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的通光孔径均小于1mm。
15、作为上述方案的优选，所述第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的通光孔径分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8；所述第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，各透镜的焦距与通光孔径的关系满足如下条件：
16、12.4≤f1/d1≤12.6；
17、3.0≤f2/d2≤3.2；
18、-7.1≤f3/d3≤-6.9；
19、290.5≤f4/d4≤310.1；
20、6.0≤f5/d5≤7.8；
21、-7.6≤f6/d6≤-7.3；
22、5.2≤f7/d7≤5.4；
23、8.3≤f8/d8≤8.5。
24、作为上述方案的优选，所述保护玻璃的材料为h-k9l；所述平行平板或视向棱镜的材料为h-k9l；所述第1透镜的材料为qk3；所述第2透镜的材料为qk3；所述第3透镜的材料为h-zlaf75a；所述第4透镜的材料为h-zf2；所述第5透镜的材料为h-zk9b；所述第6透镜的材料为zf51；所述第7透镜的材料为zk9；所述第8透镜的材料为h-k9l。
25、作为上述方案的优选，所述超细硬性内窥镜的工作距离达8mm，口径小于1mm。
26、作为上述方案的优选，所述超细硬性内窥镜的物方数值孔径达0.006。
27、本技术具有如下有益效果：
28、(1)本技术通过从物方依次配置的保护玻璃，平行平板，第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜，每个所述透镜具有相适配的参数以使该超细硬性内窥镜系统的口径小于1mm。本技术提供了一种结构紧凑且通光孔径极小的超细内窥镜光学系统透镜组合，和现有技术相比，本技术极大程度上减小了超细硬性内窥镜的口径。
29、(2)通过分光棱镜使得该超细硬性内窥镜的光学系统既可以用作成像，也可以用作照明，与传统的超细内窥镜相比，本技术去掉了传统超细内窥镜中的光纤照明通道，极大地减小了超细内窥镜的口径。
30、(3)本技术每个透镜的通光孔径均小于1mm，使得包含该超细硬性内窥镜系统的整体结构能顺利作用于直径为1mm的被检通道。
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1.一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次顺序排列的物镜系统、转像系统、目镜系统；
2.如权利要求1所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述物镜系统中，采用视向棱镜替换所述平行平板，所述视向棱镜的视向角为0°～90°，且视向棱镜的光程与所述平行平板光程一致。
3.如权利要求1或2所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述物镜前组包括保护玻璃；所述物镜后组依次包括第1透镜、第2透镜和第3透镜；所述第一转像棒镜组、第二转像棒镜组和第三转像棒镜组的前棒镜组包括两块分离的Hopkins棒状透镜，依次为第4透镜和第5透镜；后棒镜组重复对称放置前棒镜组的Hopkins棒状透镜，依次为第5透镜和第4透镜；所述目镜系统依次包括第6透镜、第7透镜、第8透镜。
4.如权利要求3所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述第2透镜、第3透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块正透镜和一块负透镜胶合而成；所述第6透镜、第7透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块负透镜和一块正透镜胶合而成。
5.如权利要求
6.如权利要求5所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述保护玻璃为平凹透镜，具有负光焦度，-0.56≤ΦA≤-0.54，厚度范围为0.2mm～0.4mm；所述第1透镜具有正光焦度，0.22≤Φ1≤0.24，厚度范围为0.7mm～0.9mm；所述第2透镜具有正光焦度，0.43≤Φ2≤0.45，厚度范围为1.1mm～1.3mm；所述第3透镜具有负光焦度-0.23≤Φ3≤-0.21，厚度范围为3.4mm～3.6mm；所述第4透镜具有正光焦度，0.004≤Φ4≤0.006，厚度范围为10.7mm～10.9mm；所述第5透镜具有正光焦度，0.17≤Φ5≤0.19，厚度为6.7mm～6.9mm；所述第6透镜具有负光焦度，-0.18≤Φ6≤-0.16，厚度范围为0.9mm～1.1mm；所述第7透镜具有正光焦度，0.26≤Φ7≤0.28，厚度范围为0.5mm～0.7mm；所述第8透镜具有正光焦度，0.12≤Φ8≤0.14，厚度范围为0.9mm～1.1mm。
7.如权利要求3所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述保护玻璃、平行平板、第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的通光孔径均小于1mm。
8.如权利要求7所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的通光孔径分别为D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8；所述第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，各透镜的焦距与通光孔径的关系满足如下条件：
9.如权利要求3所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述保护玻璃的材料为H-K9L；所述平行平板或视向棱镜的材料为H-K9L；所述第1透镜的材料为QK3；所述第2透镜的材料为QK3；所述第3透镜的材料为H-ZLAF75A；所述第4透镜的材料为H-ZF2；所述第5透镜的材料为H-ZK9B；所述第6透镜的材料为ZF51；所述第7透镜的材料为ZK9；所述第8透镜的材料为H-K9L。
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1.一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次顺序排列的物镜系统、转像系统、目镜系统；
2.如权利要求1所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述物镜系统中，采用视向棱镜替换所述平行平板，所述视向棱镜的视向角为0°～90°，且视向棱镜的光程与所述平行平板光程一致。
3.如权利要求1或2所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述物镜前组包括保护玻璃；所述物镜后组依次包括第1透镜、第2透镜和第3透镜；所述第一转像棒镜组、第二转像棒镜组和第三转像棒镜组的前棒镜组包括两块分离的hopkins棒状透镜，依次为第4透镜和第5透镜；后棒镜组重复对称放置前棒镜组的hopkins棒状透镜，依次为第5透镜和第4透镜；所述目镜系统依次包括第6透镜、第7透镜、第8透镜。
4.如权利要求3所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述第2透镜、第3透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块正透镜和一块负透镜胶合而成；所述第6透镜、第7透镜相胶合，其由从物体方起依次配置的一块负透镜和一块正透镜胶合而成。
5.如权利要求3所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述保护玻璃具有负光焦度，所述第1透镜具有正光焦度，所述第2透镜具有正光焦度，所述第3透镜具有负光焦度，所述第4透镜具有正光焦度，所述第5透镜具有正光焦度，所述第6透镜具有负光焦度，所述第7透镜具有正光焦度，所述第8透镜具有正光焦度。
6.如权利要求5所述的一种超细硬性内窥镜光学系统，其特征在于，所述保护玻璃为平凹透镜，具有负光焦度，-0.56≤φa≤-0.54，厚度范围为0.2mm～0.4mm；所述第1透镜具有正光焦度，0.22≤φ1≤0.24，厚度范围为0.7mm～0.9mm；所述第2透镜具有正光焦度，0.43≤φ2≤...
【专利技术属性】
技术研发人员：向阳，于璐，袁晓涵，杨成禹，王亮辉，吴倩倩，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：新型
国别省市：
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