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一种 内窥镜成像镜头

阅读：905发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种内窥镜成像镜头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种内窥镜成像镜头，包括沿光轴由其物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片及具有负光焦度的第五镜片；所述成像镜头满足如下条件式：TTL/L5＞1.15；R5/F3＞R1/F1＞0；R6/F3＜R2/F1＜0；|R3/F2|＜|R7/F4|；|R4/F2|＜|R8/F4|。本发明通过上述条件式限定成像镜头，使得低长度、小直径的成像镜头也能够具有较高的成像品质，其有利于提高腔体内手术成功的几率。，下面是一种内窥镜成像镜头专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种内窥镜成像镜头，其特征在于，包括沿光轴由其物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片及具有负光焦度的第五镜片；所述成像镜头满足如下条件式：
TTL/L5＞1.15；R5/F3＞R1/F1＞0；R6/F3＜R2/F1＜0；|R3/F2|＜|R7/F4|；|R4/F2|＜|R8/F4|；
其中，TTL为成像镜头的总长度，L5为第五镜片的直径，R1为第一镜片的物侧面的曲率半径，R2为第一镜片的像侧面的曲率半径，R3为第二镜片的物侧面的曲率半径，R4为第二镜片的像侧面的曲率半径，R5为第三镜片的物侧面的曲率半径，R6为第三镜片的像侧面的曲率半径，R7为第四镜片的物侧面的曲率半径，R8为第四镜片的像侧面的曲率半径，F1为第一镜片的焦距，F2为第二镜片的焦距，F3为第三镜片的焦距，F4为第四镜片的焦距；其中，第五镜片的直径指的是第五镜片上侧边缘至其下侧边缘的长度。
2.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足如下条件式：
D12＜DS3；D23/DS6＜2.57；
其中，D12为沿光轴由第一镜片的像侧面至第二镜片的物侧面之间的距离，DS3为第二镜片的物侧面的曲面的轴心处与第二镜片的物侧面外缘所在平面之间的距离，D23为沿光轴由第二镜片的像侧面至第三镜片的物侧面之间的距离，DS6为第三镜片的像侧面的曲面的轴心处与第三镜片的像侧面外缘所在平面之间的距离。
3.根据权利要求2所述的内窥镜成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足如下条件式：
D34/DS7＜1.89；
其中，D34为沿光轴由第三镜片的像侧面至第四镜片的物侧面之间的距离，DS7为第四镜片的物侧面的曲面的轴心处与第四镜片的物侧面外缘所在平面之间的距离。
4.根据权利要求3所述的内窥镜成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足如下条件式：
0.27＜D45/DS9＜0.33；
其中，D45为沿光轴由第四镜片的像侧面至第五镜片的物侧面之间的距离，DS9为第五镜片的物侧面的曲面的轴心处与第五镜片的物侧面外缘所在平面之间的距离。
5.根据权利要求4所述的内窥镜成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足如下条件式：
0.37＜D2/LS4＜0.45；
其中，D2为沿光轴由第四镜片的物侧面至其像侧面之间的距离，LS4为第二镜片的像侧面的曲面的中轴线与第二镜片的像侧面外缘之间的距离。
6.根据权利要求1所述的内窥镜成像镜头，其特征在于，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片及第五镜片均为非球面镜片。

说明书全文

一种内窥镜成像镜头

技术领域

[0001] 本发明涉及成像技术，尤其是涉及一种内窥镜成像镜头。

背景技术

[0002] 内窥镜主要用于人体内病变的观察及为体内手术提供视野，随着医疗创口的日益小型化，其对内窥镜镜头的小型化要求也日益苛刻，其需要低长度、小直径的成像镜头，进而最小化内窥镜镜头的体积。目前，现有低长度、小直径的内窥镜镜头的成像品质较低，无法满足手术中对其成像清晰度的要求。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种低长度、小直径且具有高成像品质的内窥镜成像镜头。

[0004] 为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种内窥镜成像镜头，包括沿光轴由其物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片及具有负光焦度的第五镜片；所述成像镜头满足如下条件式：

[0005] TTL/L5＞1.15；R5/F3＞R1/F1＞0；R6/F3＜R2/F1＜0；|R3/F2|＜|R7/F4|；|R4/F2|＜|R8/F4|；

[0006] 其中，TTL为成像镜头的总长度，L5为第五镜片的直径，R1为第一镜片的物侧面的曲率半径，R2为第一镜片的像侧面的曲率半径，R3为第二镜片的物侧面的曲率半径，R4为第二镜片的像侧面的曲率半径，R5为第三镜片的物侧面的曲率半径，R6为第三镜片的像侧面的曲率半径，R7为第四镜片的物侧面的曲率半径，R8为第四镜片的像侧面的曲率半径，F1为第一镜片的焦距，F2为第二镜片的焦距，F3为第三镜片的焦距，F4为第四镜片的焦距。

[0007] 与现有技术相比，本发明通过上述条件式限定成像镜头，使得低长度、小直径的成像镜头也能够具有较高的成像品质，其有利于提高腔体内手术成功的几率。附图说明

[0008] 图1是本发明的内窥镜成像镜头的光学结构示意图；

[0009] 图2是本发明的内窥镜成像镜头的较佳实施例的球差特性曲线图；

[0010] 图3是本发明的内窥镜成像镜头的较佳实施例的场曲特性曲线图；

[0011] 图4是本发明的内窥镜成像镜头的较佳实施例的畸变特性曲线图。

具体实施方式

[0012] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0013] 请参阅图1，本发明提供了一种内窥镜成像镜头100，包括沿光轴由其物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一镜片11、具有负光焦度的第二镜片12、具有正光焦度的第三镜片13、具有正光焦度的第四镜片14及具有负光焦度的第五镜片15。

[0014] 第一镜片11具有相对物体一侧的第一表面S1和相对成像一侧的第二表面S2，且第一表面S1和第二表面S2均为外凸非球面；第二镜片12具有相对物体一侧的第三表面S3和相对成像一侧的第四表面S4，且第三表面S3为外凸非球面，第四表面S4为内凹非球面；第三镜片13具有相对物体一侧的第五表面S5和相对成像一侧的第六表面S6，且第五表面S5和第六表面S6均为外凸非球面；第四镜片14具有相对物体一侧的第七表面S7和相对成像一侧的第八表面S8，第七表面S7为内凹非球面，第八表面S8为外凸非球面；第五镜片15具有相对物体一侧的第九表面S9和相对成像一侧的第十表面S10，第九表面S9和第十表面S10均为内凹非球面，且第十表面S10呈弓形非球面。

[0015] 成像时，光线自物体一侧依次进入第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14和第五镜片15并成像于成像面200。

[0016] 所述成像镜头100满足如下条件式：

[0017] ①TTL/L5＞1.15；

[0018] 其中，TTL为成像镜头100的总长度，L5为第五镜片15的直径。

[0019] 条件式①限定了第五镜片15的直径和成型镜头的总长度，进而限定了成像镜头100的体积，其利于成型镜头的小型化。

[0020] 所述成像镜头100满足如下条件式：

[0021] ②R5/F3＞R1/F1＞0；③R6/F3＜R2/F1＜0；④|R3/F2|＜|R7/F4|；⑤|R4/F2|＜|R8/F4|；

[0022] 其中，R1为第一镜片11的物侧面的曲率半径，R2为第一镜片11的像侧面的曲率半径，R3为第二镜片12的物侧面的曲率半径，R4为第二镜片12的像侧面的曲率半径，R5为第三镜片13的物侧面的曲率半径，R6为第三镜片13的像侧面的曲率半径，R7为第四镜片14的物侧面的曲率半径，R8为第四镜片14的像侧面的曲率半径，F1为第一镜片11的焦距，F2为第二镜片12的焦距，F3为第三镜片13的焦距，F4为第四镜片14的焦距。

[0023] 条件式②～⑤，使得成像镜头100的光焦度分配更佳，具有较好的像差补正效果，其利于提高成像品质。

[0024] 所述成像镜头100还满足如下条件式：

[0025] ⑥D12＜DS3；⑦D23/DS6＜2.57；⑧D34/DS7＜1.89；⑨0.27＜D45/DS9＜0.33；⑩0.37＜D2/LS4＜0.45；

[0026] 其中，D12为沿光轴由第一镜片11的像侧面至第二镜片12的物侧面之间的距离，DS3为第二镜片12的物侧面的曲面横向高度，D23为沿光轴由第二镜片12的像侧面至第三镜片13的物侧面之间的距离，DS6为第三镜片13的像侧面的曲面横向高度，D34为沿光轴由第三镜片13的像侧面至第四镜片14的物侧面之间的距离，DS7为第四镜片14的物侧面的曲面横向高度，D45为沿光轴由第四镜片14的像侧面至第五镜片15的物侧面之间的距离，DS9为第五镜片15的物侧面的曲面横向高度，D2为沿光轴由第四镜片14的物侧面至其像侧面之间的距离，LS4为第二镜片12的像侧面的曲面纵向高度。

[0027] 条件式⑥～⑩，其可使得成像镜头100具有较佳的像差补正效果，并使得成像镜头100维持较低的色差和较高的分辨率，保证其高成像品质。同时，条件式⑥～⑨可限定第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15之间的距离，其有利于缩短整个成像镜头100的长度。

[0028] 以下根据上述条件式①～⑩并结合附表进一步说明成像镜头100。其中，R为对应表面的曲率半径，D为对应表面沿光轴至相邻像侧表面的距离，Nd为对应镜片的折射率，Vd为对应镜片的阿贝数。其中，本实施例成像镜头100满足下列表1、表2中的条件。

[0029] 表1

[0030]

[0031]

[0032] 其中，由于第一表面S1、第二表面S2、第三表面S3、第四表面S4、第五表面S5、第六表面S6、第七表面S7、第八表面S8、第九表面S9及第十表面S10均为非球面，其面型均可用以下公式表示：

[0033]

[0034] 其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半径，h为镜片高度，k为圆锥定数(Coin Constant)，A为四次的非球面系数(4th order AsphericalCoefficient)，B为六次的非球面系数(6th order AsphericalCoefficient)，C为八次的非球面系数(8th order AsphericalCoefficient)，D为十次的非球面系数(10th order AsphericalCoefficient)，E为十二次的非球面系数(12th order AsphericalCoefficient)。

[0035] 本实施例的成像镜头100的非球面系数如下表所示：

[0036] 表2

[0037]

[0038]

[0039] 如图1所示，本实施例的第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15的相关参数如下所示：TTL＝5.4288mm，L5＝4.4464mm，D12＝0.0718mm，D23＝0.2409mm，D34＝0.5016mm，D45＝1520mm，DS3＝0..806mm，DS6＝0.0980mm，DS7＝0.5012mm，DS9＝0.5120mm，LS4＝0.9951mm。

[0040] 如图2～4所示，其为本实施例成像镜头100的球差、场曲及畸变曲线图。具体的，图2中的五条曲线分别针对F线(波长为482nm)、d线(578nm)、c线(波长656nm)、g线(波长
548nm)、e线(波长422nm)，而根据图2的像差值曲线可以看出，本实施例的成像镜头100对可见光(波长范围在400～700nm)产生的球面像差可控制在(-0.04mm，0.03mm)范围内；图3中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.01mm，0.02mm)范围内；图4中的畸变率控制在(-0.1％，0.3％)范围内。由上可知，本实施例的成像镜头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。

[0041] 以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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