[發明專利]變焦光學系統、內窺鏡物鏡系統及電子內窺鏡

在審

• 申請號: 201310144429.3
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104122659A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 張梅;耿征
• 申請（專利權）人: 張梅;耿征
• 主分類號: G02B15/14
• 分類號: G02B15/14;G02B23/24
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，特別是涉及一種變焦光學系統、內窺鏡物鏡系統及電子內窺鏡。

背景技術

內窺鏡成像技術經歷了百年發展，應用領域廣泛，而今電子內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用。

隨著對被測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的迫切需求。例如，工業管道口徑尺寸存在大范圍變化，以及需要細節放大觀察被攝物時，或者醫學診療中對病變體部位進行放大觀察時，均需內窺鏡具有變焦功能，而無需更換不同物鏡系統。

發明內容

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

本發明提供一種具有大孔徑、寬視場、可放大觀察、可變焦等優點的變焦光學系統、內窺鏡物鏡系統及電子內窺鏡。

一方面，本發明提供了一種變焦光學系統，沿所述變焦光學系統的光軸且自物側起依次包括：

固定透鏡組，具有負的光焦度；

變焦透鏡組，具有正的光焦度，用于通過其沿所述光軸的移動來改變所述變焦光學系統的焦距；

補償透鏡組，具有正的光焦度，用于通過其沿所述光軸的移動來校正因改變焦距所產生的像差。

另一方面，本發明還提供了一種內窺鏡物鏡系統，包括上述變焦光學系統。

又一方面，本發明還提供了一種電子內窺鏡，所述電子內窺鏡的一端設有上述內窺鏡物鏡系統。

本發明提供的技術方案中，變焦光學系統采用反攝遠光學成像系統，使離物側最遠的補償透鏡組對應的視場角減小，有益像差校正，在變焦光學系統的廣角端可獲得較大視場，同時達到大孔徑的目的；此外，沿光軸移動變焦透鏡組可改變變焦光學系統的焦距，使得變焦光學系統具有較高倍率的調焦功能，可實現對物側的放大觀察，成像質量較好，可滿足醫學診療、工業管道檢查等應用需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1A-圖1C分別為本發明實施例二提供的變焦光學系統在其工作距離為無窮遠的情況下的廣角端、介于廣角端和遠攝端之間的中間狀態、遠攝端的光學元件布置示意圖；

圖2A-圖2C分別為本實施例二在變焦光學系統的廣角端，分別測得的縱向球差像差、像散場曲率和畸變像差；

圖3A-圖3C分別為本實施例二在變焦光學系統的遠攝端，分別測得的縱向球差像差、像散場曲率和畸變像差；

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

圖5A-圖5C分別為本實施例三在變焦光學系統的廣角端，分別測得的縱向球差像差、像散場曲率和畸變像差；

圖6A-圖6C分別為本實施例三在變焦光學系統的遠攝端，分別測得的縱向球差像差、像散場曲率和畸變像差。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

本發明實施例一提供了一種變焦光學系統，該變焦光學系統沿其光軸且自物側起依次包括：固定透鏡組、變焦透鏡組和補償透鏡組。

固定透鏡組具有負的光焦度。離物側最近的固定透鏡組采用負的光焦度可有效提高廣角端視場角范圍，且有效控制整個系統的最大口徑，從而有助物鏡小型化的實現。