[發明專利]一種高反差高銳度的醫用微型近紅外血管顯影鏡頭

有效

• 申請號: 201410002419.0
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103698875A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 羅潔;蔣慶;賈祥志
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/14;G02B13/00;G02B7/02;A61B5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及醫療儀器中的薄光學透鏡組的技術領域，更具體地，涉及一種高反差高銳度的醫用微型近紅外血管顯影鏡頭。

背景技術

近年來，光學鏡頭的應用越來越多，而且其體積越來越小，同時，成像分辨率也越來越高。在移動產品應用中，微型鏡頭已經十分普及，以滿足不斷增加的使用需求。此項技術也有許多專利，尤其是在手機等移動產品中得到了廣泛的青睞。

但是大部分微型鏡頭都是在可見光譜范圍內進行成像的，而且僅僅是為了配合拍照使用。而應用于醫療檢測方面，特別是血管顯影方面的紅外鏡頭，為了得到準確的檢測數據，需要提供一定質量的反差和銳度。然而一般微型攝影鏡頭缺乏高反差和銳度。對成像反差和銳度的高要求又普遍導致體積偏大，透鏡增多，不利于儀器整體的集成設計。

同時，球面透鏡又無法在小體積的前提下帶來理想的大視場角，想要獲得大視場角，又得增加透鏡數量。因此一般采用非球面設計，不過非球面設計的透鏡在玻璃加工上難度頗大，采用塑料材料又需要考慮壓膜制造技術中特別注意的塑料的形變。因為在微型透鏡的加工下，其成型質量與形狀關系密切，而目前大部分的非球面透鏡，未能較好的解決這一問題。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種高反差高銳度的醫用微型近紅外血管顯影鏡頭，最大限度地提高了鏡頭的反差和銳度，并且限制了邊角參數，使加工成型的穩定性大大增加。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高反差高銳度的醫用微型近紅外血管顯影鏡頭，其中，包括四片光學透鏡、一個光闌、一片紅外濾鏡，所述的四片光學透鏡分為三組，第一組包括兩個透鏡，由一個正透鏡和一個負透鏡組成，分別位于第一片和第二片，正透鏡的面型為前凸后凸，負透鏡的面型為前凸后凹，正透鏡與負透鏡之間設有光闌；

第二組為一個位于第三片的前凹后凸正透鏡；

第三組為一個負透鏡，位于第四片，其第一面是凸面，第二面是凹面；全部四個透鏡都為非球面型，紅外濾鏡設于第三組負透鏡的一側。

本方案中，全部四個透鏡都設計為非球面型，使鏡片更薄、更輕、更平，更可以修正視野狹小、成像不清晰等現象。同時，光闌位于第一片和第二片透鏡之間，可以有效達到鏡頭體積和視場的平衡。

第一組的正負透鏡組合，有效地減少了球差，并且減少鏡頭總長度，同時光闌位于透鏡之間，很好地控制了畸變，有效地提高了成像質量。

進一步的，所述的第三片前凹后凸正透鏡為彎月型，曲率滿足公式：0.35<C31/C32<0.45；C31為第三片正透鏡第一面的曲率，C32為第三片正透鏡第二面的曲率。通過上述設置，以此來保證在非球面的設計下，有效地降低了產生的場曲和慧差。

進一步的，所述的第四片前凸后凹負透鏡為彎月型，曲率滿足公式：0.15<C41/C42<0.2；C41為第四片負透鏡第一面的曲率，C42為第四片負透鏡第二面的曲率。通過上述設置，以此來保證在非球面的設計下，像散和畸變具有不同程度的抵消。

以上關系可以提高鏡頭的性能，如像散，場曲，畸變等。

為了便于加工制作，并且不易產生形變，保證成型質量，透鏡的中心厚度與邊緣厚度滿足下式：

D3/d3<2:1；

D4/d4<1.2:1；

其中，D3為第三片正透鏡的中心厚度，d3為第三片正透鏡的邊緣厚度。D4為第四片負透鏡的中心厚度，d4為第四片負透鏡的邊緣厚度。

本發明還包括紅外濾鏡，其位于第四片負透鏡之后。

在本發明的三組四片透鏡中，所有表面都滿足下列等式：?

其中，c為非球面頂點的斜率，k與二次曲面的離心率有關，、、等為系數的各項表示非球面相對于基準二次曲面的變形。

與現有技術相比，有益效果是：本發明在滿足微小化的前提下，可最大限度地提高了鏡頭的反差和銳度，并且限制了邊角參數，使加工成型的穩定性大大增加。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的場曲和畸變圖；

圖3為本發明的垂軸色差圖；

圖4為本發明的縱向像差圖；

圖5為本發明的FFT?MTF圖（0-5lp/mm）；

圖6為本發明的FFT?MTF圖（0-60lp/mm）；

圖7為本發明的FFT?MTF圖（0-100lp/mm）。

具體實施方式