一种内窥镜成像镜头的制作方法

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：

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。

技术实现要素：

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。

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：

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。

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

图1是本发明的内窥镜成像镜头的光学结构示意图；

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；

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；

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

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。

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。

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。

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。

所述成像镜头100满足如下条件式：

①ttl/l5＞1.15；

其中，ttl为成像镜头100的总长度，l5为第五镜片15的直径。

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。

所述成像镜头100满足如下条件式：

②r5/f3＞r1/f1＞0；③r6/f3＜r2/f1＜0；④|r3/f2|＜|r7/f4|；⑤|r4/f2|＜|r8/f4|；

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。

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。

所述成像镜头100还满足如下条件式：

⑥d12＜ds3；⑦d23/ds6＜2.57；⑧d34/ds7＜1.89；⑨0.27＜d45/ds9＜0.33；⑩0.37＜d2/ls4＜0.45；

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。

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。

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。

表1

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：

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(coinconstant)，a为四次的非球面系数(4thorderasphericalcoefficient)，b为六次的非球面系数(6thorderasphericalcoefficient)，c为八次的非球面系数(8thorderasphericalcoefficient)，d为十次的非球面系数(10thorderasphericalcoefficient)，e为十二次的非球面系数(12thorderasphericalcoefficient)。

本实施例的成像镜头100的非球面系数如下表所示：

表2

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。

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。

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。