[發明專利]一種內窺鏡光學系統

有效

• 申請號: 202011618914.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112731638B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李強
• 申請（專利權）人: 上海澳華內鏡股份有限公司
• 主分類號: G02B15/14
• 分類號: G02B15/14;A61B1/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本發明公開了一種內窺鏡光學系統,包括第一透鏡組,第二透鏡組和第三透鏡組組成并從物體側依次排列，通過在光軸上移動第二透鏡組進行光學系統變焦；其中，第三透鏡組包括至少一個正膠合透鏡，負膠合透鏡，正透鏡和負透鏡并依次排列；第二透鏡組是由正膠合透鏡，負膠合透鏡組成；第一透鏡組是由平凹透鏡和凸面透鏡組成；平凹透鏡凹面朝向像面的進行設置；凸面透鏡朝向物面進行設置。本方案為一種像差被良好校正的緊湊型內窺鏡光學系統，能夠匹配具有大CRA要求的高像素CMOS圖像傳感器，具有光學放大功能，且具有超清觀察效果。

技術領域

本發明涉及內窺鏡技術領域，具體涉及一種具有變焦功能的內窺鏡光學系統。

背景技術

在現代醫療檢查時，使用內窺鏡能夠在人體內進行病變檢查，而為了直接在人體內完成病變的診斷，可以使用具有放大觀察功能的內窺鏡。具有放大觀察功能的內窺鏡含有變焦物鏡，該物鏡在常規觀察狀態下具有大視場角特點，適用于整體觀察；而在近距離狀態下，通過內部鏡片位置的切換后實現光學變焦，具有小視場角的特點，適用于局部觀察，例如一下專利均實現了內窺鏡物鏡放大觀察功能。

日本專利JP5580953B1(以下記為“專利文獻1”)公開了一種由正-負-正三組透鏡構成的變倍物結構，通過第二透鏡組沿光軸移動實現變倍和對焦。日本專利JP5567114B2(以下記為“專利文獻2”)公開了一種由負-正-負四組透鏡構成的變倍物鏡結構，通過第二透鏡組組合第三透鏡組沿光軸移動實現變倍和對焦。日本專利JP6674450B2(以下記為“專利文獻3”)公開了一種由三組透鏡構成的倍率物鏡結構，第一透鏡組為正透鏡組，第二透鏡組為負透鏡組，第三透鏡組至少具有凹面朝向物體側的凸凹透鏡及正透鏡組組成，通過使至少第二透鏡組相對固定透鏡組即第一透鏡組沿光軸方向移動，實現光學像變倍。

近年來，隨著CMOS圖像傳感器技術的發展，其相對CCD圖像傳感器，具有低成本，低功耗的特點，并且還在圖像解析度和幀數上具有優勢，所以在內窺鏡光學系統中，也逐步采用CMOS來取代CCD。對于高像素的CMOS圖像傳感器，CMOS圖像傳感器，為了更好接收緊湊型物鏡的邊緣光線，自身通過修正CMOS表面上的微透鏡陣列，使越遠離CMOS圖像傳感器中心的像素匹配越大于入射角度光線(從物鏡入射到CMOS表面)，從而具有特定的CRA(主光線入射角)要求，所以實際應用時，需要物鏡的像面CRA與之匹配，不然會導致邊緣畫面出現暗區或者色偏。

上述專利文獻1和專利文獻2所記載的內窺鏡物鏡，通過采用較長的物鏡結構，保證邊緣視場光線在所有鏡組上的光線高度都較小，從而使在整個物鏡在變倍過程中各鏡組都具有較小的軸外像差且能被移動鏡組校正，但是該種結構并不適用于高像素的大尺寸圖像傳感器，會導致整個內窺鏡巨型化；另外，雖然專利文獻3能夠實現緊湊化設計，但是同專利文獻1和專利文獻2一樣，其邊緣視場在像面上的主光線入射角偏小并且隨著物鏡變倍而變化，所以并不能匹配具有大CRA要求的CMOS圖像傳感器。

由此可見，現急需提供一種適用性強的內窺鏡光學系統為本領域需解決的問題。

發明內容

針對于現有內窺鏡光學系統存在適用性低的技術問題，本發明的目的在于提供一種具有變焦功能的內窺鏡光學系統，很好地解決了上述的技術問題。

為了達到上述目的，本發明提供的內窺鏡光學系統,包括第一透鏡組,第二透鏡組和第三透鏡組組成；所述第一透鏡組,第二透鏡組和第三透鏡組從物體側依次排列，通過在光軸上移動第二透鏡組進行光學系統變焦。

所述第三透鏡組包括至少一個正膠合透鏡，負膠合透鏡，正透鏡和負透鏡；所述正膠合透鏡，負膠合透鏡，正透鏡和負透鏡從第二透鏡組側依次排列；所述正膠合透鏡與負膠合透鏡相互配合可以進行球差和色差校正；所述正透鏡與負透鏡配合可以進行慧差、像散、倍率色差和場曲校正；

所述內窺鏡光學系統滿足如下條件式：

W1＞60°

W2＜55°