[發明專利]用于內窺鏡的轉像組和內窺鏡

有效

• 申請號: 201280065817.6
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN104040408A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: P·紹溫克;M·賴澤爾
• 申請（專利權）人: 奧林匹斯冬季和IBE有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B23/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

說明

本發明涉及用于內窺鏡的轉像組，所述內窺鏡具有多個相同類型的轉像組，所述轉像組包括以其平端面彼此面對的兩個平凸型棒透鏡和布置在這些棒透鏡之間尤其是在所述轉像組的中央孔徑平面內的消色差透鏡，其中所述消色差透鏡呈具有不同的折射率和阿貝數的至少兩個透鏡的布置的形式并且與所述棒透鏡間隔地定位。本發明也涉及相應的內窺鏡。

本發明所實現的相應內窺鏡涉及包括剛性內窺鏡，該內窺鏡在其遠末端具有帶物鏡的開口，在開口的，來自工作區的光可穿過所述物鏡而進入內窺鏡。內窺鏡通常也具有靠近棒透鏡系統的光導體或光纖，來自內窺鏡的近端上的光源的光利用所述光導件或光纖被引向遠端以照亮工作區。因為轉像組和光纖共享內窺鏡中的現有空間，因此須在轉像組的透鏡直徑和對光導體可獲得的橫截面之間找到折中以獲得最大圖像亮度。

具有若干棒透鏡轉像組的棒透鏡系統將所感知的圖像傳輸至內窺鏡的近端，在這里由操作者通過目鏡或借助圖像傳感器來接收該所感知的圖像。因為相應的圖像在轉像組之間的像平面內是顛倒的或者分別旋轉180°，因此，通常使用奇數個轉像組。使用棒透鏡來引導盡量多的光至內窺鏡的目鏡。

具有例如3個、5個或7個轉像組(所述轉像組繼而分別由幾個棒透鏡和位于這些棒透鏡之間的附加透鏡構成)的剛性內窺鏡因而具有帶有氣隙或真空間隙的大量界面或者與之相連的具有不同光學性能的透鏡。由此可以進行圖像誤差(所謂的像差)修正。這包括球面像差、彗差、像散、像場曲、失真和顏色誤差(所謂的色差)。

出現色差是因為光學玻璃的色散，即不同波長的光被偏轉不同程度。玻璃的折射率不是常數，而是基于波長的函數。簡單地說，色散表示光學材料的折射率的走向的斜度。

軸向色差和側向色差源自不同波長的光的不同光折射程度。軸向色差表示這樣的效果，即：在聚焦系統中，相應焦點和透鏡系統之間的距離取決于波長。側向色差表示物體在像平面內的放大的波長相關性。色差可通過使用具有不同材料的透鏡來部分地補償或減輕。因此，對于兩個波長的軸向色差可以利用消色差透鏡來修正。在復消色差光學系統情況下，軸向色差針對三個波長被修正。但是，未被正確修正的波長的色差由此也被減小。

在大多數情況下，本專利申請的申請人的內窺鏡中所用的轉像組具有兩個以其平端面彼此面對的平凸型棒透鏡。消色差透鏡(即由幾個透鏡構成的光學子組件，利用該消色差透鏡至少部分地補償色差)布置在棒透鏡之間的間隙中。消色差透鏡通常由兩個或三個具有不同光學性能、尤其是不同的折射率和不同的阿貝數的透鏡構成。阿貝數V由下式確定：

V=ne-1nF′-nC′---(1)]]>

在本申請范圍內，基于波長的材料折射率n是材料色散的尺度，在這里，低阿貝數代表高色散，高阿貝數代表低色散。公式(1)所述的標記e、F'和C'代表弗瑯荷費線(光源汞，波長546.074nm)、F'(鎘，79.9914nm)和C'(鎘，643.8469nm)。

在高品質光學系統例如用于反光(SLR)照相機的物鏡中，由具有很低色散的玻璃制造的透鏡被用于修正色差。在不同的境況下，這些玻璃依據其阿貝數和上下關系也被稱為“極低色散玻璃”(SLD玻璃)、特低色散玻璃(ELD玻璃)、超低色散玻璃(ED玻璃)或者極低色散玻璃(UL玻璃)。

在本發明的情況下，這些玻璃被統稱為ED玻璃。要在本發明的范圍內使用的ED玻璃具有75以上的阿貝數。氟化物玻璃例如具有約為77或80或更大的阿貝數。該極限未被明確地限定；不同的制造商提供具有不同的阿貝數的不同的ED玻璃，阿貝數例如在77至95之間。同時，這樣的ED玻璃具有與光學玻璃相比相對低的為約1.4至1.6的折射率。