本實用新型涉及光學鏡頭領(lǐng)域，特別涉及一種三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭。
背景技術(shù)：
：目前醫(yī)療行業(yè)普遍使用的是30萬至50萬總像素的攝像器件，它的清晰度已不能滿足醫(yī)療行業(yè)獲得準確的景物信息的要求。隨著攝像器件和數(shù)字軟件處理技術(shù)及傳輸技術(shù)的不斷提高，人們對看清被觀察物的細節(jié)和彩色的真實性的需求越來越高，這就促進了視頻攝像由幾十萬像素向幾百萬像素的高清晰成像質(zhì)量發(fā)展，帶動了視頻攝像機由常用的普通型(電視分辨率480TVL/幀)更新為高清晰型(電視分辨率為800TVL/幀)發(fā)展。相應地對配套的攝像鏡頭也提出了更高的要求，其MTF(光學傳遞函數(shù))的評價的特征頻率也由63線對/mm提升到125線對/mm或更高，即由普通型視頻轉(zhuǎn)接鏡頭更新?lián)Q代為高清型視頻轉(zhuǎn)接鏡頭。但目前使用的醫(yī)用轉(zhuǎn)接鏡大部分是固定焦距或多焦點型式，為了獲取不同大小的清晰圖像，就需要更換不同焦距的鏡頭或分別多次調(diào)整多焦點型鏡頭的變焦和補償調(diào)節(jié)環(huán)，從而造成臨床使用上的不方便。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于克服以上缺點，提供一種三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，該鏡頭能在整個連續(xù)變焦過程中滿足200萬像素以上要求，能用于醫(yī)用光纖內(nèi)窺鏡或硬型內(nèi)窺鏡中的高清視頻觀察，方便臨床上的使用。本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，其特征在于：包括沿光線入射方向依次設(shè)置的第一鏡片、具有負焦距的前鏡組、光欄、具有正焦距的后鏡組、第七鏡片，所述前鏡組由第二鏡片、第三鏡片沿光線入射方向依次排列組成，所述后鏡組由第四鏡片、第五鏡片、第六鏡片沿光線入射方向依次排列組成，構(gòu)成轉(zhuǎn)接鏡頭的各光學元件需滿足以下條件：2＜|f前’/f'|＜2.8………………①1.2＜|f前'/f后'|＜2………………②Lp1/f'＜1.4………………③2.4＜|Lp15/f'|………………④其中，f'為整個光學系統(tǒng)的焦距，f前'為前鏡組的組合焦距，f后'為后鏡組的組合焦距,Lp1為入瞳離第一鏡片前端面的距離，Lp15為出瞳離像面的距離。所述前鏡組的焦距范圍為-32mm～-36mm，所述后鏡組的焦距范圍為20mm～23mm，所述第一鏡片為平面玻璃，所述第二鏡片為凸凹負透鏡，所述第三鏡片為凸凹正透鏡，所述第四鏡片為雙凸正透鏡，所述第五鏡片為雙凹負透鏡，所述第六鏡片為雙凸正透鏡，所述第七鏡片為平面玻璃。構(gòu)成轉(zhuǎn)接鏡頭的各個鏡片需滿足以下光學條件：1.48＜n1＜1.53，63＜v1＜66；1.7＜n2＜1.75，51＜v2＜55；1.78＜n3＜1.88，23＜v3＜28；1.7＜n4＜1.82，48＜v4＜51；1.65＜n5＜1.85，27＜v5＜30；1.75＜n6＜1.79，47＜v6＜53；1.48＜n7＜1.53，63＜v7＜66；其中，n1～n7依次為第一鏡片～第七鏡片的折射率，v1～v7依次為第一鏡片～第七鏡片的阿貝系數(shù)。所述第一鏡片和第二鏡片之間的空氣間隙為0.1mm～5mm，所述第二鏡片和第三鏡片之間的空氣間隙為0.1mm～0.5mm，所述第三鏡片和光欄之間的空氣間隙為0.1mm～2mm，所述光欄和第四鏡片之間的空氣間隙為0.001mm～0.1mm，所述第四鏡片和第五鏡片之間的空氣間隙為0.1mm～0.35mm，所述第五鏡片和第六鏡片之間的空氣間隙為0.01mm～0.05mm，所述第六鏡片和第七鏡片之間的空氣間隙為0.1mm～1mm，所述第七鏡片和像面之間的空氣間隙為1～1.2mm。所述第一鏡片和第七鏡片采用K9制成，所述第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、第五鏡片和第六鏡片分別采用以下光學材料制成：H-LAK7、H-ZF7LA、H-LAF50A、H-ZF5、H-LAF50A。所述轉(zhuǎn)接鏡頭的變倍比為1.8～2.5倍。較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本實用新型具有以下優(yōu)點：(1)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，能在整個連續(xù)變焦過程中滿足200萬像素以上要求，能用于醫(yī)用光纖內(nèi)窺鏡或硬型內(nèi)窺鏡中的高清視頻觀察，方便臨床上的使用；(2)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，通過控制前鏡組焦距的大小，把前組補償組的移動量控制在一定的范圍內(nèi)，在滿足成像質(zhì)量的前提下，使得鏡頭結(jié)構(gòu)小型化；(3)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，Lp1/f'＜1.4，使得轉(zhuǎn)接鏡頭能與內(nèi)窺鏡等前置的光學系統(tǒng)的出瞳重合，轉(zhuǎn)接鏡頭和內(nèi)窺鏡連接時不會出現(xiàn)視場切割現(xiàn)象；(4)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，2.4＜|Lp15/f'|，使得轉(zhuǎn)接鏡頭的出瞳趨于遠心，有利于帶分色棱鏡的光學系統(tǒng)消除色偏差；(5)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，采用反遠距結(jié)構(gòu)，拉長了后截距，可以用于加裝分色棱鏡的攝像系統(tǒng)，提高彩色圖像的質(zhì)量；(6)本實用新型提供的三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，光欄位置設(shè)在前組靠前位置，便于轉(zhuǎn)接鏡頭的入瞳前移，使之能與內(nèi)窺鏡等前置的光學系統(tǒng)的出瞳重合，以保證視場不切割。附圖說明下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明：圖1是本實用新型三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭的機械結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的光學成像原理示意圖；圖4是本實用新型使用狀態(tài)示意圖；圖5是本實例在f'＝1mm，入瞳直徑Φ＝0.206mm，2ω＝22.8°時各種表征幾何像差的曲線圖。其中：MTF曲線圖的橫坐標單位均為：線對/mm，球差和場曲像差圖的橫坐標單位為mm，倍率色差的橫坐標單位為μm，相對畸變圖的橫坐標為百分比。圖6是本實例在f'＝1.94mm，入瞳直徑Φ＝0.31mm，2ω＝11.6°時各種表征幾何像差的曲線圖。其中：MTF曲線圖的橫坐標單位均為：線對/mm，球差和場曲像差圖的橫坐標單位為mm，倍率色差的橫坐標單位為μm，相對畸變圖的橫坐標為百分比。圖中符號說明：A、前鏡組，B、光欄，C、后鏡組，D、像面，1、第一鏡片，2、第二鏡片，3、第三鏡片，4、第四鏡片，5、第五鏡片，6、第六鏡片，7、第七鏡片，X、目鏡，Y、視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，Z、CCD攝像裝置。具體實施方式下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本
實用新型內(nèi)容進行詳細說明：如圖1－圖4所示，為本實用新型提供的一種三晶片高清晰度醫(yī)用彩色視頻轉(zhuǎn)接鏡頭，其特征在于：包括沿光線入射方向依次設(shè)置的第一鏡片1、具有負焦距的前鏡組A、光欄B、具有正焦距的后鏡組C、第七鏡片7，所述前鏡組A由第二鏡片2、第三鏡片3沿光線入射方向依次排列組成，所述后鏡組C由第四鏡片4、第五鏡片5、第六鏡片6沿光線入射方向依次排列組成，構(gòu)成所述視頻轉(zhuǎn)接鏡頭的各光學元件需滿足以下條件：2＜|f前'/f'|＜2.8………………①1.2＜|f前'/f后'|＜2………………②Lp1/f'＜1.4………………③2.4＜|Lp15/f'|………………④其中，f'為整個光學系統(tǒng)的焦距，f前'為前鏡組A的組合焦距，f后'為后鏡組C的組合焦距,Lp1為入瞳離第一鏡片1前端面的距離，Lp15為出瞳離像面的距離。設(shè)定條件①的目的是，通過控制前鏡組焦距的大小，可以把前組補償組的移動量控制在一定的范內(nèi)，在滿足成像質(zhì)量好的前提下，可使結(jié)構(gòu)小型化。設(shè)定條件②的目的是，前鏡組焦距和后鏡組焦距的比值，是本實用新型能否滿足變倍整個過程成像質(zhì)量保持良好和結(jié)構(gòu)小型化的關(guān)鍵。在前鏡組焦距相同的情況下，比值越大，像差越容易校正好，后截距會更長。但太大會使結(jié)構(gòu)變大。反之，比值太小會使后組難以平衡前組產(chǎn)生的軸外高級像差，而且結(jié)構(gòu)變大。設(shè)定條件③的目的是，使之能與內(nèi)窺鏡等前置的光學系統(tǒng)的出瞳重合，防止轉(zhuǎn)接鏡和內(nèi)窺鏡連接時會出現(xiàn)視場切割現(xiàn)象。設(shè)定條件④的目的是，盡量使光學系統(tǒng)的出瞳趨于遠心，有利于帶分色棱鏡的光學系統(tǒng)消除色偏差。所述前鏡組A的焦距范圍為-32mm～-36mm，所述后鏡組C的焦距范圍為20mm～23mm，所述第一鏡片1為平面玻璃，所述第二鏡片2為凸凹負透鏡，所述第三鏡片3為凸凹正透鏡，所述第四鏡片4為雙凸正透鏡，所述第五鏡片5為雙凹負透鏡，所述第六鏡片6為雙凸正透鏡，所述第七鏡片7為平面玻璃。構(gòu)成所述視頻轉(zhuǎn)接鏡頭的各個鏡片需滿足以下光學條件：1.48＜n1＜1.53，63＜v1＜66；1.7＜n2＜1.75，51＜v2＜55；1.78＜n3＜1.88，23＜v3＜28；1.7＜n4＜1.82，48＜v4＜51；1.65＜n5＜1.85，27＜v5＜30；1.75＜n6＜1.79，47＜v6＜53；1.48＜n7＜1.53，63＜v7＜66；其中，n1～n7依次為第一鏡片1～第七鏡片7的折射率，v1～v7依次為第一鏡片1～第七鏡片7的阿貝系數(shù)。所述第一鏡片1和第二鏡片2之間的空氣間隙為0.1mm～5mm，所述第二鏡片2和第三鏡片3之間的空氣間隙為0.1mm～0.5mm，所述第三鏡片3和光欄B之間的空氣間隙為0.1mm～2mm，所述光欄B和第四鏡片4之間的空氣間隙為0.001mm～0.1mm，所述第四鏡片4和第五鏡片5之間的空氣間隙為0.1mm～0.35mm，所述第五鏡片5和第六鏡片6之間的空氣間隙為0.01mm～0.05mm，所述第六鏡片6和第七鏡片7之間的空氣間隙為0.1mm～1mm，所述第七鏡片7和像面D之間的空氣間隙為1～1.2mm。所述第一鏡片1和第七鏡片7采用K9制成，所述第二鏡片2、第三鏡片3、第四鏡片4、第五鏡片5和第六鏡片6分別采用以下光學材料制成：H-LAK7、H-ZF7LA、H-LAF50A、H-ZF5、H-LAF50A。所述視頻轉(zhuǎn)接鏡頭的變倍比為1.8～2.5倍。從圖3的光學成像原理示意圖可知：f長＝f前'f后'/(f前'+f后'-d長)f短＝f前'f后'/(f前'+f后'-d短)變倍比M＝f長/f短，可得：Md長＝(M-1)(f前'+f后')+d短………………(1)為了拉長光學系統(tǒng)的后截距，f前'取負值，因此：(f前'+f后'-d短)＜0(f前'+f后'-d長)＜0………………(2)通過(1)和(2)式，選取合適的f前'、f后'后，可用列表方法，求出合適的d長和d短。本實用新型的光學鏡頭裝置由五片球面單透鏡和兩片等厚的密封平行平板玻璃構(gòu)成。其中第一鏡片和第二鏡片組成光學鏡頭的負焦距前鏡組，它的組合焦距以f前'表示。第三鏡片至第五鏡片構(gòu)成光學鏡頭的正焦距后鏡組，以f后'表示它的組合焦距。光欄設(shè)置在第二鏡片和第三鏡片之間。前鏡組和后鏡組按照各自的曲線槽移動，設(shè)計時，前鏡組按照非線性凸輪槽移動，后鏡組按照線性凸輪槽移動。通過前組和后組間隔距離的一一對應的連續(xù)變化從而實現(xiàn)鏡頭焦距的連續(xù)變化。表1是本實用新型光學鏡頭裝置的實例：E.F.L(焦距)＝1～1.94，Φ入瞳(入瞳直徑)＝0.2～0.31mm，2ω(視場角)＝22.8°～11.6°，消色差譜線為波長0.486～0.656μm，l物＝∞表1：各鏡片數(shù)據(jù)表2：主要焦距點變焦凸輪數(shù)據(jù)表(歸一化值)焦距(f)d6d1311.5725160.2367651.290.8615620.4176281.940.0480110.822759表中d6是按照d6(n+1)＝d6(n)+0.001315如圖4所示，本實用新型的轉(zhuǎn)接鏡頭整體結(jié)構(gòu)設(shè)置于目鏡和CCD攝像裝置之間。本實用新型的優(yōu)點在于：采用了連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)，操作者只需要調(diào)節(jié)一個手輪就能調(diào)整到需要的圖像大小，而且整個變倍過程圖像都始終清晰，也可以將細節(jié)放大，以便看清被觀察物的細節(jié)，圖像超過200萬像素高清晰度質(zhì)量要求。設(shè)計的焦距值涵蓋了目前醫(yī)用固定焦距轉(zhuǎn)接鏡的范圍，可以更方便的使用。采用反遠距結(jié)構(gòu)，拉長了后截距，可以使它能用于加裝分色棱鏡的三基色視頻攝像系統(tǒng)，以提高高清彩色圖像的質(zhì)量。光欄位置設(shè)在前組靠前位置，以便轉(zhuǎn)接鏡的入瞳(Lp1)前移，使之能與內(nèi)窺鏡等前置的光學系統(tǒng)的出瞳重合，以保證視場不切割。上述具體實施方式只是對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細解釋，本實用新型并不只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本實用新型原理的任何改進或替換，均應在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3