立体内窥镜光学系统及内窥镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光学设计领域，尤其是涉及一种立体内窥镜镜光学系统及内窥
Ho
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展3D技术已经进入了我们的日常生活，甚至步入了医院手术室。在3D高清腹腔镜的帮助下，腹腔镜手术的视野更加清晰，直观，既保留了传统腹腔镜手术精细，微创的特点，又兼得高清立体视野的优点，大大提高了手术的精确性。市场流通的是美国viking3D腹腔镜、stroz3D腹腔镜、蛇牌3D腹腔镜等，我国还处于起步阶段。
[0003]手术机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体。主要用于心脏外科和前列腺切除术。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。医生手通过观看3D高清腹腔镜的图像操纵术机器人的手柄，进行高精度微创手术。
[0004]手术机器人使用的3D高清腹腔镜不同于传统的腹腔镜，传统腹腔镜工作长度300mm，手术机器人使用的3D高清内窥镜工作长度400mm，以满足手术器械操作空间的要求。
[0005]工作长度300mm的腹腔镜使用三组1:1转像系统，工作长度400mm的立体内窥镜如果使用三组I: I转像系统，光能透过率将大幅度下降，如果使用5组I: I转像系统，透镜片数的增加将使系统杂散光增加，并且制造成本增加。
【发明内容】
[0006]为克服现有技术的不足，本实用新型旨在提出一种立体内窥镜光学系统及内窥镜，该立体内窥镜镜光学系统质量高，转像系统组数最少，在确保边缘视场照度的前提下，系统畸变小于10 %。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0008]—种立体内窥镜光学系统，包括沿光轴方向从物方起依次设置的物镜结构、转像系统结构和电子成像光学系统结构形成的上光路；
[0009]所述物镜结构为直视物镜结构或斜视物镜结构；
[0010]所述转像系统结构包括三组双远心转像系统结构，所述双远心转像系统结构包括两个棒状透镜，所述棒状透镜的相对面分别胶合有弯月负透镜，所述两棒状透镜之间设置有光阑；
[0011]所述电子成像光学系统结构包括沿光轴方向从物方起依次设置的三胶合透镜、斜方棱镜、密封窗口、双胶合透镜和单透镜，所述三胶合透镜包括沿光轴方向从物方起依次胶合的棒状透镜和两片薄透镜。
[0012]进一步的，所述直视物镜结构包括沿光轴方向从物方起依次设置的第一镜组、第二镜组和第三镜组，第一镜组包括沿光轴方向从物方起依次设置的保护窗口、第一负透镜、第二负透镜、光阑平行平板和正透镜，第二镜组包括第一双胶合物镜，第三镜组包括第二双胶合物镜。
[0013]进一步的，所述斜视物镜结构包括沿光轴方向从物方起依次设置的第一镜组、第二镜组和第三镜组，第一镜组包括沿光轴方向从物方起依次设置的保护窗口、第一负透镜、第二负透镜、光阑平行平板、三胶合棱镜和正透镜，第二镜组包括第一双胶合物镜，第三镜组包括第二双胶合物镜，所述三胶合棱镜包括上棱镜、中棱镜与下棱镜，所述中棱镜与上棱镜、下棱镜的胶合面设有内反膜。
[0014]进一步的，所述立体内窥镜光学系统还包括一组结构与上光路完全相同且光轴相互平行的下光路，所述上光路的光轴与下光路的光轴间的距离为体视基距。
[0015]进一步的，所述电子成像光学系统结构与CCD或CMOS对接用以获得物侧图像。
[0016]进一步的，所述保护窗口为蓝宝石保护窗口。
[0017]进一步的，所述第一负透镜为平凹透镜，第二负透镜为弯月透镜，所述正透镜为平凸透镜。
[0018]进一步的，所述保护窗、第一负透镜、第二负透镜、光阑平行平板和正透镜依次胶入口 ο
[0019]进一步的，所述棒状透镜为Hopkins棒状透镜。
[0020]本实用新型还包括一种具有上述立体内窥镜光学系统的内窥镜
[0021]相对于现有技术，本实用新型所述的立体内窥镜光学系统具有以下优势:
[0022](I)本实用新型所述的立体内窥镜光学系统及内窥镜中的电子成像光学系统结构含半组Hopkins棒状镜转像系统结构，使立体内窥镜工作长度达到400mm;
[0023](2)本实用新型所述的立体内窥镜光学系统转像系统结构中透镜数目减少，加工装配简单，成本低，图像对比度高。
【附图说明】
[0024]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0025]图1为本实用新型实施例1的光学系统的光路结构示意图；
[0026]图2为本实用新型实施例1的光学系统中物镜结构的示意图；
[0027]图3为本实用新型实施例2的光学系统的光路结构的主视图；
[0028]图4为本实用新型实施例2的光学系统的光路结构的俯视图；
[0029]图5为本实用新型实施例2的光学系统中物镜结构的示意图；
[0030]图6为本实用新型所述的立体内窥镜光学系统的MTF曲线。
[0031]附图标记说明:
[0032]1-保护窗口； 2-第一负透镜;3-第二负透镜;4-光阑平行平板;5-正透镜;6-第一双胶合物镜;7-第二双胶合物镜;8-棒状透镜;9-弯月负透镜；10-薄透镜；11-斜方棱镜；12-密封窗口 ； 13-双胶合透镜；14-单透镜；15-三胶合棱镜；151-上棱镜；152-中棱镜；153-下棱
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【具体实施方式】
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0035]本实用新型中所述的CCD为Charge Coupled Device的简称，是指电荷親合器件；所述的CMOS为Complementary Metal-Oxide Semiconductor的简称，是指互补金属氧化物半导体。
[0036]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0037]实施例1
[0038]—种立体内窥镜光学系统，如图1所示，包括上光路和下光路，上光路和下光路结构完全相同，且上光路的光轴与下光路的光轴间的距离为体视基距，均包括沿光轴方向从物方起依次设置的物镜结构、转像系统