CN114740603A - 一种用于腹腔内窥镜的非球面光学*** - Google Patents

一种用于腹腔内窥镜的非球面光学*** Download PDF

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Abstract

一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，所属医疗器械技术领域，非球面光学***是由物镜***、转像***、目镜***构成。其中，物镜***通过间隔依次排开的4片非球面透镜成像，由3组双胶合透镜组成的转像***进行转像，最后通过由三片透镜构成的目镜***成像到人眼或者CCD上，整条光学***最大畸变仅为‑2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。本发明设计物镜透镜Ⅰ的后面、物镜透镜Ⅱ的后面、物镜透镜Ⅲ的前面和物镜透镜Ⅳ的前面均为偶次非球面，采用4面非球面结构，能够极大程度上把设计理论值显现出来，具有更高的清晰辨识本领，同现有高清4k摄像技术做到最好的匹配。

Description

一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***。
背景技术
随着医疗技术的快速发展，使用内窥镜进行检查或参与微创手术的技术逐步提高。内窥镜是集中了光学、电子、软件于一体的检测仪器，经人体孔道进入到达所要检查的病变位置，对病变情况进行实时动态成像监控，为了提高观察效果，因此，对内窥镜产品的高清性能要求越来越高，而高清内窥镜的关键技术是高清的光学***。
国内现有内窥镜多采用球面光学***，其成像质量一般，像差较大，各种不同频率的正弦强度分布函数经光学***成像后，数值偏低，不能够最大程度上保证清晰度，会对医生造成视觉疲劳。
市面上也有采用1面或2面非球面，如CN112099212A公开的一种内调焦的内窥镜适配器光学***，CN108873311A公开的一种小尺寸的内窥镜光学***，CN207473186U公开的一种用于内窥镜的小口径光学***，它们的图像清晰度还是不够好，也未很好的改善畸变大，像差大等问题。
发明内容
针对现有技术的内窥镜光学***存在的成像质量一般，像差较大，各种不同频率的正弦强度分布函数经光学***成像后，数值偏低，畸变大，像差大，不能够最大程度上保证清晰度，会对医生造成视觉疲劳等问题。本发明提供一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，设计物镜端采用4面非球面光学***，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度高，能够获得高品质的光学特征和高清晰的图像效果。其具体技术方案如下：
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，所述物镜***1由4片非球面透镜组成，所述转像***2由3组双胶合透镜组成，所述目镜***3由三片透镜构成；所述光学***的总程度为390～430mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为3～7mm，共43个像面。
上述技术方案中，所述光学***的最大畸变为-2％。
上述技术方案中，所述物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；所述物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；所述物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
上述技术方案中，所述物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.5～1.8mm，所述物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为0.8～1mm，所述物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1～1.5mm。
上述技术方案中，所述物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；所述物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为1～3；所述物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.2～1.5mm，折射率为1.8044。
上述技术方案中，所述物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；所述物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为-2～3；所述物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为3.8～4mm，折射率为1.794。
上述技术方案中，所述物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为0～2；所述物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；所述物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为1.4～2mm，折射率为1.606。
上述技术方案中，所述物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为-1～3；所述物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，所述物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为2.2～3mm，折射率为1.782。
上述技术方案中，所述转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，所述双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组所述双胶合透镜之间的间隔距离为4～12mm；每组所述双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
上述技术方案中，所述转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度35～40mm，所述转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为3～8mm。
上述技术方案中，所述转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
上述技术方案中，所述目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；所述目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，所述目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为6～8mm，所述目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为0.5～4mm。
上述技术方案中，所述目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，所述目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，所述目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
上述技术方案中，所述目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；所述目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；所述目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
上述技术方案中，所述目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；所述目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；所述目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
上述技术方案中，所述偶次非球面的k值为圆锥系数。
本发明的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，与现有技术相比，有益效果为：
一、本发明设计光学***的总程度为390～430mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为3～7mm，共43个像面，具有大景深，视野范围大的优点。
二、本发明光学***是由物镜***、转像***、目镜***构成。其中，物镜***通过间隔依次排开的4片非球面透镜成像，由3组(6根)双胶合透镜组成的转像***进行转像，最后通过由三片透镜构成的目镜***成像到人眼或者CCD上，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。
三、本发明设计物镜透镜Ⅰ的后面、物镜透镜Ⅱ的后面、物镜透镜Ⅲ的前面和物镜透镜Ⅳ的前面均为偶次非球面，一共4个偶次非球面，采用4面非球面结构，其中分别设计四个物镜透镜的中心间距、中心厚度、折射率及每个偶次非曲率半径和k值、每个曲率半径等数据参数，该参数设计能够极大程度上把设计理论值显现出来，具有更高的清晰辨识本领，同现有高清4k摄像技术做到最好的匹配；4个非球面结构结合球面透镜能够大幅减少光传递过程中产生的畸变，最大畸变仅为-2％。
四、本发明双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边，该设计能够对***的球差和色差进行优化，同时胶合后进行磨边能够有效保证镜片偏心值。
综上，国内现有内窥镜多采用球面光学***，其成像质量一般，像差较大，各种不同频率的正弦强度分布函数经光学***成像后，数值偏低，不能够最大程度上保证清晰度，会对医生造成视觉疲劳。而本发明主要设计腹腔内窥镜的光学***，物镜端采用非球面光学***，结合其转像***、目镜***系列透镜间距、曲率半径、中心厚度及折射率等参数设计，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。
附图说明
图1为本发明实施例的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的物镜***结构示意图；
图2为本发明实施例的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的转像***结构示意图；
图3为本发明实施例的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的目镜***结构示意图；
图1-3中，1-物镜***，1.1-物镜透镜Ⅰ，1.2-物镜透镜Ⅱ，1.3-物镜透镜Ⅲ，1.4-物镜透镜Ⅳ；2-转像***，2.1-转像透镜Ⅰ，2.2-转像透镜Ⅱ；3-目镜***，3.1-目镜透镜Ⅰ，3.2-目镜透镜Ⅱ，3.3-目镜透镜Ⅲ。
图4为本发明实施例1的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的视场所有位置的衍射调制传递函数图。
图5为本发明实施例1的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的网格畸变图。
图6为本发明实施例1的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***的模拟图像。
具体实施方式
下面结合具体实施案例和附图1-6对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，如图1-3所示，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，物镜***1由4片非球面透镜组成，转像***2由3组双胶合透镜组成，目镜***3由三片透镜构成；光学***的总程度为410mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为6mm，共43个像面。
物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.6mm，物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为0.9mm，物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1.2mm。
物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为2；物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.3mm，折射率为1.8044。
物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为-1；物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为3.9mm，折射率为1.794。
物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为1；物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为1.7mm，折射率为1.606。
物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为-1；物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为2.6mm，折射率为1.782。
转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组双胶合透镜之间的间隔距离为8mm；每组双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度36mm，转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为5.5mm。
转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为7mm，目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为2.2mm。
目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
本实施例非球面光学***适用效果很好，视场所有位置的衍射调制传递函数如图4所示，网格畸变如图5所示，模拟图像如图6所示，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。共43个像面，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。
实施例2
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，如图1-3所示，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，物镜***1由4片非球面透镜组成，转像***2由3组双胶合透镜组成，目镜***3由三片透镜构成；光学***的总程度为390mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为3mm，共43个像面。
物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.5mm，物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为0.8mm，物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1mm。
物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为1；物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.2mm，折射率为1.8044。
物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为-2；物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为3.8mm，折射率为1.794。
物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为1；物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为1.4mm，折射率为1.606。
物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为-1；物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为2.2mm，折射率为1.782。
转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组双胶合透镜之间的间隔距离为4mm；每组双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度35mm，转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为3mm。
转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为6mm，目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为0.5mm。
目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
本实施例非球面光学***适用效果很好，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。共43个像面，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。
实施例3
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，如图1-3所示，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，物镜***1由4片非球面透镜组成，转像***2由3组双胶合透镜组成，目镜***3由三片透镜构成；光学***的总程度为430mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为7mm，共43个像面。
物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.8mm，物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为1mm，物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1.5mm。
物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为3；物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.5mm，折射率为1.8044。
物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为3；物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为4mm，折射率为1.794。
物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为2；物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为2mm，折射率为1.606。
物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为3；物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为3mm，折射率为1.782。
转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组双胶合透镜之间的间隔距离为12mm；每组双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度40mm，转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为8mm。
转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为8mm，目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为4mm。
目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
本实施例非球面光学***适用效果很好，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。共43个像面，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。
实施例4
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，如图1-3所示，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，物镜***1由4片非球面透镜组成，转像***2由3组双胶合透镜组成，目镜***3由三片透镜构成；光学***的总程度为400mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为4mm，共43个像面。
物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.6mm，物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为0.9mm，物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1.1mm。
物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为1.5；物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.3mm，折射率为1.8044。
物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为-1；物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为3.8mm，折射率为1.794。
物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为1；物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为1.5mm，折射率为1.606。
物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为-1；物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为2.3mm，折射率为1.782。
转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组双胶合透镜之间的间隔距离为5mm；每组双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度36mm，转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为4mm。
转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为6.5mm，目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为1mm。
目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
本实施例非球面光学***适用效果很好，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。共43个像面，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。
实施例5
一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，如图1-3所示，光学***包括物镜***1、转像***2和目镜***3，物镜***1由4片非球面透镜组成，转像***2由3组双胶合透镜组成，目镜***3由三片透镜构成；光学***的总程度为420mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为5mm，共43个像面。
物镜***1包括物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4；物镜透镜Ⅰ1.1、物镜透镜Ⅱ1.2、物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4前后依次排列；物镜透镜Ⅰ1.1的后面、物镜透镜Ⅱ1.2的后面、物镜透镜Ⅲ1.3的前面和物镜透镜Ⅳ1.4的前面均为偶次非球面。
物镜透镜Ⅰ1.1与物镜透镜Ⅱ1.2的中心间距为1.7mm，物镜透镜Ⅱ1.2与物镜透镜Ⅲ1.3的中心间距为0.95mm，物镜透镜Ⅲ1.3和物镜透镜Ⅳ1.4的中心间距为1.4mm。
物镜透镜Ⅰ1.1的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；物镜透镜Ⅰ1.1的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为2.5；物镜透镜Ⅰ1.1的中心厚度为1.4mm，折射率为1.8044。
物镜透镜Ⅱ1.2的前面为球面，曲率半径为32.285mm；物镜透镜Ⅱ1.2的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为2.5；物镜透镜Ⅱ1.2的中心厚度为4mm，折射率为1.794。
物镜透镜Ⅲ1.3的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为1.8；物镜透镜Ⅲ1.3的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；物镜透镜Ⅲ1.3的中心厚度为1.9mm，折射率为1.606。
物镜透镜Ⅳ1.4的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为2.5；物镜透镜Ⅳ1.4的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，物镜透镜Ⅳ1.4的中心厚度为2.8mm，折射率为1.782。
转像***2的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组双胶合透镜之间的间隔距离为10mm；每组双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2；
转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2的长度39mm，转像透镜Ⅰ2.1和转像透镜Ⅱ2.2之间的间隔距离为7mm。
转像透镜Ⅰ2.1的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
目镜***3包括目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3；目镜透镜Ⅰ3.1、目镜透镜Ⅱ3.2和目镜透镜Ⅲ3.3前后依次排列，目镜透镜Ⅰ3.1与目镜透镜Ⅱ3.2的中心间距为7.5mm，目镜透镜Ⅱ3.2与目镜透镜Ⅲ3.3的中心间距为3mm。
目镜透镜Ⅰ3.1的前面为平面，目镜透镜Ⅰ3.1的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，目镜透镜Ⅰ3.1的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
目镜透镜Ⅱ3.2的前面为球面，曲率半径为16.8mm；目镜透镜Ⅱ3.2的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；目镜透镜Ⅱ3.2的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
目镜透镜Ⅲ3.3的前面为球面，曲率半径为16.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；目镜透镜Ⅲ3.3的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
本实施例非球面光学***适用效果很好，整条光学***最大畸变仅为-2％，保证了边缘成像同视场中心成像几乎无差异，同时光学成像质量优秀，同衍射极限值相近。共43个像面，大大减少了光传递过程中产生的畸变，整套***清晰度很好，大大获得了高品质的光学特征和高清晰的图像效果。

Claims (10)

1.一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，光学***包括物镜***(1)、转像***(2)和目镜***(3)，所述物镜***(1)由4片非球面透镜组成，所述转像***(2)由3组双胶合透镜组成，所述目镜***(3)由三片透镜构成；所述光学***的总程度为390～430mm，视场角初始设计为80度，光学***的镜片直径为3～7mm，共43个像面。
2.根据权利要求1所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜***(1)包括物镜透镜Ⅰ(1.1)、物镜透镜Ⅱ(1.2)、物镜透镜Ⅲ(1.3)和物镜透镜Ⅳ(1.4)；所述物镜透镜Ⅰ(1.1)、物镜透镜Ⅱ(1.2)、物镜透镜Ⅲ(1.3)和物镜透镜Ⅳ(1.4)前后依次排列；所述物镜透镜Ⅰ(1.1)的后面、物镜透镜Ⅱ(1.2)的后面、物镜透镜Ⅲ(1.3)的前面和物镜透镜Ⅳ(1.4)的前面均为偶次非球面。
3.根据权利要求2所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜透镜Ⅰ(1.1)与物镜透镜Ⅱ(1.2)的中心间距为1.5～1.8mm，所述物镜透镜Ⅱ(1.2)与物镜透镜Ⅲ(1.3)的中心间距为0.8～1mm，所述物镜透镜Ⅲ(1.3)和物镜透镜Ⅳ(1.4)的中心间距为1～1.5mm。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜透镜Ⅰ(1.1)的前面为球面，曲率半径为-185.5mm；所述物镜透镜Ⅰ(1.1)的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为3.45mm，k值为1～3；所述物镜透镜Ⅰ(1.1)的中心厚度为1.2～1.5mm，折射率为1.8044。
5.根据权利要求2或3所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜透镜Ⅱ(1.2)的前面为球面，曲率半径为32.285mm；所述物镜透镜Ⅱ(1.2)的后面为偶次非球面，顶点曲率半径为-3.05mm，k值为-2～3；所述物镜透镜Ⅱ(1.2)的中心厚度为3.8～4mm，折射率为1.794。
6.根据权利要求2或3所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜透镜Ⅲ(1.3)的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为-120mm，k值为0～2；所述物镜透镜Ⅲ(1.3)的后面为球面，曲率半径为-12.45mm；所述物镜透镜Ⅲ(1.3)的中心厚度为1.4～2mm，折射率为1.606。
7.根据权利要求2或3所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述物镜透镜Ⅳ(1.4)的前面为偶次非球面，顶点曲率半径为10.36mm，k值为-1～3；所述物镜透镜Ⅳ(1.4)的后面为球面，曲率半径为-6.25mm，所述物镜透镜Ⅳ(1.4)的中心厚度为2.2～3mm，折射率为1.782。
8.根据权利要求1所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述转像***(2)的双胶合透镜以2个转像透镜为一组，所述双胶合透镜为双面胶合，通过光敏胶进行粘接磨边；每组所述双胶合透镜之间的间隔距离为4～12mm；每组所述双胶合透镜包括转像透镜Ⅰ(2.1)和转像透镜Ⅱ(2.2)，所述转像透镜Ⅰ(2.1)和转像透镜Ⅱ(2.2)的长度35～40mm，所述转像透镜Ⅰ(2.1)和转像透镜Ⅱ(2.2)之间的间隔距离为3～8mm；所述转像透镜Ⅰ(2.1)的前端曲率半径为-18mm，后端曲率半径为18mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，所述目镜***(3)包括目镜透镜Ⅰ(3.1)、目镜透镜Ⅱ(3.2)和目镜透镜Ⅲ(3.3)；所述目镜透镜Ⅰ(3.1)、目镜透镜Ⅱ(3.2)和目镜透镜Ⅲ(3.3)前后依次排列，所述目镜透镜Ⅰ(3.1)与目镜透镜Ⅱ(3.2)的中心间距为6～8mm，所述目镜透镜Ⅱ(3.2)与目镜透镜Ⅲ(3.3)的中心间距为0.5～4mm。
10.根据权利要求9所述的一种用于腹腔内窥镜的非球面光学***，其特征在于，
所述目镜透镜Ⅰ(3.1)的前面为平面，所述目镜透镜Ⅰ(3.1)的后面为球面，曲率半径为-8.56mm，所述目镜透镜Ⅰ(3.1)的中心厚度为3.5mm，折射率为1.814；
所述目镜透镜Ⅱ(3.2)的前面为球面，曲率半径为16.8mm；所述目镜透镜Ⅱ(3.2)的后面为球面，曲率半径为-10.2mm；所述目镜透镜Ⅱ(3.2)的中心厚度为4.5mm，折射率为1.9013；
所述目镜透镜Ⅲ(3.3)的前面为球面，曲率半径为16.5mm；所述目镜透镜Ⅲ(3.3)的后面为球面，曲率半径为-18.5mm；所述目镜透镜Ⅲ(3.3)的中心厚度为6.5mm，折射率为1.506。
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