[發明專利]一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統

在審

• 申請號: 202011081956.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112099212A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 辜長明
• 申請（專利權）人: 淄博海泰新光光學技術有限公司
• 主分類號: G02B15/14
• 分類號: G02B15/14;G02B23/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本公開涉及一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統，屬于微創醫療的技術領域，利用變焦系統的設計思想，減小調焦移動量，在保證整個調焦范圍的成像質量趨近衍射極限的同時，還能使內窺鏡適配器光學系統的組合焦距基本不變，具有調焦更準確，且可實現可見到近紅外寬波段成像等優點，適宜應用于超高清內窺鏡適配器光學系統中，縮短調焦移動量，達到精確調焦的目的。

技術領域

本公開涉及一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統，屬于微創醫療的技術領域。

背景技術

內窺鏡適配器連接內窺鏡和攝像部分，其作用是將內窺鏡目鏡的虛像成像到攝像芯片上，通過攝像系統將圖像顯示到屏幕上，由于內窺鏡目鏡所成的虛像距離一般在-100mm到無窮遠之間，因此要求內窺鏡適配器的調焦范圍也須滿足100mm到無窮遠的范圍之間。

內窺鏡適配器的調焦方式主要采用整組調焦的方式，即通過調焦環帶動鏡頭組一起前后移動達到調焦的目的。這種調焦方式的主要缺點是適配器光學鏡頭不能在這樣大的調焦范圍內都具有好的成像質量。另外，隨著攝像系統逐步向4K超高清方向發展，像素數量越來越多，對應圖像傳感器的有效成像尺寸也越來越大，因此要求適配器光學鏡頭的焦距也越大，導致鏡頭在100mm到無窮遠范圍內成像調焦需要移動的距離也越大，如焦距20mm的適配器調焦距離不到4mm，而焦距30mm的適配器調焦范圍需要大于6mm，即調焦環旋轉在近360°的范圍內需移動至少6mm，降低了調焦精度，導致醫生在手術過程中經常不能調焦到最清晰的圖像位置，影響醫生的手術。

因此采用新的調焦方式克服以上問題就顯得很急迫，本公開的一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統，就是針對此問題的有效解決方案。

發明內容

本公開提供一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統，利用變焦系統的設計思想，減小調焦移動量，提高了調焦的準確度。在保證整個調焦范圍的成像質量趨近衍射極限的同時，還能使內窺鏡適配器光學系統的組合焦距基本不變。

現結合附圖詳細說明本公開的技術方案：

一種內調焦的內窺鏡適配器光學系統，焦距f的值的范圍在20mm至40mm之間,含孔徑光闌1，前固定組2，調焦組3，后固定組4，成像面5，孔徑光闌1是適配器光學系統的入瞳，入瞳直徑大于3mm，與內窺鏡光學系統的出瞳位置重合，前固定組2是雙凸正透鏡和雙凹負透鏡膠合而成的彎月形負透鏡，調焦組3是兩個雙凸正透鏡和一個雙凹負透鏡膠合而成的三膠合正透鏡，雙凹負透鏡位于兩個雙凸正透鏡之間，后固定組4含負透鏡41和雙膠合透鏡42，負透鏡41是雙凹透鏡，雙膠合透鏡42是雙凸正透鏡和彎月負透鏡膠合而成的雙凸正透鏡，負透鏡41在前，雙膠合透鏡42在后，負透鏡41和雙膠合透鏡42之間有固定的空氣間隙，成像面5是適配器光學系統的聚焦面，也即圖像傳感器的靶面，孔徑光闌1，前固定組2，調焦組3，后固定組4，成像面5依次共軸排列，其特征在于，孔徑光闌1，前固定組2，后固定組4，成像面5位置固定，調焦組3在前固定組2和后固定組4之間位置可變，不同的位置對應不同物距下的聚焦位置，當物距從無窮遠向100mm變化時，調焦組3沿光軸向前固定組2的方向移動，移動的距離L小于3mm。

本公開的技術方案的進一步技術特征在于，所述的內調焦的內窺鏡適配器光學系統的成像波段范圍涵蓋可見光和近紅外，在400nm-900nm之間。

本公開的技術方案的進一步技術特征在于，所述的內調焦的內窺鏡適配器光學系統在調焦過程中成像質量保持一致，針對內窺鏡最大出射視場角±7.5°的傳遞函數（MTF）的值在100對線/mm時大于30%。

本公開的技術方案的進一步技術特征在于，所述的內調焦的內窺鏡適配器光學系統在調焦過程中焦距基本保持不變，變化量≤1%。

本公開的優點在于：

1、利用內調焦的方式實現不同物距下的調焦，縮短了調焦組的移動距離，使調焦更準確。