【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种光学硬镜及其成像方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、硬管内窥镜的光路结构一般由物镜、转镜、目镜组成。其原理是物镜先对被检测部位进行成像，然后由转镜来传输图像，最后透过目镜能被人眼成像。
2、中国专利技术专利申请号cn202210074763.5提供了一种一次性硬管内窥镜光学系统，采用物镜和3组转像系统构成硬管内窥镜本体，具有低成本，结构简单等优点，但是该光学系统无法校正像差，导致人眼无法直接观测。
3、再者，中国专利技术专利公布号cn106066533a提供了一种内窥镜物镜，由前组、孔径光阑、整体上具有正屈光力的后组构成，具有小型化、广角且能够抑制包含倍率色差的各像差的优点，但透镜种类较多，且部分透镜表面曲率较大，加工困难，成本较高，不利于推广使用。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光学硬镜及其成像方法，设计合理，能够抑制各类像差，实现良好的光学性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种光学硬镜，光学硬镜的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组以及第七透镜组组成，第一透镜组作为物镜系统，第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组作为转镜系统，第七透镜组作为目镜系统；所述第一透镜组由3块透镜组成，3块透镜从
3、进一步的，所述第一透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有负光角度的第一透镜、作为棱镜的第二透镜、具有正光角度的第三透镜组成；所述第二透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第四透镜、无光角度的第五透镜、具有负光角度的第六透镜、具有正光角度的第七透镜、无光焦度的第八透镜组成；所述第三透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第九透镜、无光焦度的第十透镜组成；所述第四透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十一透镜、无光焦度的第十二透镜组成；第五透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十三透镜、无光焦度的第十四透镜组成；第六透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十五透镜、无光焦度的第十六透镜组成；第七透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十七透镜、具有负光焦度的第十八透镜、具有正光焦度的第十九透镜组成。
4、进一步的，所述第一透镜为平凹透镜，其物侧面为平面，像侧面为凹面；所述第三透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；所述第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面紧贴，所述第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面紧贴；所述第四透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；第五透镜为棒透镜，其两端为抛光平面，圆周面精磨；第六透镜为平凹透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为非球面透镜，其物侧面为凸面，像侧面为非球面凸面；第八透镜为棒透镜；第九透镜、第十一透镜、第十三透镜以及第十五透镜均为非球面透镜，其物侧面为凸面，像侧面为非球面凸面；所述第十透镜、第十二透镜、第十四透镜以及第十六透镜均为棒透镜，第九透镜和第十透镜、第十一透镜和第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜均是胶合成的双胶合透镜；所述第十七透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；所述第十八透镜为双凹透镜，其物侧面和像侧面均为凹面，所述第十九透镜为双凸透镜，其物侧面和像侧面均为凸面。
5、进一步的，光学系统整体焦距与第一透镜组焦距的比值为：1.3～1.6。
6、进一步的，光学系统整体焦距与所述第三透镜组焦距比值在0.16～0.24范围内。
7、进一步的，所述第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组结构参数与第三透镜组相同。
8、进一步的，光学系统整体焦距与所述第七透镜组焦距比值在0.16～0.24范围内，且第十九透镜像侧面的出射光为平行光。
9、进一步的，所述第七透镜像侧面非球面凸面的圆锥系数范围在-2.6～-2.4之间，且所述第七透镜的像侧面非球面凸面的圆锥系数与第九透镜、十一透镜、十三透镜、十五透镜的物侧面的圆锥系数的比值在2.1-2.7之间。
10、本专利技术采用的另外一种技术方案是：一种光学硬镜的成像方法，成像时：当光束入射时，光束经第一透镜的光轴进入光学系统，在第二透镜处反射后沿第三透镜的光轴进入转镜系统，之后依次经第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜以及第十九透镜后成像。
11、与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术设计合理，光学系统的mtf值接近衍射极限，且rms半径小于5μm；转镜系统校正了光学系统的像差，简化了物镜和目镜结构；转镜系统采用两个棒镜为一组的结构形式，通过四组棒镜并列的方法，一定程度上缩短了该部分单根棒镜的长度，降低了棒镜破损的概率。
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1.一种光学硬镜，其特征在于：光学硬镜的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组以及第七透镜组组成，第一透镜组作为物镜系统，第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组作为转镜系统，第七透镜组作为目镜系统；所述第一透镜组由3块透镜组成，3块透镜从物方到像方沿光轴依次为具有负光焦度、作为棱镜、具有正光角度；所述第二透镜组由5块透镜组成，5块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、无光焦度、负光焦度、正光焦度、无光焦度；第三透镜组由2块透镜组成，2块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、无光焦度；所述第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组的透镜结构及胶合方式相同，均由一块非球面透镜和棒透镜胶合而成；所述第七透镜组由3块透镜组成，3块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、负光焦度、正光焦度。
2.根据权利要求1所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第一透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有负光角度的第一透镜、作为棱镜的第二透镜、具有正光角度的第三透镜组成；所述第二透镜组由从物方到像方
3.根据权利要求2所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第一透镜为平凹透镜，其物侧面为平面，像侧面为凹面；所述第三透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；所述第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面紧贴，所述第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面紧贴；所述第四透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；第五透镜为棒透镜，其两端为抛光平面，圆周面精磨；第六透镜为平凹透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为非球面透镜，其物侧面为凸面，像侧面为非球面凸面；第八透镜为棒透镜；第九透镜、第十一透镜、第十三透镜以及第十五透镜均为非球面透镜，其物侧面为凸面，像侧面为非球面凸面；所述第十透镜、第十二透镜、第十四透镜以及第十六透镜均为棒透镜，第九透镜和第十透镜、第十一透镜和第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜均是胶合成的双胶合透镜；所述第十七透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；所述第十八透镜为双凹透镜，其物侧面和像侧面均为凹面，所述第十九透镜为双凸透镜，其物侧面和像侧面均为凸面。
4.根据权利要求3所述的一种光学硬镜，其特征在于：光学系统整体焦距与第一透镜组焦距的比值为：1.3～1.6。
5.根据权利要求3所述的一种光学硬镜，其特征在于：光学系统整体焦距与所述第三透镜组焦距比值在0.16～0.24范围内。
6.根据权利要求3所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组结构参数与第三透镜组相同。
7.根据权利要求3所述的一种光学硬镜，其特征在于：光学系统整体焦距与所述第七透镜组焦距比值在0.16～0.24范围内，且第十九透镜像侧面的出射光为平行光。
8.根据权利要求1所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第七透镜像侧面非球面凸面的圆锥系数范围在-2.6～-2.4之间，且所述第七透镜的像侧面非球面凸面的圆锥系数与第九透镜、十一透镜、十三透镜、十五透镜的物侧面的圆锥系数的比值在2.1-2.7之间。
9.一种光学硬镜的成像方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～8中任意一项所述的长距离激光准直光斑调焦光学系统，成像时：当光束入射时，光束经第一透镜的光轴进入光学系统，在第二透镜处反射后沿第三透镜的光轴进入转镜系统，之后依次经第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜、第十七透镜、第十八透镜以及第十九透镜后成像。
...【技术特征摘要】
1.一种光学硬镜，其特征在于：光学硬镜的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组以及第七透镜组组成，第一透镜组作为物镜系统，第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组作为转镜系统，第七透镜组作为目镜系统；所述第一透镜组由3块透镜组成，3块透镜从物方到像方沿光轴依次为具有负光焦度、作为棱镜、具有正光角度；所述第二透镜组由5块透镜组成，5块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、无光焦度、负光焦度、正光焦度、无光焦度；第三透镜组由2块透镜组成，2块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、无光焦度；所述第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组的透镜结构及胶合方式相同，均由一块非球面透镜和棒透镜胶合而成；所述第七透镜组由3块透镜组成，3块透镜从物方到像方沿光轴依次为正光焦度、负光焦度、正光焦度。
2.根据权利要求1所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第一透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有负光角度的第一透镜、作为棱镜的第二透镜、具有正光角度的第三透镜组成；所述第二透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第四透镜、无光角度的第五透镜、具有负光角度的第六透镜、具有正光角度的第七透镜、无光焦度的第八透镜组成；所述第三透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第九透镜、无光焦度的第十透镜组成；所述第四透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十一透镜、无光焦度的第十二透镜组成；第五透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十三透镜、无光焦度的第十四透镜组成；第六透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十五透镜、无光焦度的第十六透镜组成；第七透镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的具有正光焦度的第十七透镜、具有负光焦度的第十八透镜、具有正光焦度的第十九透镜组成。
3.根据权利要求2所述的一种光学硬镜，其特征在于：所述第一透镜为平凹透镜，其物侧面为平面，像侧面为凹面；所述第三透镜为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；所述第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面紧贴，所述第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面紧贴；所述第四透镜为...
【专利技术属性】
技术研发人员：游海斌，
申请(专利权)人：福州宏旭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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