一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括頭部反射鏡組、以及后續(xù)光路中依次設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡和分色板，所述分色板透過中波紅外光束形成后續(xù)紅外支路，并且分色板同時(shí)反射可見光束形成后續(xù)可見光支路，所述紅外支路上依次設(shè)置有場鏡和二次成像鏡組，所述可見光支路上設(shè)置有成像透鏡組。采用本發(fā)明技術(shù)方案，可用定制的可見光CCD和紅外相機(jī)進(jìn)行像面接收，物距在500mm-5000mm范圍內(nèi)像質(zhì)基本不變，并且常規(guī)環(huán)境和惡劣環(huán)境(如高溫、真空、有污染的環(huán)境)都可適用。
【專利說明】—種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于光電子與紅外成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]疾病診斷長期以來并且仍將繼續(xù)由各種活檢程序執(zhí)行?；顧z需要從患者身體取出(深層)組織樣本，由病理學(xué)家進(jìn)行樣本分析，并且出報(bào)告，這可能耗費(fèi)幾小時(shí)到幾天或以上。而用內(nèi)窺鏡檢查可以顯著減小與常規(guī)活檢程序關(guān)聯(lián)的疼痛、時(shí)間和成本并且有助于疾病診斷和由于病情導(dǎo)致的組織損傷的范圍。
[0003]而內(nèi)窺鏡要達(dá)到上述效果同時(shí)需要低放大率、大視野成像和高放大率、高分辨率多光子成像必須具備兩個(gè)有效的光學(xué)成像系統(tǒng)(例如，兩個(gè)物鏡)，盡管多光學(xué)系統(tǒng)常規(guī)地設(shè)在顯微鏡裝置中，但是同時(shí)具備可見光成像光學(xué)系統(tǒng)和紅外成像系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)依然很少。
[0004]本發(fā)明的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)可同時(shí)用紅外和可見監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括頭部反射鏡組、以及后續(xù)光路中依次設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡和分色板，所述分色板透過中波紅外光束形成后續(xù)紅外支路，并且分色板同時(shí)反射可見光束形成后續(xù)可見光支路，所述紅外支路上依次設(shè)置有場鏡和二次成像鏡組，所述可見光支路上設(shè)置有成像透鏡組。
[0008]進(jìn)一步的，所述頭部反射鏡組包括互成空間夾角的橢球面反射鏡與平面反射鏡，所述平面反射鏡上設(shè)有一通光小孔，所述通光小孔后端與橢球面反射鏡相對，并且平面反射鏡表面鍍有高反射膜。
[0009]進(jìn)一步的，所述準(zhǔn)直透鏡為寬光譜材料。
[0010]進(jìn)一步的，所述分色板前表面鍍有分色膜。
[0011]進(jìn)一步的，所述通光小孔的直徑依據(jù)后續(xù)相機(jī)的冷闌口徑?jīng)Q定，使其與冷闌在軸外接近完全共軛。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]采用本發(fā)明技術(shù)方案，可用定制的可見光CCD和紅外相機(jī)進(jìn)行像面接收，物距在500mm-5000mm范圍內(nèi)像質(zhì)基本不變，并且常規(guī)環(huán)境和惡劣環(huán)境(如高溫、真空、有污染的環(huán)境)都可適用。
[0014]適用波段:可見380nm-780nm，紅外 2.058 ?12um。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明總體光路系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2為頭部反射鏡光學(xué)系統(tǒng)圖；
[0017]圖3為紅外支路光學(xué)系統(tǒng)圖；
[0018]圖4為可見光支路光學(xué)系統(tǒng)圖；
[0019]圖5為光路分叉點(diǎn)放大圖；
[0020]圖6、圖7為紅外支路成像質(zhì)量圖；
[0021]圖8為紅外支路邊緣視場崎變圖；
[0022]圖9、圖10為可見光支路成像質(zhì)量圖；
[0023]圖11為可見光支路邊緣視場畸變圖。
[0024]圖中標(biāo)號說明:1、頭部反射鏡組，11、捕球面反射鏡，12、平面反射鏡，121、通光小孔，2、準(zhǔn)直透鏡，3、分色板，4、紅外支路，5、可見光支路，6、場鏡，7、二次成像鏡組，8、成像透鏡組。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0026]如圖1所示，一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括頭部反射鏡組1、以及后續(xù)光路中依次設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡2和分色板3，所述分色板3透過中波紅外光束形成后續(xù)紅外支路4 (如圖3所示)，并且分色板3同時(shí)反射可見光束形成后續(xù)可見光支路5 (如圖4所示，分叉點(diǎn)放大圖如圖5所示)，所述紅外支路上4依次設(shè)置有場鏡6和二次成像鏡組7，所述可見光支路5上設(shè)置有成像透鏡組8。
[0027]如圖2所示，所述頭部反射鏡組I包括互成空間夾角的橢球面反射鏡11與平面反射鏡12，所述平面反射鏡12上設(shè)有一通光小孔121，所述通光小孔121后端與橢球面反射鏡11相對，這樣可以使約束光線口徑，一方面，由于相對口徑較大，不影響進(jìn)光量；另一方面可以在惡劣的環(huán)境下使用，避免大量有害物質(zhì)進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，防止污染鏡面，并且平面反射鏡12表面鍍有高反射膜。
[0028]所述準(zhǔn)直透鏡2為寬光譜材料，所述分色板3前表面鍍有分色膜。
[0029]所述通光小孔121的直徑依據(jù)后續(xù)相機(jī)的冷闌口徑?jīng)Q定，使其與冷闌在軸外接近完全共軛，由于光闌慧差的影響，使小孔與冷闌的在軸外不能完全共軛，從而小孔對軸外光束遮擋形成少量的漸暈，在本實(shí)施例中通光小孔121直徑:2.4mm，視場:豎直方向:60度，水平方向:50度；對于雜散輻射問題，由于平面反射鏡處于罐內(nèi)，具有較高溫度，因此其也輻射一定的中波光線，但由于反射鏡面鍍有高反射膜，其吸收率低，也將意味著發(fā)射率低，因此其發(fā)射出的紅外能量不會很高，因此小孔邊緣即使能夠成像到靶面上，也不會有太高的亮度形成明顯的雜光。
[0030]如圖6和圖7所示，為紅外支路4成像質(zhì)量，相對照度:邊緣最大視場(29°、-29° )相對與中心視場照度為48%，畸變:邊緣視場最大畸變?yōu)?0.56%，圖8為畸變圖形。
[0031]如圖9和圖10所示，為可見光支路5成像質(zhì)量圖，相對照度:邊緣最大視場(29°、-29° )相對與中心視場照度為44.7%，畸變:邊緣視場最大畸變?yōu)?2.2%，畸變圖形如圖11所示。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括頭部反射鏡組(1)、以及后續(xù)光路中依次設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡(2)和分色板(3)，所述分色板(3)透過中波紅外光束形成后續(xù)紅外支路(4)，并且分色板(3)同時(shí)反射可見光束形成后續(xù)可見光支路(5)，所述紅外支路上(4)依次設(shè)置有場鏡(6)和二次成像鏡組(7)，所述可見光支路(5)上設(shè)置有成像透鏡組(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述頭部反射鏡組(1)包括互成空間夾角的橢球面反射鏡(11)與平面反射鏡(12)，所述平面反射鏡(12)上設(shè)有一通光小孔(121)，所述通光小孔(121)后端與橢球面反射鏡(11)相對，并且平面反射鏡(12)表面鍍有高反射膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述準(zhǔn)直透鏡(2)為寬光譜材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述分色板(3)前表面鍍有分色膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可同時(shí)用于紅外和可見監(jiān)測的內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述通光小孔(121)的直徑依據(jù)后續(xù)相機(jī)的冷闌口徑?jīng)Q定，使其與冷闌在軸外接近完全共軛。
【文檔編號】A61B1/00GK104257341SQ201410493841
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】楊曉飛 申請人:蘇州六陽光電科技有限公司