[發(fā)明專利]變焦光學(xué)系統(tǒng)、內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)及電子內(nèi)窺鏡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310144429.3
• 申請(qǐng)日: 2013-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN104122659A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張梅;耿征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張梅;耿征
• 主分類號(hào): G02B15/14
• 分類號(hào): G02B15/14;G02B23/24
• 代理公司: 北京市惠誠(chéng)律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變焦光學(xué)系統(tǒng)、內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)及電子內(nèi)窺鏡。

背景技術(shù)

內(nèi)窺鏡成像技術(shù)經(jīng)歷了百年發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，而今電子內(nèi)窺鏡以清晰逼真的圖像和小型化的微電子電路獲得更廣泛的應(yīng)用。

隨著對(duì)被測(cè)物體表面狀況觀察要求的提高，目前存在著具有可放大觀察物體且可變焦物鏡成像系統(tǒng)的迫切需求。例如，工業(yè)管道口徑尺寸存在大范圍變化，以及需要細(xì)節(jié)放大觀察被攝物時(shí)，或者醫(yī)學(xué)診療中對(duì)病變體部位進(jìn)行放大觀察時(shí)，均需內(nèi)窺鏡具有變焦功能，而無(wú)需更換不同物鏡系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。

本發(fā)明提供一種具有大孔徑、寬視場(chǎng)、可放大觀察、可變焦等優(yōu)點(diǎn)的變焦光學(xué)系統(tǒng)、內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)及電子內(nèi)窺鏡。

一方面，本發(fā)明提供了一種變焦光學(xué)系統(tǒng)，沿所述變焦光學(xué)系統(tǒng)的光軸且自物側(cè)起依次包括：

固定透鏡組，具有負(fù)的光焦度；

變焦透鏡組，具有正的光焦度，用于通過(guò)其沿所述光軸的移動(dòng)來(lái)改變所述變焦光學(xué)系統(tǒng)的焦距；

補(bǔ)償透鏡組，具有正的光焦度，用于通過(guò)其沿所述光軸的移動(dòng)來(lái)校正因改變焦距所產(chǎn)生的像差。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)，包括上述變焦光學(xué)系統(tǒng)。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種電子內(nèi)窺鏡，所述電子內(nèi)窺鏡的一端設(shè)有上述內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，變焦光學(xué)系統(tǒng)采用反攝遠(yuǎn)光學(xué)成像系統(tǒng)，使離物側(cè)最遠(yuǎn)的補(bǔ)償透鏡組對(duì)應(yīng)的視場(chǎng)角減小，有益像差校正，在變焦光學(xué)系統(tǒng)的廣角端可獲得較大視場(chǎng)，同時(shí)達(dá)到大孔徑的目的；此外，沿光軸移動(dòng)變焦透鏡組可改變變焦光學(xué)系統(tǒng)的焦距，使得變焦光學(xué)系統(tǒng)具有較高倍率的調(diào)焦功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物側(cè)的放大觀察，成像質(zhì)量較好，可滿足醫(yī)學(xué)診療、工業(yè)管道檢查等應(yīng)用需求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1A-圖1C分別為本發(fā)明實(shí)施例二提供的變焦光學(xué)系統(tǒng)在其工作距離為無(wú)窮遠(yuǎn)的情況下的廣角端、介于廣角端和遠(yuǎn)攝端之間的中間狀態(tài)、遠(yuǎn)攝端的光學(xué)元件布置示意圖；

圖2A-圖2C分別為本實(shí)施例二在變焦光學(xué)系統(tǒng)的廣角端，分別測(cè)得的縱向球差像差、像散場(chǎng)曲率和畸變像差；

圖3A-圖3C分別為本實(shí)施例二在變焦光學(xué)系統(tǒng)的遠(yuǎn)攝端，分別測(cè)得的縱向球差像差、像散場(chǎng)曲率和畸變像差；

圖4A-圖4C分別為本發(fā)明實(shí)施例三提供的變焦光學(xué)系統(tǒng)在其工作距離為有限距離（如30mm）的情況下的廣角端、介于廣角端和遠(yuǎn)攝端之間的中間狀態(tài)、遠(yuǎn)攝端的光學(xué)元件布置示意圖；

圖5A-圖5C分別為本實(shí)施例三在變焦光學(xué)系統(tǒng)的廣角端，分別測(cè)得的縱向球差像差、像散場(chǎng)曲率和畸變像差；

圖6A-圖6C分別為本實(shí)施例三在變焦光學(xué)系統(tǒng)的遠(yuǎn)攝端，分別測(cè)得的縱向球差像差、像散場(chǎng)曲率和畸變像差。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種變焦光學(xué)系統(tǒng)，該變焦光學(xué)系統(tǒng)沿其光軸且自物側(cè)起依次包括：固定透鏡組、變焦透鏡組和補(bǔ)償透鏡組。

固定透鏡組具有負(fù)的光焦度。離物側(cè)最近的固定透鏡組采用負(fù)的光焦度可有效提高廣角端視場(chǎng)角范圍，且有效控制整個(gè)系統(tǒng)的最大口徑，從而有助物鏡小型化的實(shí)現(xiàn)。