[實用新型]雙波段光纖傳輸內窺鏡鏡頭光學系統

有效

• 申請號: 201320207189.2
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN203217156U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 彭紅攀;岳葉;朱文華;楊雙收;吳迪;王琦
• 申請（專利權）人: 北京首量科技有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/00;G02B27/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 朱永飛

技術領域

本實用新型涉及雙波段光纖傳輸內窺鏡鏡頭光學系統，能夠應用于工業、安防、醫療等行業，用于對物體內部精細結構觀察。

背景技術

目前的窺鏡鏡頭主要問題：（1）相對孔徑小，集光能力弱，無法在較暗環境中獲得清晰圖像；（2）僅能用于可見波段，無法實現近紅外波段觀察；（3）體積較大，在空間受限條件下難以應用。窺鏡鏡頭存在的上述問題不能滿足在工業、安防、醫療等行業對物體內部精細結構進行觀察的需求。為了滿足上述需求，需要提供一種體積小巧的大數值孔徑，集光能力強的窺鏡鏡頭，以使其可在較暗環境中獲得清晰圖像，并且該鏡頭通光波段最好為可見光、近紅外雙波段，滿足夜間條件下的使用需求。

實用新型內容

本實用新型的目的為提供一種滿足上述需求的雙波段光纖傳輸內窺鏡鏡頭光學系統。

本實用新型提供的雙波段光纖傳輸內窺鏡鏡頭光學系統，排列有四組五片光學鏡片，依次為：

第一組，為一片負彎月形透鏡，凹面在左側；

第二組，為一片雙凸透鏡，曲率絕對值小的在左側；

第三組，為由凸透鏡和凹透鏡膠合的雙膠合透鏡組，凸透鏡的曲率絕對值小的在左側，凹透鏡的曲率絕對值小的在左側；

第四組，為一片平凸透鏡，凸面在左側。

優選地，所述五片光學鏡片的光焦度絕對值比依次為24.28：3.40：1.97：1：3.68，窺鏡系統焦距為2.68mm。

優選地，所述五片光學鏡片的焦距依次為-28.53mm、3.99mm、2.32mm、-1.17mm、4.32mm。

優選地，所述五片光學鏡片的材料依次為N-LASF40、ZLAF1、LAK5、ZF7、ZLAF2。

優選地，五片光學鏡片均在兩面鍍480nm～900nm寬帶增透膜。

優選地，所述四組光學鏡片的中心距分別為0.03mm、0.03mm、0.026mm，所述四組光學鏡片的同軸中心偏差都為±0.05mm。

優選地，所述雙波段光纖傳輸內窺鏡鏡頭光學系統設置有光闌，所述光闌到所述負彎月形透鏡的中心距離為0.09mm。

所述雙波段光傳輸窺鏡鏡頭光學系統基于光學成像理論，通過光學鏡面面形優化，并選取適當材料，減小了鏡頭光學系統對可見光波段與近紅外波段的成像色差，使其在兩個波段范圍內均有良好的成像質量。同時，設計中盡可能的控制了其它像差，使該鏡頭在全視場為2ω=55°的范圍內，彌散圓直徑小于2.5μm，接近衍射極限。

該系統相對孔徑達到1/2.68，具有較強的集光能力，可使該鏡頭在較暗環境中獲得清晰圖像。

附圖說明

圖1雙波段光傳輸窺鏡鏡頭光學系統組成，

圖2成像光線追跡圖。

1：負彎月形透鏡，2：雙凸透鏡，3-1：凸透鏡，3-2：凹透鏡，4：平凸透鏡。

具體實施方式

本實用新型的雙波段光傳輸窺鏡鏡頭光學系統的一個實施例的基本結構如圖1所示，該光學系統包含四組五片光學鏡片，依次為：

第一組，為一片負彎月形透鏡1，凹面在左側，焦距為-28.53mm，材料為N-LASF40；

第二組，為一片雙凸透鏡2，曲率絕對值小的在左側，焦距為3.99mm，材料為ZLAF1；

第三組，為由凸透鏡3-1和凹透鏡3-2膠合的雙膠合透鏡組，該膠合組起消色差作用，凸透鏡3-1的曲率絕對值小的在左側，焦距為2.32mm，材料為LAK5，凹透鏡3-2的曲率絕對值小的在左側，焦距為-1.17mm，材料為ZF7；該膠合透鏡組的焦距為-5.68mm；

第四組，為一片平凸透鏡4，凸面在左側，焦距為4.32mm，材料為ZLAF2。

四組鏡片的中心距分別為0.03mm、0.03mm、0.026mm，其中光闌到第一片的中心距離為0.09mm。四組光學元件的同軸中心偏差都為±0.05mm。

五片光學鏡片兩面均對480nm～900nm鍍寬帶增透膜，單面透過率>98.5%。

4組鏡片光焦度絕對值比依次為24.28:3.40:1.97:1:3.68。入射光經該光學系統成像于鏡組4的右端面，該端面可直接粘接光纖將圖像傳輸入光纖中。該內窺鏡光學系統的參數為：最大視場55°，通光波段為480nm～900nm，涵蓋了可見光及近紅外波段；窺鏡全視場像高最大直徑為2.64mm；系統焦距2.68mm；相對孔徑：D/f′=1/2.68；全視場角：2w=55°；其光學后截距L′=0mm；鏡頭光學系統總長L=7.54mm；鏡頭最大鏡片口徑￠=2.64mm。