專利名稱：一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角型攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭。
背景技術(shù)：
醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)，在過去的兩百多年的時間了經(jīng)歷了硬式內(nèi)鏡階段，半屈式內(nèi)鏡階段和電子內(nèi)鏡時代。目前國內(nèi)生產(chǎn)的醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)存在著視場角較小的缺點，視場角一般都在100°以內(nèi)，且大都采用球面鏡片設(shè)計，不僅鏡片數(shù)量多、外型尺寸大，且很難兼顧景深和分辨率等光學性能的要求等缺點。國外生產(chǎn)的醫(yī)用內(nèi)窺鏡雖然視場角可達120°，并采用了非球面鏡片設(shè)計，但透鏡數(shù)量大都在三片以上的，鏡頭組件體積大、成本相對聞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，視場角較大，鏡片數(shù)量少，體積小，大大節(jié)約了制造成本。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)依次包括兩面均凸向物方且光焦度為負的彎月型的第一透鏡光闌以及雙面皆凸且光焦度為正的第二透鏡，其中，滿足條件4 < T/f < 6，其中，T為所述第一透鏡靠近物側(cè)表面頂點到成像面的距離，f為本醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角型鏡頭的焦距。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第一透鏡的滿足下列的條件
(I)1.05 < fl/f < I. 5和條件式(2) 8 < R1/R2 < 12，其中fl表示所述第一透鏡焦距的絕對值，Rl表示所述第一透鏡靠近物側(cè)的表面的曲率半徑，R2表示所述第一透鏡靠近成像面的表面的曲率半徑。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述光闌遠離所述第一透鏡，并靠近所述第二透鏡，且滿足下列的條件d0 < 0. 1，其中的d0表示所述光闌到所述第二透鏡靠近成物側(cè)的表面頂點的距離。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第二透鏡滿足下列的條件
(I)1.0 < f2/f < I. 3 ；(2) I. 5 < R3/R4 < 2. 5，其中f2為所述第二透鏡的焦距，R3為所述第二透鏡靠近物方的表面的曲率半徑；R4為第二透鏡靠近成像面的表面的曲率半徑的絕對值。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第一透鏡的兩個面為非球面并采用塑料材料制成。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第一透鏡由非晶型聚烯烴材料制成。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第二透鏡的兩個面為非球面并采用塑料材料制成。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述的第二透鏡采用透鏡由非晶型聚烯烴材料制成。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，采樣頻為1601p/mm，0. 8視場以內(nèi)的光學傳遞函數(shù)均大于0. 35，視場角在120°時，最近成像距離可達2. 8mm。上述醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其中，所述第一透鏡和所述第二透鏡的最大通光直徑為$ I. 3mm。本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，具有視場角大，小型化，低成本以及高分辨率的優(yōu)點，滿足醫(yī)用內(nèi)窺鏡大視場、小型化和高分辨率要求。此外，第一透鏡和第二透鏡均采用塑料制成，且由同一種塑料制成，可簡化制作工藝、降低成本，適宜批量生產(chǎn)。
圖I是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例一的光路示意 圖3是圖2所示本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭圖2所示的本發(fā)明實施例一的軸上點球差色差曲線 圖4A是圖2所示的本發(fā)明醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例一的像散場曲線
圖4B是圖2所示的本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例一的畸變曲線
圖5是圖2所示的本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例一的對應(yīng)頻率為80LP/mm的離焦光學傳遞函數(shù)曲線；
圖6是圖2所示的本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例一的對應(yīng)最高頻率為160LP/mm的全頻光學傳遞函數(shù)(MTF)曲線 圖7是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例二的軸上點球差色差曲線圖； 圖8A是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例二的像散場曲線 圖8B是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例二的畸變曲線 圖9是是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例二的對應(yīng)頻率為80LP/_的離焦光學傳遞函數(shù)曲線。圖10是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例二的對應(yīng)最高頻率為160LP/mm的全頻光學傳遞函數(shù)(MTF)曲線圖。圖11是是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例三的的軸上點球差色差曲線圖。圖12A是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例三的像散場曲曲線圖； 圖12B是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例三的畸變曲線 圖13是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例三的對應(yīng)頻率為80LP/mm的離焦光學傳遞函數(shù)曲線。圖14是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭實施例三的對應(yīng)最高頻率為160LP/mm的全頻光學傳遞函數(shù)(MTF)曲線圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭做進一步詳細的說明。請參見圖I和圖2所示，其中，圖I是本發(fā)明的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的超廣角微型攝像系統(tǒng)實施例一的光路示意圖。光線從物側(cè)方向入射，經(jīng)過雙面皆凸向物方的彎月型第一透鏡10，靠近第二透鏡的光闌20和雙面皆凸的第二透鏡30，會聚后經(jīng)過保護玻璃40到像面接收器50。請參照圖3至圖14。下述每個實施例中，第一透鏡10的第一表面、第二表面和第二透鏡30的第三表面、第四表面均采用非球面設(shè)計，非球面的面型表達式為
z =-；................................................:...........................................................-_____________- - + Aik* + Anh6 + AsA8 + Aiok10 + Aizku\ + ^j\-{\ + K)C2h2
其中，C為曲面頂點的曲率，K為二次曲面系數(shù)，A 二^為從光軸到透鏡表面的高
度，A4到A12依次為對應(yīng)的高次曲面系數(shù)。實施例一
本發(fā)明的實施例一滿足表I和表2的條件
表I
f=0.5(T T=UoFiio=JJ)
表圓序號 R(HEii) cl(nuii)NilwlK.
第一表H 2 01490 0.40S_i >1.524~02 I 5621 -J5JJSlo3
第二表BII-0
光 III必 0i；U205~92
第三HfflO-OJOl"4 0. 4IS2g5 I L524D2 ) 5422-0~4521a
第四表園-0403iPS4II-OJP5P-55
表2
表麗序號............................第二表面第三表面第四表面
A4-tiHSS4 >S02 1,29"雜-JJ20^42S4+i..5fJS.3W
Ao-Cl 1~40< 02S -<)1242'S26-4Jf,>j9244勝 2.PW65
AS-0 1S221K082H51^>24-1"~1 "<ri
AlO0^4353592 1101,641295 A 4615626^49
Al 2-J4253^ip-83251129-49( P.50|
在本實施例中，其軸上點球差色差、場曲與畸變、離焦光學傳遞函數(shù)和全頻光學傳遞函數(shù)曲線圖分別如圖3到圖6所示，由圖上可以看出，上述像差、場曲、色差和全頻光學傳遞函數(shù)(MTF)都能得到很好地校正。實施例二
實施例二滿足表3和表4的條件，其中，第一透鏡10和第二透鏡30所用材料亦為Zeonex E48R。表權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)依次包括兩面均凸向物方且光焦度為負的彎月型的第一透鏡光闌以及雙面皆凸且光焦度為正的第二透鏡，其特征在于，滿足條件4 < T/f < 6，其中，T為所述第一透鏡靠近物側(cè)表面頂點到成像面的距離，f為本醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角型鏡頭的焦距。
2.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第一透鏡的滿足下列的條件(1)1.05 < fl/f < I. 5和條件式(2)8 < R1/R2 < 12，其中fl表示所述第一透鏡焦距的絕對值，Rl表示所述第一透鏡靠近物側(cè)的表面的曲率半徑，R2表示所述第一透鏡靠近成像面的表面的曲率半徑。
3.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述光闌遠離所述第一透鏡，并靠近所述第二透鏡，且滿足下列的條件d0<0. 1，其中的d0表示所述光闌到所述第二透鏡靠近成物側(cè)的表面頂點的距離。
4.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第二透鏡滿足下列的條件(I) 1.0 < f2/f < I. 3 ；(2) I. 5 < R3/R4 < 2. 5，其中f2為所述第二透鏡的焦距，R3為所述第二透鏡靠近物方的表面的曲率半徑；R4為第二透鏡靠近成像面的表面的曲率半徑的絕對值。
5.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第一透鏡的兩個面為非球面并采用塑料材料制成。
6.如權(quán)利要求5所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第一透鏡由非晶型聚烯烴材料制成。
7.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第二透鏡的兩個面為非球面并采用塑料材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述的第二透鏡采用透鏡由非晶型聚烯烴材料制成。
9.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，采樣頻為1601p/mm，0.8視場以內(nèi)的光學傳遞函數(shù)均大于0.35，視場角在120°時，最近成像距離可達 2. 8mm n
10.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角微型攝像鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡和所述第二透鏡的最大通光直徑為0 I. 3_。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角型攝像鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)依次包括兩面均凸向物方且光焦度為負的彎月型的第一透鏡光闌以及雙面皆凸且光焦度為正的第二透鏡，其中，滿足下列的條件(1)4＜T/f＜6，其中，T為所述第一透鏡靠近物側(cè)表面頂點到成像面的距離，f為本醫(yī)用內(nèi)窺鏡超廣角型鏡頭的焦距。本發(fā)明的內(nèi)窺鏡超廣角型攝像鏡頭，具有視場角大，小型化，低成本以及高分辨率的優(yōu)點，視場角在120°左右條件下的像質(zhì)高，最近成像距離可達2.8mm，滿足醫(yī)用內(nèi)窺鏡大視場、小型化和高分辨率要求。此外，第一透鏡和第二透鏡均采用塑料制成，且由同一種塑料制成，可簡化制作工藝、降低成本，適宜批量生產(chǎn)。
文檔編號G02B13/06GK102768396SQ201110112490
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者侯曉萍 申請人:鳳凰光學(上海)有限公司