一款广角内窥镜镜头的制作方法

一款广角内窥镜镜头
【技术领域】
1.本发明属于内窥探测技术领域，涉及一款应用于医疗诊断的广角内窥镜镜头。


背景技术：

2.随着科技的进步，现代医疗器械及相关设备的不断更新与优化大大提升了医疗诊断的准确性与可靠性，其中各类微创手术数量的持续提升使得内窥镜行业发展迅猛，内窥探测技术对人体内器官检查，确定病变部位和范围有着不可或缺的作用。一款优秀的内窥镜镜头在保证体积足够小的同时也还需要有较大的成像范围和较高的成像清晰度，这样才能在实际应用中发挥出应有的作用。


技术实现要素：

3.本发明提供的一款广角内窥镜镜头，具有体积小、视场角大且成像清晰度高的优点。所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，包括从物面至像面依次设置的第一透镜元件(p1)、第二透镜元件(p2)、光阑(sto)、第三透镜元件(p3)、第四透镜元件(p4)、滤光片(ir)；所述第一透镜(p1)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜(p2)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜(p3)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜(p4)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
4.所述的一款广角内窥镜镜头满足以下关系式：-1.2《f1/f《-0.8；1.4《f2/f《1.8；0.6《f3/f《1；-2.3《f4/f《-1.9。其中，f1为所述第一透镜元件(p1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(p2)的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(p3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(p4)的有效焦距，f为所述一款广角内窥镜镜头的有效焦距。
5.优选地，所述的一款广角内窥镜镜头满足下列关系式：3.8《ttl/f《4.2，其中ttl为所述第一透镜元件(p1)的物侧面左下角顶点至成像面的轴上距离。
6.优选地，所述的一款广角内窥镜镜头满足下列关系式：155
°
《fov《160
°
，fov为所述的一款广角内窥镜镜头的最大视场角。
7.优选地，所述的一款广角内窥镜镜头满足下列关系式：f/d《4.8；其中，f为所述一款广角内窥镜镜头的有效焦距；d为所述一款广角内窥镜镜头的入瞳直径。
【附图说明】
8.图1是所述的一款广角内窥镜镜头整体结构的剖视图。
9.图2是所述的一款广角内窥镜镜头的畸变图。
10.图3是所述的一款广角内窥镜镜头的像差曲线图。
【具体实施方式】
11.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，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
不作为对本发明的限定。
12.本发明提供了一种视场角大且体积较小的广角内窥镜镜头，该内窥镜镜头在保证较大视场角度的同时可以拥有更小的体积。
13.本发明是通过以下技术方案实现的：
14.一款广角内窥镜镜头，其特征在于，包括从物面至像面依次设置的第一透镜元件(p1)、第二透镜元件(p2)、光阑(sto)、第三透镜元件(p3)、第四透镜元件(p4)、滤光片(ir)；所述第一透镜(p1)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜(p2)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜(p3)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜(p4)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述的一款广角内窥镜镜头满足以下关系式：-1.2《f1/f《-0.8；1.4《f2/f《1.8；0.6《f3/f《1；-2.3《f4/f《-1.9；其中，f1为所述第一透镜元件(p1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(p2)的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(p3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(p4)的有效焦距，f为所述的一款广角内窥镜镜头的有效焦距。本发明使用对称的正负透镜结合的结构，能在所需要的范围内成清晰的像，同时可以减弱像差，提高成像质量。
15.所述一款广角内窥镜镜头的第一透镜(p1)，第二透镜(p2)，第三透镜(p3)，第四透镜(p4)的材质均为塑胶且满足下列关系式：0.4＜ct1/et1＜0.5；1.5＜ct2/et2＜2；3＜ct3/et3＜4；0.5＜ct4/et4＜1；其中，ct1为所述第一透镜(p1)在光轴上的厚度，et1为所述第一透镜(p1)最大口径处的厚度；ct2为所述第二透镜(p2)在光轴上的厚度，et2为所述第二透镜(p2)最大口径处的厚度；ct3为所述第三透镜(p3)在光轴上的厚度，et3为所述第三透镜(p3)最大口径处的厚度；ct4为所述第四透镜(p4)在光轴上的厚度，et4为所述第四透镜(p4)最大口径处的厚度。本发明设计使用的材料为塑胶材料，借此可以大大减轻所述的一款广角内窥镜镜头的整体质量，同时塑胶非球面镜片具有较好的像差校正能力，并且易于大规模生产，极大地降低了生产成本。
16.所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，满足下列关系式：f/d《4.8；其中，f为所述的一款广角内窥镜镜头的有效焦距；d为所述的一款广角内窥镜镜头的入瞳直径；本发明设计的f数即f/d的数值小，光圈大，进光量充足，分辨率高，能满足在光线不足的环境下成像；
17.所述的一款广角内窥镜镜头，还满足下列关系式：0.6《β/α《1；其中，β为最外视场光线汇聚到像面上的光锥角角度；α为中心视场光线汇聚到像面上的光锥角角度；β/α可以表征成像面的相对照度，当数值越接近1时表面成像照度的均匀性较好，本发明设计的β/α值能确保在光线不足环境下的成像质量。
18.所述的一款广角内窥镜镜头，还满足下列关系式：0.5《t1/∑t《0.55；0.18《t2/∑t《0.23；0.10《t3/∑t《0.15；其中，∑t为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)之间在光轴上空气间隔的总和，t1，t2，t3分别为第一透镜(p1)和第二透镜(p2)之间、第二透镜(p2)和第三透镜(p3)之间、第三透镜(p3)和第四透镜(p4)之间在光轴上的空气间隔。本发明较好地控制了空气间隔的长度，减少了镜头的光学总长，在保证镜头可以满足应用场景所需要的体积，也运用空气间隔去矫正了镜头像差。
19.下表为实施例的透镜数据表
20.表1一款广角内窥镜镜头的透镜参数表
[0021][0022]
表2一款广角内窥镜镜头表面矢高sag与半径r的比值sag/r
[0023][0024]
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一款广角内窥镜镜头，其特征在于，包括从物面至像面依次设置的第一透镜元件(p1)、第二透镜元件(p2)、光阑(sto)、第三透镜元件(p3)、第四透镜元件(p4)、滤光片(ir)：第一透镜(p1)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜(p2)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜(p3)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜(p4)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述的一款广角内窥镜镜头满足以下关系式：-1.2<f1/f<-0.8；1.4<f2/f<1.8；0.6<f3/f<1；-2.3<f4/f<-1.9其中，f1为所述第一透镜元件(p1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(p2)的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(p3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(p4)的有效焦距，f为所述一款广角内窥镜镜头的有效焦距。2.如权利要求1所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，所述第一透镜(p1)，第二透镜(p2)，第三透镜(p3)，第四透镜(p4)的材质均为塑胶且满足下列关系式：0.4＜ct1/et1＜0.5；1.5＜ct2/et2＜2；3＜ct3/et3＜4；0.5＜ct4/et4＜1；其中，ct1为所述第一透镜(p1)在光轴上的厚度，et1为所述第一透镜(p1)最大口径处的厚度；ct2为所述第二透镜(p2)在光轴上的厚度，et2为所述第二透镜(p2)最大口径处的厚度；ct3为所述第三透镜(p3)在光轴上的厚度，et3为所述第三透镜(p3)最大口径处的厚度；ct4为所述第四透镜(p4)在光轴上的厚度，et4为所述第四透镜(p4)最大口径处的厚度。3.如权利要求1所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，满足下列关系式：f/d<4.8；其中，f为所述一款广角内窥镜镜头的有效焦距；d为所述一款广角内窥镜镜头的入瞳直径。4.如权利要求1所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，满足下列关系式：0.6<β/α<1；其中，β为最外视场光线汇聚到像面上的光锥角角度；α为中心视场光线汇聚到像面上的光锥角角度。5.如权利要求1所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，满足下列关系式：0.6<t1/∑t<1；0.18<t2/∑t<0.23；0.10<t3/∑t<0.15；其中，∑t为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)之间在光轴上空气间隔的总和，t1，t2，t3分别为第一透镜(p1)和第二透镜(p2)之间、第二透镜(p2)和第三透镜(p3)之间、第三透镜(p3)和第四透镜(p4)之间在光轴上的空气间隔。

技术总结
本发明提供的一款广角内窥镜镜头，具有体积小、视场角大且成像清晰度高的优点。所述的一款广角内窥镜镜头，其特征在于，包括从物面至像面依次设置的第一透镜元件(P1)、第二透镜元件(P2)、光阑(STO)、第三透镜元件(P3)、第四透镜元件(P4)、滤光片(IR)；所述第一透镜(P1)为负透镜；所述第二透镜(P2)为正透镜；所述第三透镜(P3)为正透镜；所述第四透镜(P4)为负透镜。所述的一款广角内窥镜镜头满足以下关系式：-1.2<f1/f<-0.8；1.4<f2/f<1.8；0.6<f3/f<1；-2.3<f4/f<-1.9。所述的一款广角内窥镜镜头采用对称式的正负透镜结构，能在所需要的范围内成清晰的像，同时可以减弱像差，提高成像质量。量。量。


技术研发人员：钟有杰 朱佳巍 王旗 黄嘉劲
受保护的技术使用者：中山市众盈光学有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/9/3