專利名稱：硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硬管內(nèi)窺鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如圖1所硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)包括三部分:硬管內(nèi)窺鏡物鏡、硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)和硬管內(nèi)窺鏡目鏡。其中，硬管內(nèi)窺鏡物鏡對(duì)物成倒像；硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)對(duì)物鏡所成的像重新1:1成像，經(jīng)多次重新聚焦和轉(zhuǎn)像之后最終在硬管內(nèi)窺鏡目鏡物方焦面上成正立的實(shí)像，使硬管內(nèi)窺鏡的光學(xué)長(zhǎng)度滿足硬管內(nèi)窺鏡工作長(zhǎng)度要求；觀察者通過(guò)硬管內(nèi)窺鏡目鏡觀察正立實(shí)像。常用硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)含有奇數(shù)組結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)像透鏡組，這些轉(zhuǎn)像透鏡組將物鏡所成的像多次成像，增加光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)。為了校正硬管內(nèi)窺鏡的色差，通常每一組轉(zhuǎn)像透鏡組都要單獨(dú)校正色差，因此，每一組轉(zhuǎn)像透鏡組都含有一片負(fù)透鏡。如此一來(lái)，當(dāng)需要大量轉(zhuǎn)像透鏡組時(shí)整個(gè)硬管內(nèi)窺鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的光學(xué)元件數(shù)目劇增，加工費(fèi)用大幅增加。圖2所示早期轉(zhuǎn)像透鏡組，由兩個(gè)雙膠合薄透鏡構(gòu)成，光闌位于二者中間:這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)像透鏡組垂軸像差得到良好校正；但由于采用薄透鏡，系統(tǒng)光能透過(guò)率較低，且在裝配時(shí)鏡片容易傾斜，從而影響系統(tǒng)像質(zhì)。圖3所示轉(zhuǎn)像透鏡組，每一個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡由Hopkins棒狀鏡與焦距為負(fù)的薄透鏡膠合而成，兩個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡之間設(shè)有光闌:這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)像透鏡組薄透鏡使用高折射率、高色散的光學(xué)玻璃，軸向色差可以得到校正；但該結(jié)構(gòu)不能校正場(chǎng)曲。圖4所示轉(zhuǎn)像透鏡組，每一個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡為雙膠合透鏡，兩個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡之間設(shè)有光闌:這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)像透鏡組由于正負(fù)透鏡均為Hopkins棒狀鏡，厚度相近，不僅能校正色差，而且能校正場(chǎng)曲，圖像質(zhì)量高；但膠合面處凹面容易發(fā)生斷裂。圖5所示轉(zhuǎn)像透鏡組，包含兩個(gè)Hopkins棒狀鏡，兩個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡之間設(shè)有光闌:這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)像透鏡組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但無(wú)法校正軸向色差，系統(tǒng)像質(zhì)不理想。圖6所示轉(zhuǎn)像透鏡組，每一個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡為兩端膠合有負(fù)透鏡的Hopkins棒狀鏡，兩個(gè)轉(zhuǎn)像透鏡之間設(shè)有光闌:這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)像透鏡組能夠?qū)崿F(xiàn)校正系統(tǒng)軸向色差的效果；但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，膠合面多，加工成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題為:現(xiàn)有硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，每組轉(zhuǎn)像透鏡組均設(shè)有負(fù)透鏡，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，膠合面多，加工成本高。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:一種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，包括沿系統(tǒng)光軸排列的奇數(shù)組轉(zhuǎn)像透鏡組；至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌，構(gòu)成1:1雙遠(yuǎn)心轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端設(shè)有負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。作為優(yōu)選方案，僅有一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌。硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)可以包括沿系統(tǒng)光軸排列的三組轉(zhuǎn)像透鏡組:兩組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成；所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)也可以包括沿系統(tǒng)光軸排列的五組轉(zhuǎn)像透鏡組:四組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成；所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述棒狀透鏡為Hopkins棒狀透鏡，且兩端球面半徑相等。本發(fā)明取得的有益效果為:本發(fā)明的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，既很好地校正了系統(tǒng)軸向色差、得到了對(duì)比度和清晰度較好的圖像，又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、膠合面少，顯著降低了加工成本。


圖1為硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)不意圖；圖2 圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)像透鏡組結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為實(shí)施例1硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)示意圖；圖8為實(shí)施例2硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖7所示，本發(fā)明的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)包括沿系統(tǒng)光軸排列的奇數(shù)組轉(zhuǎn)像透鏡組:其中，至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌，構(gòu)成1:1雙遠(yuǎn)心轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端設(shè)有負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌。上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組可以按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。作為優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，僅有一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌，其余組轉(zhuǎn)像透鏡組均不設(shè)負(fù)透鏡。此外，所述棒狀透鏡優(yōu)選為Hopkins棒狀透鏡，且兩端球面半徑相等。實(shí)施例1本實(shí)施例的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)包括沿系統(tǒng)光軸排列的三組轉(zhuǎn)像透鏡組。其中，兩組轉(zhuǎn)像透鏡組:僅由兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡組成，其不設(shè)負(fù)透鏡，不能校正軸向色差；所述兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡中間設(shè)有光闌,構(gòu)成雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。一組轉(zhuǎn)像透鏡組:由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的Hopkins棒狀透鏡組成，對(duì)軸向色差進(jìn)行有效校正；所述兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡中間設(shè)有光闌，構(gòu)成雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組可沿系統(tǒng)光軸方向以任意前后順序進(jìn)行排列。實(shí)施例2本實(shí)施例的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)包括沿系統(tǒng)光軸排列的五組轉(zhuǎn)像透鏡組。其中，四組轉(zhuǎn)像透鏡組:僅由兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡組成，其不設(shè)負(fù)透鏡，不能校正軸向色差；所述兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡中間設(shè)有光闌,構(gòu)成雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。一組轉(zhuǎn)像透鏡組:由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的Hopkins棒狀透鏡組成，對(duì)軸向色差進(jìn)行有效校正；所述兩個(gè)Hopkins棒狀透鏡中間設(shè)有光闌，構(gòu)成雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組可沿系統(tǒng)光軸方向以任意前后順序進(jìn)行排列。
權(quán)利要求
1.一種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，包括沿系統(tǒng)光軸排列的奇數(shù)組轉(zhuǎn)像透鏡組，其特征在于:至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌，構(gòu)成I: I雙遠(yuǎn)心轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端設(shè)有負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，其特征在于:僅有一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，其特征在于:硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)包括沿系統(tǒng)光軸排列的三組轉(zhuǎn)像透鏡組:兩組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成；所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，其特征在于:硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)包括沿系統(tǒng)光軸排列的五組轉(zhuǎn)像透鏡組:四組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成；所述兩個(gè)棒狀透鏡中間設(shè)有光闌；上述兩種結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)像透鏡組按任意先后順序沿系統(tǒng)光軸方向進(jìn)行排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，其特征在于:所述棒狀透鏡為Hopkins棒狀透鏡，且兩端球面半徑相等。
全文摘要
本發(fā)明屬于硬管內(nèi)窺鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)。本發(fā)明包括沿系統(tǒng)光軸排列的奇數(shù)組轉(zhuǎn)像透鏡組，其中，至少一組轉(zhuǎn)像透鏡組僅由兩個(gè)棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌；只有一組轉(zhuǎn)像透鏡組由兩個(gè)沿系統(tǒng)光軸方向前后兩端膠合負(fù)透鏡的棒狀透鏡組成，所述兩個(gè)棒狀透鏡之間設(shè)有光闌；兩種結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)像透鏡組可沿光軸方向以任意組合方式進(jìn)行排布，構(gòu)成1∶1成像的雙遠(yuǎn)心光路。本發(fā)明解決了現(xiàn)有硬管內(nèi)窺鏡光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工成本高的技術(shù)問(wèn)題；取得了既能很好地校正系統(tǒng)軸向色差、得到對(duì)比度和清晰度較好的圖像，又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、膠合面少，顯著降低加工成本的有益效果。
文檔編號(hào)G02B23/24GK103091829SQ201210478678
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者于雙雙, 杜吉, 史宣, 穆郁, 孟軍合 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所