醫用光纖內窺鏡超廣角視場物鏡的製作方法

2023-04-24 16:37:06

專利名稱：醫用光纖內窺鏡超廣角視場物鏡的製作方法
技術領域：
本發明是關於醫用光纖內窺鏡超廣角視場物鏡的光學設計。
背景技術：
目前國內生產的醫用內窺鏡的物鏡視場較小，大約為100°，且鏡片數量多，尺寸大，使用不夠輕巧，無法滿足醫生使用的要求。而國外生產的內窺鏡(如日本)的視場普遍達到了120°，但是國外的光學系統設計時往往採用的是非球面鏡片。由於受現在國內的加工條件限制，我國現今還無法生產出合格的非球面鏡片，所以我們只能用球面鏡片來進行設計，並且該系統的傳遞函數要高，畸變要控制的小，整個系統尺寸要適當，符合使用的要求，這對光學系統的設計提出了新的像差理念及設計思路。

發明內容
醫用光纖內窺鏡採用的光纖傳像束單絲直徑為0.008毫米，用正六角形排列時，極限解析度R六＝721p/mm，由於單絲間有一定間隙，我們取傳像光纖束的解析度為601p/mm。由此確定對近距離目標成像物鏡的解析度也為601p/mm。對於光纖成像系統，物鏡、光纖、目鏡級聯的分段是以光纖傳像束為界，物鏡的像差單獨考慮。
在物鏡設計中，隨著物鏡視場角加大，使得邊緣的變得較暗，物鏡採用遠心光路系統，使得通過成像物鏡達到光纖端面上的圖像有較一致的亮度，並使物鏡孔徑角與傳像束的數值孔徑角相匹配。像差的允許值則要充分考慮可能性與實用性之間的關係來確定。
設計過程中，經對材料及半徑的優化組合，最終本物鏡為三片二組，物鏡組厚度僅為2.3mm左右，完全滿足結構要求。視場角為120°，光學傳遞函數MTF值，邊緣達0.2，中心區(指全視場50％之內)達0.6以上，相對畸變在35％左右，經實際使用有較好的效果。
物鏡結構及物鏡的光學性能見圖1、圖2、圖3。


圖1為物鏡的基本結構；圖2為像差曲線圖；圖3為傳遞函數曲線圖。
具體實施例方式如圖1所示，光纖通過本光學系統的傳播最終在屏幕上成像，且完全符合設計要求。
權利要求
醫用光纖內窺鏡超廣角視場物鏡，其特徵在於物鏡為三片二組的球面鏡片視場角為120°；物鏡組厚度為2.3mm左右；光學傳遞函數(MTF)，邊緣達到0.2，中心區(全視場50％以內)達0.6，相對畸變為35％左右。
全文摘要
本發明是關於醫用光纖內窺鏡超廣角視場物鏡的光學設計。目前國內生產的醫用內窺鏡視場較小，大約為100°，且鏡片數量多、尺寸大，使用不夠輕巧。國外生產的醫用內窺鏡視場為120°，但為非球面設計。本發明採用球面鏡片設計以達到醫用光纖內窺鏡中視場角120°的目的。物鏡為三片二組的球面鏡片，物鏡組厚度為2.3mm左右，光學傳遞函數(MTF)，邊緣達到0.2，中心區(全視場50％以內)達0.6，相對畸變為35％左右。
文檔編號G02B23/24GK101017242SQ200610023768
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月7日 優先權日2006年2月7日
發明者陸忠良, 趙彤 申請人:上海歐太醫療器械有限公司