一种微循环成像镜头的制作方法

本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其是涉及一种微循环成像镜头。

背景技术：

人体内微动脉和微静脉之间的血液循环称之为微循环，其为人体血液循环的最基本单元，是血液与组织进行物质交换的场所，微循环的血液流量直接反应了人体器官的代谢状况，如果人体微循环出现障碍将会对组织器官的生理功能产生较大的影响，也就是说人体微循环的障碍往往预示着一些疾病的征兆，如免疫性疾病、心脑血管疾病、烧伤、肺水肿、休克等发生时人体微循环的状态会发生较大的变化，因此监测观察人体微循环对医疗诊断来说具有非常重要的临床意义。

现有技术中，为了观察人体微循环，通常采用体积较大且笨重的显微镜，只能观察解剖后的一些器官或组织的微循环状况，很难在临床上推广使用。随着科学技术的发展，具有拍摄和存储视频手持式的医疗产品备受医生的青睐，但是这类医疗产品设备的成像镜头，其成像清晰度并不高，在减小镜头直径或通过孔径以减小体积的前提下难以保证光学分别率，且物像共轭距离难以达到≥130mm的条件，因而难以适用于舌下微循环的观察。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种微循环成像镜头，以解决现有的成像镜头不适用于观察人体舌下粘膜的微循环的技术问题，提高成像镜头的成像清晰度，满足舌下微循环观察的需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种微循环成像镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括物面、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、光阑、第九透镜以及像面；

所述第一透镜和所述第二透镜的物侧面、像侧面均为平面；

所述第三透镜与所述第四透镜胶合组成第一胶合透镜组，其中，所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面胶合；

所述第五透镜与所述第六透镜胶合组成第二胶合透镜组，其中，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面胶合；

所述第七透镜与所述第八透镜胶合组成第三胶合透镜组，其中，所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第八透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第七透镜的像侧面与所述第八透镜的物侧面胶合；

所述第九透镜为平凸透镜。

作为优选方案，所述第九透镜的物侧面为凸面，像侧面为平面。

作为优选方案，所述第五透镜与所述第七透镜相同，所述第六透镜与所述第八透镜相同，所述第二胶合透镜组与所述第三胶合透镜组相同。

作为优选方案，所述物面与所述第一透镜之间的空气间隔为0.1200mm，所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气间隔为0.1400mm，所述第二透镜与所述第三透镜之间的空气间隔为3.0000mm，所述第四透镜与所述第五透镜之间的空气间隔为0.8720mm，所述第六透镜与所述第七透镜之间的空气间隔为13.6900mm，所述第八透镜与所述光阑之间的空气间隔为0，所述光阑与所述第九透镜之间的空气间隔为89.3300mm，所述第九透镜与所述像面之间的空气间隔为25.8600mm。

作为优选方案，所述第一透镜的折射率为1.59，色散系数为29.9；所述第二透镜的折射率为1.77，色散系数为72.3；所述第三透镜的折射率为1.67，色散系数为32.2；所述第四透镜的折射率为1.52，色散系数为64.2；所述第五透镜的折射率为1.67，色散系数为32.2；所述第六透镜的折射率为1.52，色散系数为64.2；所述第七透镜的折射率为1.67，色散系数为32.2；所述第八透镜的折射率为1.52，色散系数为64.2；所述第九透镜的折射率为1.64，色散系数为55.4。

作为优选方案，所述第一透镜的厚度为1.0000mm，直径为7.5000mm；所述第二透镜的厚度为1.0000mm，直径为8.0000mm；所述第三透镜的厚度为1.9830mm，直径为7.2000mm；所述第四透镜的厚度为1.7930mm，直径为7.2000mm；所述第五透镜的厚度为1.2000mm，直径为7.2000mm；所述第六透镜的厚度为3.0000mm，直径为7.2000mm；所述第七透镜的厚度为1.2000mm，直径为7.2000mm；所述第八透镜的厚度为3.0000mm，直径为7.2000mm；所述第九透镜的厚度为2.3200mm，直径为10.6000mm。

作为优选方案，所述第一透镜的物侧面、像侧面的曲率半径均为∞；所述第二透镜的物侧面、像侧面的曲率半径均为∞；所述第三透镜的物侧面的曲率半径为-73.6800mm；所述第一胶合透镜组的胶合面的曲率半径为-10.3000mm；所述第四透镜的像侧面的曲率半径为-8.0000mm；所述第五透镜的物侧面的曲率半径为31.6110mm；所述第二胶合透镜组的胶合面的曲率半径为10.6000mm；所述第六透镜的像侧面的曲率半径为-23.4000mm；所述第七透镜的物侧面的曲率半径为31.6110mm；所述第三胶合透镜组的胶合面的曲率半径为10.6000mm；所述第八透镜的像侧面的曲率半径为-23.4000mm；所述第九透镜的物侧面的曲率半径为28.7800mm，所述第九透镜的像侧面的曲率半径为∞。

作为优选方案，所述第一胶合透镜组的有效焦距为14.0041mm，所述第二胶合透镜组的有效焦距为35.4445mm，所述第三胶合透镜组的有效焦距为35.4445mm，所述第九透镜的有效焦距为44.8987mm，所述成像镜头的物像共轭距离为-10.3142mm。

作为优选方案，所述第一透镜为PC透镜。

作为优选方案，所述第一透镜可替换地拆装在所述物面和所述第二透镜之间，且所述第一透镜的物侧面与人体接触。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

(1)通过精心合理地分配每个透镜的曲率、透镜中心厚度、透镜直径以及各透镜之间的空气间隔距离以及各透镜的材料，使得所述微循环成像镜头的物面与所述像面的物像共轭距离得到增加，使得所述物像共轭距离大于130mm，提高成像镜头的成像清晰度，满足舌下微循环的观察需求；

(2)通过精心合理地分配每个透镜的曲率、透镜中心厚度、透镜直径以及各透镜之间的空气间隔，使得所述微循环成像镜头结构紧凑、体积小，可以耦合到手持式微循环观察仪器中，能够有效地适应舌下微循环的观察；

(3)所述微循环成像镜头结构紧凑、体积小，能够耦合到到手持式微循环观察仪器中，可以分别在光源为420nm和525nm实现清晰成像，能够有效地适应人体舌下微循环的观察；

(4)通过以上设计的镜头，可以分别在光源为420nm和525nm实现清晰成像，并匹配高分辨率感光芯片；所述微循环成像镜头的所有镜片都为球面镜，且光学系统靠近所述物面的可拆卸替换的所述第一透镜采用医疗级PC材料制成，其可以直接与人体接触，并在实际使用起到保护作用，防止交叉感染的情况出现。

附图说明

图1是本实用新型实施例的微循环成像镜头的结构示意图；

图2展示了图1中各透镜的镜面；

图3A至图3C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的畸变曲线；

图4A至图4C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的场曲；

图5A至图5C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的MTF传输曲线；

图6A至图6C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的相对照度；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜；L9、第九透镜；

OBJ、物面；IMG、像面；STO、光阑；

S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像侧面；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像侧面；S5、第三透镜的物侧面；S6、第一胶合透镜组的胶合面；S7、第四透镜的像侧面；S8、第五透镜的物侧面；S9、第二胶合透镜组的胶合面；S10、第六透镜的像侧面；S11、第七透镜的物侧面；S12、第三胶合透镜组的胶合面；S13、第八透镜的像侧面；S14、第九透镜的物侧面；S15、第九透镜的像侧面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1和图2，本实用新型优选实施例提供了一种微循环成像镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括物面OBJ、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、光阑STO、第九透镜L9以及像面IMG；

所述第一透镜L1的物侧面S1、所述第一透镜L1的像侧面S2和所述第二透镜L2的物侧面S3、所述第二透镜L2的像侧面S4均为平面；

所述第三透镜L3、所述第四透镜L4胶合组成第一胶合透镜组，其中，所述第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面为凸面，所述第四透镜L4的物侧面为凹面，像侧面为凸面，所述第三透镜L3的像侧面与所述第四透镜L4的物侧面胶合；

所述第五透镜L5、所述第六透镜L6胶合组成第二胶合透镜组，其中，所述第五透镜L5的物侧面S8为凸面，像侧面为凹面，所述第六透镜L6的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第五透镜L5的像侧面与所述第六透镜L6的物侧面胶合；

所述第七透镜L7、所述第八透镜L8胶合组成第三胶合透镜组，其中，所述第七透镜L7的物侧面S11为凸面，像侧面为凹面，所述第八透镜L8的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第七透镜L7的像侧面与所述第八透镜L8的物侧面胶合；

所述第九透镜L9为平凸透镜；其中，所述第九透镜L9的物侧面S14为凸面，所述第九透镜L9的像侧面S15为平面。

在本实施例中，通过精心合理地分配每个透镜的曲率、透镜中心厚度、透镜直径以及各透镜之间的空气间隔，增大所述物面OBJ与所述像面IMG的物像共轭距离，使得所述物像共轭距离大于130mm，提高成像镜头的成像清晰度，满足舌下微循环的观察需求；

所述第一透镜L1位于所述物面OBJ和所述第二透镜L2之间，当所述成像镜头应用于观察人体舌下微循环的成像系统时，可用作保护玻璃，能够拆卸和替换，从而避免飞溅液沾在镜片或系统其它部位导致有交叉感染的风险，进而提高所述微循环成像镜头的可靠性和延长使用寿命；

所述微循环成像镜头结构紧凑、体积小，能够耦合到到手持式微循环观察仪器中，可以分别在光源为420nm和525nm实现清晰成像，能够有效地适应人体舌下微循环的观察。

在本实用新型实施例中，应当说明的是，由于所述第一透镜L1需要与人体舌下或器官直接接触，因此对材料有特定要求，能通过生物相容性试验，同时该面需要为平面且有一定硬度，因此所述第一透镜L1为PC材料制成的平板透镜，所述第一透镜L1采用医疗级PC材料制成。

可以理解的是，所述第一透镜L1可替换地拆装在所述物面OBJ和所述第二透镜L2之间，且所述第一透镜L1的物侧面S1与人体接触，当所述微循环成像镜头应用于人体舌下微循环的观察时，可替换的所述第一透镜L1能够有效地起到防止交叉感染的情况出现，且采用低成本的医疗级PC材料制成的所述第一透镜L1，在使用之后能够更换，有利于降低所述微循环成像镜头的成本。

在本实用新型实施例中，所述第二透镜L2、所述第三透镜L3、所述第四透镜L4、所述第五透镜L5、所述第六透镜L6、所述第七透镜L7、所述第八透镜L8、所述第九透镜L9均为玻璃材质。

在本实用新型实施例中，所述第五透镜L5与所述第七透镜L7相同，所述第六透镜L6与所述第八透镜L8相同，所述第二胶合透镜组与所述第三胶合透镜组相同，由于使用了两个相同的胶合透镜组，有利于生产加工及降低所述微循环成像镜头的生产成本。

在本实施例中，所述像面IMG的获取通常用感光元器件CMOS或CCD接收。所述微循环成像系统的调焦可以通过以下两种方式来实现：

一、在所述第一透镜L1、所述第二透镜L2、所述第三透镜L3、所述第四透镜L4、所述第五透镜L5、所述第六透镜L6、所述第七透镜L7、所述第八透镜L8和所述像面IMG(感光元器件CMOS或CCD)不动的情况下，沿着光轴左右移动所述第九透镜L9完成对焦；

二、在所述第一透镜L1、所述第二透镜L2、所述第三透镜L3、所述第四透镜L4、所述第五透镜L5、所述第六透镜L6、所述第七透镜L7、所述第八透镜L8和所述第九透镜L9不动的情况下，沿着光轴左右移动感光元器件CMOS或CCD完成对焦。

所述微循环成像镜头运用在手持式的微循环成像系统的产品中可以根据需求分别选择移动镜片对焦或移动感光器件对焦，从而能够大大提高产品设计的灵活性。

在本实用新型实施例中，所述物面OBJ与所述第一透镜L1之间的空气间隔为0.1200mm，所述第一透镜L1与所述第二透镜L2之间的空气间隔为0.1400mm，所述第二透镜L2与所述第三透镜L3之间的空气间隔为3.0000mm，所述第四透镜L4与所述第五透镜L5之间的空气间隔为0.8720mm，所述第六透镜L6与所述第七透镜L7之间的空气间隔为13.6900mm，所述第八透镜L8与所述光阑STO之间的空气间隔为0，所述光阑STO与所述第九透镜L9之间的空气间隔为89.3300mm，所述第九透镜L9与所述像面IMG之间的空气间隔为25.8600mm。

作为优选地，在本实用新型实施例中，所述光阑STO与所述第九透镜L9之间的空气间隔为89.3300mm。

在本实用新型实施例中，所述微循环成像镜头的各透镜的表面类型、曲率大小、厚度、材料等具体如下：

所述第一透镜L1的厚度为1.0000mm，直径为7.5000mm，折射率为1.59，色散系数为29.9，所述第一透镜的物侧面、像侧面的曲率半径均为∞；

所述第二透镜L2的厚度为1.0000mm，直径为8.0000mm，折射率为1.77，色散系数为72.3，所述第二透镜的物侧面、像侧面的曲率半径均为∞；

所述第三透镜L3的厚度为1.9830mm，直径为7.2000mm，折射率为1.67，色散系数为32.2，所述第三透镜L3的物侧面S5的曲率半径为-73.6800mm；

所述第一胶合透镜组的胶合面的曲率半径为-10.3000mm；

所述第四透镜L4的厚度为1.7930mm，直径为7.2000mm，折射率为1.52，色散系数为64.2，所述第四透镜L4的像侧面S7的曲率半径为-8.0000mm；

所述第五透镜L5的厚度为1.2000mm，直径为7.2000mm，折射率为1.67，色散系数为32.2，所述第五透镜L5的物侧面S8的曲率半径为31.6110mm；

所述第二胶合透镜组的胶合面S9的曲率半径为10.6000mm；

所述第六透镜L6的厚度为3.0000mm，直径为7.2000mm，折射率为1.52，色散系数为64.2，所述第六透镜L6的像侧面S10的曲率半径为-23.4000mm；

所述第七透镜L7的厚度为1.2000mm，直径为7.2000mm，折射率为1.67，色散系数为32.2，所述第七透镜L7的物侧面S11的曲率半径为31.6110mm；

所述第三胶合透镜组的胶合面S12的曲率半径为10.6000mm；

所述第八透镜L8的厚度为3.0000mm，直径为7.2000mm，折射率为1.52，色散系数为64.2，所述第八透镜L8的像侧面S13的曲率半径为-23.4000mm；

所述第九透镜L9的厚度为2.3200mm，直径为10.6000mm，折射率为1.64，色散系数为55.4，所述第九透镜L9的物侧面S14的曲率半径为28.7800mm，所述第九透镜L9的像侧面S15的曲率半径为∞。所述微循环成像镜头的各透镜的具体结构参数参见表1。

表1微循环成像镜头的各透镜的表面类型、曲率大小、厚度、直径、材料

在本实用新型实施例中，作为优选方案，所述第一胶合透镜组的有效焦距为14.0041mm，所述第二胶合透镜组的有效焦距为35.4445mm，所述第三胶合透镜组的有效焦距为35.4445mm，所述第九透镜L9的有效焦距为44.8987mm，所述成像镜头的总有效焦距为-10.3142mm，所述第一透镜L1至第九透镜L9的有效焦距和光学成像镜头的总有效焦距F及物像共轭距离TTL如表2所示。

表2第一透镜L1至第九透镜L的有效焦距和微循环成像镜头的总有效焦距F及物像共轭距离TTL

在本实用新型实施例中，应当说明的是，本实用新型提供的所述微循环成像镜头的光学性能优良，如图3A至图6C为所述微循环成像镜头所示在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的畸变曲线、场曲、截止频率为90lp/mm时MTF传输曲线及相对照度情况。

其中，应当说明的是，图3A至图3C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的畸变曲线，由图3A至图3C可见，所述微循环成像镜头对波长为420nm的光线所产生的畸变介于-0.2％至0％之间；所述微循环成像镜头对波长为525nm的光线所产生的畸变介于-0.16％至0％之间；所述微循环成像镜头对波长为420nm～525nm的光线所产生的畸变介于-0.14％至0％之间，畸变能被有效修正，因此所述微循环成像镜头的光学性能较佳。

图4A至图4C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的场曲，由图4A至图4C可看出，所述微循环成像镜头对波长为420nm的光线，于子午(tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.06mm至0.03mm之间；所述微循环成像镜头对波长为525nm的光线，于子午(tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.05mm至0.10mm之间；所述微循环成像镜头对波长为420nm～525nm的光线，于子午(tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.09mm至0.02mm之间，场曲能被有效修正，因此所述微循环成像镜头的光学性能较佳。

图5A至图5C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的MTF传输曲线，图像中T为子午分量，S为弧矢分量；由图5A至图5C可看出，整个系统在低频和高频时都表现为较高的MTF值，且在截止频率处各视场的MTF值≥0.3，因此所述微循环成像镜头的成像质量稳定且具有可加工性。

图6A至图6C分别展示了本实用新型实施例的微循环成像镜头在波长分别为420nm、525nm及420nm～525nm混合使用情况下的相对照度，在全视场处相对照度值RELI均大于90％，可以保证像面IMG无暗角，因此，本实用新型实施例提供的循环成像镜头具有优越的光学性能。

综上，本实用新型优选实施例提供了一种微循环成像镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括物面OBJ、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、光阑STO、第九透镜L9以及像面IMG；所述第一透镜L1和所述第二透镜L2的物侧面S3、像侧面均为平面；所述第三透镜L3、所述第四透镜L4胶合组成第一胶合透镜组，其中，所述第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面为凸面，所述第四透镜L4的物侧面为凹面，像侧面为凸面，所述第三透镜L3的像侧面与所述第四透镜L4的物侧面胶合；所述第五透镜L5、所述第六透镜L6胶合组成第二胶合透镜组，其中，所述第五透镜L5的物侧面S8为凸面，像侧面为凹面，所述第六透镜L6的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第五透镜L5的像侧面与所述第六透镜L6的物侧面胶合；所述第七透镜L7、所述第八透镜L8胶合组成第三胶合透镜组，其中，所述第七透镜L7的物侧面S11为凸面，像侧面为凹面，所述第八透镜L8的物侧面为凸面，像侧面为凸面，所述第七透镜L7的像侧面与所述第八透镜L8的物侧面胶合；所述第九透镜L9的物侧面S14为凸面，像侧面为平面，本实用新型实施例具有如下有益效果：

(1)通过精心合理地分配每个透镜的曲率、透镜中心厚度、透镜直径以及各透镜之间的空气间隔距离以及各透镜的材料，使得所述微循环成像镜头的物面OBJ与所述像面IMG的物像共轭距离得到增加，使得所述物像共轭距离大于130mm，提高成像镜头的成像清晰度，满足舌下微循环的观察需求；

(2)通过精心合理地分配每个透镜的曲率、透镜中心厚度、透镜直径以及各透镜之间的空气间隔，使得所述微循环成像镜头结构紧凑、体积小，可以耦合到手持式微循环观察仪器中，能够有效地适应舌下微循环的观察；

(3)所述微循环成像镜头减小了透镜的体积、敏感度度等，使得所述微循环成像镜头的可加工性得到提升，并且由于采用了两块相同的胶合镜片，因此更有利于生产加工及降低生产成本；

(4)通过以上设计的镜头，可以分别在光源为420nm和525nm实现清晰成像，并匹配高分辨率感光芯片；

(5)所述微循环成像镜头的所有镜片都为球面镜，且光学系统靠近所述物面OBJ的可拆卸替换的所述第一透镜L1采用医疗级PC材料制成，其可以直接与人体接触，并在实际使用起到保护作用，防止交叉感染的情况出现。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。