一种低畸变胶囊内窥镜镜头

    技术2025-07-22  15


    本技术涉及一种低畸变胶囊内窥镜镜头。


    背景技术:

    1、内窥镜是现代医疗中医生直接观察消化道的重要工具。通过消化道内窥镜,我们可以评估消化道出血、粘膜结构、浅表血管形态、运动性、梗阻和良恶性病变。胶囊内窥镜属于电子内窥镜的一种,与传统电子内窥镜相比,胶囊内窥镜体积小,外形类似胶囊,可随着消化道的蠕动进入小肠内拍摄照片、视频,而不对身体造成创伤、刺激。此外,胶囊内窥镜为一次性用品,避免了出现交叉感染的风险。目前国内市面上的胶囊内窥镜都在追求超广视场角和紧凑的结构,随之引入了更大的畸变,容易丢失边缘视场的信息。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本实用新型所解决的技术问题在于现在的胶囊内窥镜镜头难以平衡大视场和畸变,提供了一种大视场低畸变的胶囊内窥镜镜头,有利于获得更加良好的边缘视场信息。

    2、本实用新型采用以下方案实现:一种低畸变胶囊内窥镜镜头:所述镜头由沿光线入射方向依次设置的第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片组成,所述第一透镜组由沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜组成,所述第二透镜组由沿光线入射方向依次设置的第三透镜、第四透镜组成。

    3、进一步的,所述第一透镜组具有负光焦度,所述第二透镜组具有正光焦度,所述第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜,所述第二透镜为具有正光焦度的弯月透镜,所述第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜,所述第四透镜为具有负光焦度的双凹透镜。

    4、进一步的,所述镜头的整体焦距为f,所述第一透镜组、第二透镜组的组合焦距分别为fa、fb,-10≤fa/fb≤-5,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4,其中f1、f2、f3、f4与f满足以下比例:1.0≤|f1|/f≤3.0,2.0≤|f2|/f≤5.0,1.0≤|f3|/f≤2.0,350.0≤|f4|/f≤400.0。

    5、进一步的,所述第一透镜满足关系式:1.5≤nd≤1.7,50≤vd≤60.0;所述第二透镜满足关系式:1.6≤nd≤1.8,vd≤30.0;所述第三透镜满足关系式:1.5≤nd≤1.7,50≤vd≤60.0;所述第四透镜满足关系式:1.6≤nd≤1.8,vd≤30.0;其中nd为折射率,vd为阿贝常数。

    6、进一步的,所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为:1.0~1.5mm;所述第二透镜与光阑的空气间隔为:0.3~0.6mm;所述光阑与第三透镜的空气间隔为:0.1~0.3mm;所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为:0.1~0.3mm;所述第四透镜与保护玻璃的空气间隔为:0.1~0.3mm。

    7、进一步的,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为塑料非球面透镜,非球面透镜曲线方程表达式为:

    8、

    9、其中,z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的离矢高;c为非球面的近轴曲率;k为圆锥常数;α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。

    10、进一步的,所述镜头的总长<6mm。

    11、进一步的,所述镜头的光学总长度ttl与光学系统的焦距f之间满足:ttl/f≤10。

    12、进一步的,所述镜头的像高h与光学系统的焦距f之间满足:h/f≥1.0。

    13、进一步的,所述镜头的畸变:distortion≤17%。

    14、与现有技术相比,本发明有以下有益效果:设计合理,采用成本远低于玻璃镜片的塑胶非球面镜片,在降低生产成本的同时,合理的矫正了大视场畸变,保证了边缘视场良好的成像质量;镜头总长小于6毫米,外径小于5毫米,保证摄像组的光学性能的同时镜头的整体尺寸够小,提升美观度。



    技术特征:

    1.一种低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于:所述镜头由沿光线入射方向依次设置的第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片组成,所述第一透镜组由沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜组成,所述第二透镜组由沿光线入射方向依次设置的第三透镜、第四透镜组成。

    2.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述第一透镜组具有负光焦度,所述第二透镜组具有正光焦度,所述第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜,所述第二透镜为具有正光焦度的弯月透镜,所述第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜,所述第四透镜为具有负光焦度的双凹透镜。

    3.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述镜头的整体焦距为f,所述第一透镜组、第二透镜组的组合焦距分别为fa、fb,-10≤fa/fb≤-5,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4,其中f1、f2、f3、f4与f满足以下比例:1.0≤|f1|/f≤3.0,2.0≤|f2|/f≤5.0,1.0≤|f3|/f≤2.0,350.0≤|f4|/f≤400.0。

    4.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述第一透镜满足关系式:1.5≤nd≤1.7,50≤vd≤60.0;所述第二透镜满足关系式:1.6≤nd≤1.8,vd≤30.0;所述第三透镜满足关系式:1.5≤nd≤1.7,50≤vd≤60.0;所述第四透镜满足关系式:1.6≤nd≤1.8,vd≤30.0;其中nd为折射率,vd为阿贝常数。

    5.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为:1.0~1.5mm;所述第二透镜与光阑的空气间隔为:0.3~0.6mm;所述光阑与第三透镜的空气间隔为:0.1~0.3mm;所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为:0.1~0.3mm;所述第四透镜与保护玻璃的空气间隔为:0.1~0.3mm。

    6.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为塑料非球面透镜,非球面透镜曲线方程表达式为:

    7.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述镜头的总长<6mm。

    8.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述镜头的光学总长度ttl与光学系统的焦距f之间满足:ttl/f≤10。

    9.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述镜头的像高h与光学系统的焦距f之间满足:h/f≥1.0。

    10.根据权利要求1所述的低畸变胶囊内窥镜镜头,其特征在于;所述镜头的畸变:distortion≤17%。


    技术总结
    本技术提供了一种低畸变胶囊内窥镜镜头:所述镜头由沿光线入射方向依次设置的第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片组成,所述第一透镜组由沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜组成,所述第二透镜组由沿光线入射方向依次设置的第三透镜、第四透镜组成。本技术设计合理,采用成本远低于玻璃镜片的塑胶非球面镜片,在降低生产成本的同时,合理的矫正了大视场畸变,保证了边缘视场良好的成像质量;镜头总长小于6毫米,外径小于5毫米,保证摄像组的光学性能的同时镜头的整体尺寸够小,提升美观度。

    技术研发人员:林丽瑜,伍忠辉,林峰
    受保护的技术使用者:福建师范大学
    技术研发日:20240327
    技术公布日:2024/10/24
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