[發明專利]一種內窺鏡的核心光學系統

有效

• 申請號: 201410094291.5
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104905759B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 辜長明
• 申請（專利權）人: 青島奧美克醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B1/06
• 分類號: A61B1/06;A61B1/313
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種內窺鏡的核心光學系統，尤其涉及一種在可見光和近紅外光齊焦成像的內窺鏡核心光學系統，屬于微創醫療的技術領域。

背景技術

醫用內窺鏡作為微創手術的重要組成部分，得到了越來越廣泛的應用，由于微創手術技術的不斷進步，對內窺鏡也提出了更高的技術要求，比如，目前一種比較有前景的應用是在微創手術過程中加入近紅外熒光分析技術，這就要求內窺鏡系統必須具備寬光譜成像的能力，要求同時在可見光(400nm-700nm)和近紅外(700nm-900nm)成像，且保證可見光和近紅外的成像齊焦。目前，傳統的內窺鏡系統雖然可以在可見光和近紅外成像，但近紅外的成像位置與可見光的成像位置之間一般有0.3mm-0.5mm的離焦，導致在觀察紅外熒光圖像時需要重新調焦，由于手術過程中醫生會反復切換可見光圖像和近紅外的熒光圖像,每次重新調焦會嚴重影響醫生手術操作效率，因此，需要具備在可見光和近紅外齊焦成像的內窺鏡系統以滿足醫生手術過程的操作要求。

內窺成像系統主要由內窺鏡光學系統、攝像機適配器光學系統以及圖像傳感器構成，內窺鏡光學系統由內窺鏡核心光學系統和目鏡光學系統組成,?內窺鏡核心光學系統由物鏡組和轉向組組成，內窺鏡的成像質量主要由核心光學系統的成像質量決定，物鏡組將術野成像到物鏡組焦面上，轉向組由奇數組放大倍率為-1倍的HOPKINS棒鏡系統組成，轉向組的目的是將物鏡組所成的像1:1傳遞到轉向組最后的像面上，以保證內窺鏡具有足夠的工作長度。內窺鏡核心光學系統所成的術野的像，經過目鏡光學系統后成虛像，攝像機適配器光學系統將此虛像成像到圖像傳感器上，并通過電路和軟件處理將術野圖像實時送到監視器上，供醫生觀察。

要實現齊焦,要求整個內窺鏡成像系統的各組成部分對可見光和近紅外光都齊焦,具體的說,要求內窺鏡核心光學系統,目鏡光學系統以及攝像機適配器光學系統都齊焦。判斷是否齊焦，用離焦量來衡量。針對此應用，近紅外光和可見光的離焦量可以這樣定義：近紅外850nm波長的中心視場的成像位置相對于可見光550nm波長處的中心視場的成像位置的軸向距離即為850nm的離焦量。為簡化描述，后面所述的離焦量均指近紅外光850nm和可見光550nm之間的中心視場的離焦量。分析發現，當內窺鏡核心光學系統同時實現離焦量小于0.05mm，邊緣視場場曲小于0.1mm，目鏡光學系統和攝像機適配器光學系統的離焦量都小于0.02mm，邊緣視場場曲小于0.02時，整個內窺鏡系統可以實現齊焦成像。

實現目鏡光學系統和攝像機適配器光學系統離焦量小于0.02mm和邊緣視場場曲小于0.02mm相對比較容易，但內窺鏡核心光學系統要同時實現離焦量小于0.05mm，邊緣視場場曲小于0.1mm非常困難，目前尚未發現有報道達到此

要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在可見光（400nm-700nm）和近紅外光（700nm-900nm）齊焦成像的內窺鏡核心光學系統，采用的方法是：物鏡組具有正離焦和正場曲，轉向組具有負離焦和負場曲，同時，在物鏡組和轉向組之間加入場鏡組，場鏡組位于物鏡組的焦點附近，場鏡組與物鏡組組合后，具有與轉向組匹配的正離焦和正場曲，使內窺鏡核心光學系統的850nm離焦量小于0.05mm，邊緣視場場曲<0.1mm，系統成像良好。

現結合附圖詳細說明本發明的技術方案：