一种变物距电子内窥镜的制作方法

本发明涉及一种电子内窥镜，特别是一种变物距电子内窥镜。

背景技术：

1、内窥镜已广泛用于工业和医学检查中，现有的内窥镜普遍追求小口径、小体积、大视场等。但往往大视场的成像质量不高，例如现有技术1的一款全玻璃内窥镜光学系统，其中声称的半视场角高达74°。但是根据说明书提供的数据可得到该全玻璃内窥镜光学系统的光路图和全视场像面点列图分别如图10和11，可知半视场角超过30°的视场像差非常大，并且出现了不同视场的互相重叠，半视场角超过50°的光线无法成像。

2、另外，现有技术的内窥镜往往是定物距系统，而内窥镜在实际使用时由于场所空间狭小、形状特异等限制，无法使得内窥镜探头与被观测对象恰好处于内窥镜光学系统的物距处，被观测对象对焦不清晰，进一步降低了成像质量。因此亟待提出一种能够改变物距以适应不同物镜检查需求以及提高大视场成像质量的内窥镜。

3、现有技术1：cn117503019a。

技术实现思路

1、鉴于上述技术问题，本发明提供一种变物距电子内窥镜，能够改变物距以适应不同物镜检查需求、体积小巧且具有较高的大视场成像质量。

2、本发明的变物距电子内窥镜包括从物方到像方依序排列的对焦前组、光阑、对焦中组和固定后组；对焦前组具有正光焦度，对焦中组具有正光焦度，固定后组具有正光焦度；

3、对焦过程中，随着物距增加，对焦前组和对焦中组均沿着光轴朝物侧移动；

4、对焦前组由第一透镜、第二透镜和第三透镜组成，对焦中组由第四透镜组成；固定后组由第五透镜组成；

5、其中：

6、第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

7、第二透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

8、第三透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

9、第四透镜为正透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；

10、第五透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面。

11、根据本发明的变物距电子内窥镜，满足下列条件式（1）：

12、7.9<fg1/fg3<9.5；1.1<fg2/fg3<1.7                     （1）

13、其中，fg1为对焦前组g1的合焦距，fg2为对焦中组g2的合焦距，fg3为固定后组g3的合焦距。

14、通过限制三个透镜组的光焦度范围，使得在物距改变时，整体的像差容易得到校正，且像面位置不会明显移动。大于上述条件式的上限，或小于上述条件式的下限，难以校正物距变化带来的像差变化，且像面位置会明显移动，需要进一步移动像面进行成像，制造难度和精度要求都更高。

15、根据本发明的变物距电子内窥镜，满足下列条件式（2）：

16、0.2<f1/f2<0.75；0.26<f3/fg1<0.29              （2）

17、其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。

18、条件式(2)进一步限定了前对焦组的光焦度分配，使得系统容易获得较大的视场角和通光孔径，增加大视场成像的清晰度和亮度。

19、根据本发明的变物距电子内窥镜，满足下列条件式（3）：

20、1.15<(r1+r2)/(r1-r2)<1.18；0.98<d1/d3<1.50              （3）

21、其中，r1和r2分别为第一透镜物侧和像侧近轴区域的曲率半径，d1为第一透镜在光轴上的厚度，d3为第二透镜在光轴上的厚度。

22、条件式(3)对第一透镜的曲率半径以及第一透镜和第二透镜的厚度进行了进一步限定，进一步增加内窥镜的视场角和通光孔径，并且能显著改善场曲。

23、根据本发明的变物距电子内窥镜，满足下列条件式（4）：

24、4.5<(r8+r9)/(r8-r9)<7.5；0.58<d8/d10<0.69              （4）

25、其中，r8和r9分别为第四透镜物侧和像侧近轴区域的曲率半径，d8为第四透镜在光轴上的厚度，d10为第五透镜在光轴上的厚度。

26、条件式(4)对对焦中组的曲率半径以及对焦中组和固定后组的厚度进行了进一步限定，使得各视场的主光线以接近垂直的方式入射像面，利于校正大视场光线，并能改善场曲，减轻了对焦前组的像差校正压力，

27、根据本发明的变物距电子内窥镜，满足下列条件式（5）：

28、1.7<n1<1.8；1.6<n2<1.7；1.7<n3<1.8；

29、25<v1<45；45<v2<60；v3<32；                （5）

30、其中，n1和v1是第一透镜的有效折射率和阿贝数，n2和v2是第二透镜的有效折射率和阿贝数，n3和v3是第三透镜的有效折射率和阿贝数。

31、通过设置条件式（5），容易校正系统的色差，并均衡系统的各项像差。

32、本申请的有益效果是至少满足下列一个：

33、（1）实现变物距内窥镜成像。

34、（2）在保证具有较大通光孔径（即f数较小）的前提下获得相对于现有技术更大的视场角。

35、（3）实现小型化。

36、（4）校正视场像差和色差。

技术特征：

1.一种变物距电子内窥镜，包括从物方到像方依序排列的对焦前组、光阑、对焦中组和固定后组；对焦前组具有正光焦度，对焦中组具有正光焦度，固定后组具有正光焦度；

2. 根据权利要求1所述的一种变物距电子内窥镜，满足下列条件式（2）：

3. 根据权利要求1所述的一种变物距电子内窥镜，满足下列条件式（3）：

4. 根据权利要求1所述的一种变物距电子内窥镜，满足下列条件式（4）：

5.根据权利要求1所述的一种变物距电子内窥镜，满足下列条件式（5）：

技术总结
一种变物距电子内窥镜，包括从物方到像方依序排列的对焦前组、光阑、对焦中组和固定后组；对焦前组具有正光焦度，对焦中组具有正光焦度，固定后组具有正光焦度；对焦过程中，随着物距增加，对焦前组和对焦中组均沿着光轴朝物侧移动；对焦前组由第一透镜、第二透镜和第三透镜组成，对焦中组由第四透镜组成；固定后组由第五透镜组成。通过优化设计，可以实现对不同物距范围内的物体进行对焦成像，并且具有较大视场和较小的体积。

技术研发人员：曹炼锵,张俭国,宿明,罗威,郑一,邓良杰,郑蔼祥,杜永盛,陈媛媛
受保护的技术使用者：珠海市美浩科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16