一種小畸變大視場立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)，具體涉及一種小畸變大視場立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié) 構(gòu)，屬于硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)包含三部分：0BJ為硬管內(nèi)窺鏡物鏡，其對物體 成倒像；REL為硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，其對物鏡所成的像重新1:1成像，經(jīng)多次轉(zhuǎn)像后 最終在硬管內(nèi)窺鏡目鏡物方焦面處成正立的實像；OCU為硬管內(nèi)窺鏡目鏡，將內(nèi)窺鏡圖像 成像在無窮遠，觀察者可通過其觀察前述正立實像。
[0003] 常用硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)含有多組結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)像透鏡組，采用雙膠合或三 膠合透鏡，其中一片為Hopkins棒狀透鏡，這些轉(zhuǎn)像透鏡組將物鏡所成的像多次成像，增加 光學(xué)系統(tǒng)總長，以滿足硬管內(nèi)窺鏡工作長度的要求。
[0004] 圖2至圖5分別表示現(xiàn)有技術(shù)中不同光學(xué)結(jié)構(gòu)形式的常用硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0005] 圖2為早期硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該種結(jié)構(gòu)由一對雙膠合薄透鏡組構(gòu) 成，光闌位于中間，垂軸像差得到良好校正。但由于采用薄透鏡組，系統(tǒng)光能透過率較低，且 在裝配時鏡片容易傾斜，從而影響系統(tǒng)像質(zhì)。
[0006] 圖3、圖4和圖5所示的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，均為Hopkins提出棒狀鏡轉(zhuǎn)像 系統(tǒng)后，各企業(yè)使用的不同結(jié)構(gòu)形式。這些轉(zhuǎn)像結(jié)構(gòu)與圖2所示結(jié)構(gòu)相比，光能透過率高， 對于尿道膀胱鏡等超細硬管內(nèi)窺鏡來講，像面亮度明顯提高。
[0007] 圖3所示硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)中Hopkins棒狀透鏡一端與焦距為負的薄負透 鏡相膠合，薄透負鏡使用高折射率、高色散的光學(xué)玻璃，用于校正軸向色差，但不能校正場 曲。這種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點在于Hopkins棒狀透鏡非膠合面 半徑大，用傳統(tǒng)的光學(xué)加工工藝加工比較困難。
[0008] 圖4所示硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)中Hopkins棒狀透鏡兩端與焦距為負的薄負透 鏡相膠合，薄負透鏡使用高折射率、高色散的光學(xué)玻璃，用于校正軸向色差，但不能校正場 曲。這種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)優(yōu)點是采用對稱結(jié)構(gòu)，Hopkins棒狀透鏡兩端的薄透鏡 結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，Hopkins棒狀透鏡球面半徑小，加工相對來講比較容易；缺點是膠合面多， 膠合時容易偏心，膠合面對圖像質(zhì)量影響大。
[0009] 圖5所示硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)中Hopkins棒狀透鏡兩端球面半徑相同，結(jié)構(gòu) 簡單。
[0010] 上述圖2至圖5分別表示現(xiàn)有技術(shù)中不同光學(xué)結(jié)構(gòu)形式的常用硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn) 像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)少，并采用對稱結(jié)構(gòu)，無法校正光學(xué)系統(tǒng)畸變。
[0011] 圖6和圖7為現(xiàn)有腹腔鏡或立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)圖，圖6所示物鏡結(jié)構(gòu)光闌前只 有一片平凹負透鏡，圖7所示物鏡結(jié)構(gòu)光闌前有兩片平凸負透鏡。
[0012] 現(xiàn)有硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，不使用非球面，無法校正大視場光學(xué)系統(tǒng)畸變，導(dǎo)致腹 腔鏡和立體內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)圖像畸變大，觀察的組織和手術(shù)器械變形大，容易造成誤診或 誤操作。一般要求光學(xué)系統(tǒng)視場角大于80°，相對畸變小于5%。
[0013] 對于圖6所示內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)來講，光闌前只有一片平凹透鏡，視場角小于70° 時可以很好校正各種像差；圖7所示內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)，光闌前只有兩片平凹透鏡，光學(xué)系統(tǒng) 視場角大于80°時也可以很好校正各種像差。
[0014] 圖7所示內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)的缺點是第二平凹透鏡第一個表面是平面，從像差校正 方面來講，少了一個變量，不能很好校正圖像畸變；另一方面，第一平凹透鏡和第二平凹透 鏡膠合時，由于虹吸現(xiàn)象的作用，紫外膠合膠會被吸到第一平凹透鏡的凹面通光口徑部分， 導(dǎo)致邊緣視場圖像質(zhì)量下降或無法成像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種小畸變大視場立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)，不使用非球面， 設(shè)計小畸變大視場內(nèi)窺鏡物鏡，第一負透鏡為平凹負透鏡，第二負透鏡為凸凹負透鏡，兩者 有機結(jié)合，通過優(yōu)化設(shè)計可以校正系統(tǒng)畸變，設(shè)計出大視場小畸變內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)，而且本 發(fā)明第一負透鏡和第二負透鏡分別與平行平板膠合，工藝性好，定位精度高，可以提高密封 工藝性，降低裝調(diào)成本，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0016] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0017] -種小畸變大視場立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)，包括直視內(nèi)窺鏡和斜視內(nèi)窺鏡，所述直 視內(nèi)窺鏡沿光線傳播方向依次為保護玻璃、第一負透鏡、第二負透鏡、平行平板、平凸透鏡、 后續(xù)膠合透鏡組；所述斜視內(nèi)窺鏡沿光線傳播方向依次為保護玻璃、第一負透鏡、第二負透 鏡、平行平板、轉(zhuǎn)向棱鏡、平凸透鏡、后續(xù)膠合透鏡組組成。
[0018] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一負透鏡為平凹透鏡，所述第二負透鏡 為凸凹透鏡。
[0019] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述直視內(nèi)窺鏡設(shè)有的保護玻璃、第一負透鏡、 第二負透鏡、平行平板、平凸透鏡五者膠合在一起；所述斜視內(nèi)窺鏡，設(shè)有的保護玻璃、第一 負透鏡、第二負透鏡、平行平板、轉(zhuǎn)向棱鏡、平凸透鏡六者膠合在一起。
[0020] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一負透鏡與平行平板用紫外光敏膠膠 合。
[0021] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第二負透鏡亦與平行平板用紫外光敏膠膠 合。
[0022] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述保護玻璃和第一負透鏡之間可以是空氣， 所述第一負透鏡可以采用凸凹透鏡。
[0023] 本發(fā)明所達到的有益效果是：一種小畸變大視場立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)，第一負透 鏡和第二負透鏡均與平行平板膠合，使光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計時對第一負透鏡的凹面半徑和第二負 透鏡的兩個球面半徑約束可以放寬，最大限度校正光學(xué)系統(tǒng)畸變，降低了裝配時的調(diào)整難 度，可以降低裝配成本，同時增加了物鏡密封時物鏡第一組與鏡管的接觸長度，提高了密封 的可靠性，而且本發(fā)明第一負透鏡和第二負透鏡分別與平行平板膠合，工藝性好，定位精度 尚，可以提尚密封工藝性，降低裝調(diào)成本。
【附圖說明】
[0024] 圖1~圖4為硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5~圖6為現(xiàn)有腹腔鏡或立體內(nèi)窺鏡物鏡結(jié)構(gòu)圖；