[发明专利]一种超广角医用内窥镜镜头

说明书

本发明涉及一种超广角医用内窥镜镜头。沿光轴的方向，从物方至像方包括具有负光焦度的前组光学系统和具有正光焦度的后组光学系统，所述前组光学系统从物方至像方依次由具有负光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜组成；所述后组光学系统从物方至像方依次由具有正光焦度的第三透镜、光焦度为零的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有负光焦度的第七透镜和具有正光焦度的第八透镜组成；还包括位于第四透镜和第五透镜之间的孔径光阑。本发明具有大视场范围和接收孔径、像面均匀性好、成像质量好、结构相对简单和超小尺寸等特点。

技术领域

本发明涉及一种超小型的超广角镜头，具体为一种超广角医用内窥镜镜头。

背景技术

医用内窥镜是经历了从硬性医用内窥镜到光纤内窥镜再到电子内窥镜的转变过程，其作用主要是用来确定病变组织、提早诊断等。随着科学技术的发展，电子内窥镜被广泛应用于医疗仪器中；它的特点是应用CMOS器件，将镜头接收的光信号转换为电信号，再在显示器上重现高清晰度的图像。镜头是医用内窥镜的重要组成部分，它的成像质量的好坏直接影响着内窥镜的使用效果。并且对于内窥镜装置的来说，它将会向微型化、观测范围广、高性能等方向发展。但是现在内窥镜镜头较为普遍存在的问题是视场角相对较小，不利于观测；镜头的接收孔径偏小，并且结构复杂，尺寸偏大，成本过高等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超广角医用内窥镜镜头，该内窥镜镜头具有大视场范围和接收孔径、像面均匀性好、成像质量好、结构相对简单和超小尺寸等特点。

为实现上述目的，本发明采用了负正的结构形式，物方的视场角经过具有负光焦度的前组光学系统（由第一透镜和第二透镜组成）压缩后视场角将会变小，从而得到具有正光焦度的后组光学系统（由第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜组成）能够接受的视场角范围。然后应用前组光学系统和后组光学系统的光焦度之和为零，这样就可以很好的校正场曲；并应用超大视场光学系统的高阶像差理论计算出各种波像差系数的大小，再结合光学系统设计软件Zemax对光学系统进行结构和性能上的优化，最终得到了一种超小型、超广角的内窥镜镜头，这将更有利于对微小病变组织的检测。该镜头相比其他同类镜头来说具有大视场角和接收孔径、结构简单、尺寸小、成像质量好及像面均匀性好等特点。另外，该镜头在设计过程中未采用非球面，以及除了平行平板（第四透镜）外，只采用了两种材料，这将会降低生产成本。

本发明的技术方案是：一种超广角医用内窥镜镜头，沿光轴的方向，从物方至像方由具有负光焦度的前组光学系统和具有正光焦度的后组光学系统组成，所述前组光学系统从物方至像方依次由具有负光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜组成；所述第一透镜朝向物方的光学面为平面，朝向像方的光学面为凸向物方的凹面；所述第二透镜朝向物方的光学面为凸向像方的凹面，朝向像方的光学面为凸向物方的凹面；所述后组光学系统从物方至像方依次由具有正光焦度的第三透镜、光焦度为零的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有负光焦度的第七透镜和具有正光焦度的第八透镜组成；所述第三透镜朝向物方的光学面为凸向物方的凸面，朝向像方的光学面为凸向像方的凸面；所述第四透镜朝向物方和朝向像方的光学面均为平面；所述第五透镜朝向物方的光学面为凸向物方的凸面，朝向像方的光学面为凸向像方的凸面；所述第六透镜朝向物方的光学面为凸向像方的凹面，朝向像方的光学面为凸向物方的凹面；所述第七透镜朝向物方的光学面为凸向像方的凹面，朝向像方的光学面为凸向像方的凸面；所述第八透镜朝向物方的光学面为凸向物方的凸面，朝向像方的光学面为凸向像方的凸面；还包括位于第四透镜和第五透镜之间的孔径光阑。

在本发明一实施例中，所述内窥镜镜头的可视场角为170°，总焦距为0.13mm，F/#值为3.0，总长度为4.93mm，后工作距离为0.511mm。

在本发明一实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的材料分别为N-BAF51、N-BAF51、N-BAF51、N-BK7、TIF6、TIF6、TIF6、TIF6。