細徑廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統的制作方法
【專利摘要】超細徑超廣角電子醫用內窺鏡光學成像系統。包括六片共軸球面折射透鏡和一個光闌，從物方到像方依次排列：第一片透鏡為凹透鏡，面向物方鏡面凸向像方，面向像方鏡面均凸向物方；第二片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面為平面，面向像方鏡面凸向像方；第三片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面凸向物方，面向像方鏡面凸向像方；光闌；第四片透鏡為凹透鏡，面向物方鏡面和面向像方鏡面均凸向物方；第五片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面為平面，面向像方鏡面凸向像方；第六片透鏡為凸透鏡，面向物方鏡面凸向物方，面向像方鏡面凸向像方。本發明最大視場角為100°，空間分辨率為100lp/mm，最大外徑為2mm，與1/10英寸CCD相匹配，優于現有技術，操作時病人無痛苦。
【專利說明】細徑廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種醫用電子內窺鏡光學成像系統，特別是涉及與1/10英寸C⑶相 匹配的細徑廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統。

【背景技術】
[0002] 隨著微電子技術及其工藝的發展，電子內窺鏡中的作為圖像傳感器的光電轉換器 件CCD的像素可以高達幾十萬到幾百萬，可以獲得高分辨率的高清晰圖像。醫用電子內窺 鏡是當前應用非常廣泛的醫療儀器。通過內窺鏡醫生能直接觀察到人體內臟器官的組織形 態、體內病變情況，對疾病進行準確地診斷，還可以進行微創外科手術。醫用電子內窺鏡使 用壽命長，操作簡單，在診斷和治療疾病時，操作者和助手以及其他工作人員，都能在監視 器的直視下進行各種操作，使各方面的操作者都能配合默契。
[0003] 由于電子內窺鏡采用電纜傳送圖像數據，在鏡身插入體腔時，軟性的電纜使患者 遭受的痛苦較小。除了傳送圖像數據的電纜，電子內窺鏡的外徑尺寸決定了患者遭受痛苦 的程度。電子內窺鏡的核心是安裝在內窺鏡前端的光學成像系統和圖像傳感器CCD，電子 內窺鏡的硬質部外徑尺寸主要受光學成像系統和圖像傳感器CCD外徑的限制。要使醫用電 子內窺鏡實現超細徑、超廣角和高清晰度，需要小尺寸、大像素數的CCD圖像傳感器和小外 徑、超廣角、高分辨率的光學成像系統。目前CCD產品已有尺寸1/8英寸，1/10英寸，滿足高 分辨率超細徑電子內窺鏡的要求，同時電子內窺鏡光學成像系統也必須滿足超細徑、超廣 角、高分辨率的要求。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種細徑廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統，該光學成像系 統適用于1/10英寸(XD，以便獲得超細徑高清晰醫用電子內窺鏡，使患者在應用電子內窺 鏡進行診療過程中遭受更小的痛苦，同時其視場角達到100°的超廣角，有利于無盲區的診 療。
[0005] 采用的技術方案是： 細徑廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統，包括六片共軸球面折射透鏡和一個光闌，從 物方到像方依次排列： 第一片透鏡為凹透鏡，光焦度為負值，使得光線經過該片透鏡時發散，并且該透鏡面向 物方的面型凸向像方，面向像方的面型凸向物方。
[0006] 第二片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經過該片透鏡時會聚，并且該透鏡 面向物方的面型為平面，面向像方的面型凸向像方。
[0007] 第三片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經過該片透鏡時會聚，并且該透鏡 面向物方的面型凸向物方，面向像方的面型凸向像方。
[0008] 第四片透鏡為凹透鏡，光焦度為負值，使得光線經過該片透鏡時發散，并且該透鏡 面向物方和面向像方的面型均凸向物方。
[0009] 第五片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經過該片透鏡時會聚，并且該透鏡 面向物方的面型為平面，面向像方的面型凸向像方。
[0010] 第六片透鏡為凸透鏡，光焦度為正值，使得光線經過該片透鏡時會聚，并且該透鏡 面向物方的面型凸向物方，面向像方的面型凸向像方。
[0011] 在第三和第四片透鏡之間放置光闌。
[0012] 上述構成超細徑超廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統的六片共軸球面折射透鏡 和一個光闌共有十三個面，第一片透鏡面向物方的面為第一鏡面，第一片透鏡面向像方的 面為第二鏡面，第二片透鏡面向物方的面為第三鏡面，第二片透鏡面向像方的面為第四鏡 面，第三片透鏡面向物方的面為第五鏡面，第三片透鏡面向像方的面為第六鏡面，光闌為第 七鏡面，第四片透鏡面向物方的面為第八鏡面，第四片透鏡面向像方的面為第九鏡面，第五 片透鏡面向物方的面為第十鏡面，第五片透鏡面向像方的面為第十一鏡面，第六片透鏡面 向物方的面為第十二鏡面，第六片透鏡面向像方的面為第十三鏡面。
[0013] 十三個鏡面的曲率半徑、鏡面半徑、鏡面間距、透鏡玻璃材料結構參數如表1所 示，其中鏡面的曲率半徑的正負按照應用光學或光學系統設計軟件Zemax的規定確定的， 即面型凸向物方為正值，凸向像方為負值。
[00141 表 1

【權利要求】
1. 超細徑超廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統，其特征在于：包括六片共軸球面折射 透鏡和一個光闌，從物方到像方依次排列： 第一片透鏡Ll為凹透鏡，光焦度為負值，使光線經過第一片透鏡Ll時發散，并且第一 片透鏡Ll面向物方的第一鏡面（1)凸向像方，面向像方的第二鏡面（2)凸向物方； 第二片透鏡L2為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經過第二片透鏡L2時會聚，并且第二 片透鏡L2面向物方的第三鏡面（3)為平面，面向像方的第四鏡面（4)凸向像方； 第三片透鏡L3為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經過第三片透鏡L3時會聚，并且第三 片透鏡L3面向物方的第五鏡面（5)凸向物方，面向像方的第六鏡面（6)凸向像方；第七鏡 面為光闌（7); 第四片透鏡L4為凹透鏡，光焦度為負值，使光線經過第四片透鏡L4時發散，并且第四 片透鏡L4面向物方的第八鏡面（8)和面向像方的第九鏡面（9)均凸向物方； 第五片透鏡L5為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經過第五片透鏡L5時會聚，并且第五 片透鏡L5面向物方的第十鏡面（10)為平面，面向像方的第十一鏡面（11)凸向像方； 第六片透鏡L6為凸透鏡，光焦度為正值，使光線經過第六片透鏡L6時會聚，并且第六 片透鏡L6面向物方的第十二鏡面（12)凸向物方，面向像方第十三鏡面（13)凸向像方。
2. 根據權利要求1所述的超細徑超廣角醫用電子內窺鏡光學成像系統，其特征在于：上述六片共軸球面折射透鏡的十二個鏡面和一個光闌，其中鏡面的曲率半徑的正負按照應 用光學或光學系統設計軟件zemax的規定確定的，即面型凸向物方為正值，凸向像方為負 值。
【文檔編號】A61B1/05GK104305951SQ201410571822
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】全薇, 張雷, 崔秀玲, 張正正 申請人:沈陽理工大學