本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)診斷器械，尤其涉及一種8k超高清光學(xué)內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、醫(yī)學(xué)診斷器械是識別患者的各種醫(yī)療狀況的設(shè)備或者儀器，能夠輔助醫(yī)生進(jìn)行準(zhǔn)確和及時的診斷，以使醫(yī)生能夠?qū)膊∵M(jìn)行有效治療和管理。

2、光學(xué)內(nèi)窺鏡是一種常用的醫(yī)療器械，可經(jīng)人體天然孔道或者手術(shù)小切口進(jìn)入人體內(nèi)部，幫助醫(yī)生對病變部位的情況進(jìn)行診斷分析和治療疾病的一種醫(yī)療設(shè)備。比如有胃鏡、腸鏡等等。

3、光學(xué)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是將光學(xué)內(nèi)窺鏡與攝像裝置相組合，而形成的一種便于通過顯示設(shè)備查看被觀察物圖像的系統(tǒng)。目前，現(xiàn)有光學(xué)內(nèi)窺鏡的難以滿足臨床超高清成像要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種具有較高分辨率的光學(xué)內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種光學(xué)內(nèi)窺鏡，包括：管體以及設(shè)在所述管體內(nèi)的物鏡組及中繼鏡組，所述中繼鏡組設(shè)在所述物鏡組的像方，在所述中繼鏡組的像方設(shè)有準(zhǔn)直放大鏡組；

4、其中，所述物鏡組，用于對被觀察物成像；

5、所述中繼鏡組，用于對所述物鏡組所成的像進(jìn)行中繼傳輸；

6、所述準(zhǔn)直放大鏡組，用于將所述中繼鏡組的像方的光斑放大成一個平行準(zhǔn)直光斑，以使所述中繼鏡組的光出射角度與攝像鏡頭的光入射角度相一致，且使放大后形成的所述平行準(zhǔn)直光斑的大小與攝像鏡頭的入瞳的大小相一致；所述中繼鏡組的光出射方為所述中繼鏡組的像方。

7、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述準(zhǔn)直放大鏡組的像方的光照度，與所述物鏡組的物方的光照度滿足如下關(guān)系：

8、；

9、為像方光照度，單位為；

10、為物方光照度，單位為；

11、為透過率，取值范圍為；

12、f為光圈數(shù)，取值范圍為。

13、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述管體的外徑為10mm，所述物鏡組的外徑大于或等于5.0mm，所述中繼鏡組的外徑大于或等于6.8mm，所述準(zhǔn)直放大鏡組的外徑大于或等于7.8mm，小于或等于31mm，或者所述準(zhǔn)直放大鏡組的外徑大于31mm；或者

14、所述管體的外徑為4mm，所述物鏡組的外徑大于或等于2.2mm，所述中繼鏡組的外徑大于或等于3.0mm，所述準(zhǔn)直放大鏡組301的外徑大于或等于4.8mm，小于或等于31mm，或者所述準(zhǔn)直放大鏡組的外徑大于31mm。

15、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，，物鏡組的口徑為6-6.8mm，所述中繼鏡組的口徑7-7.8mm。

16、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述管體包括內(nèi)管、中管和外管；

17、所述物鏡組及中繼鏡組設(shè)在所述內(nèi)管中，所述中繼鏡組的外徑為7mm；

18、所述中管套設(shè)在所述外管外側(cè)；

19、所述外管套設(shè)在所述中管外側(cè)，且在所述外管內(nèi)側(cè)壁和所述中管外側(cè)壁之間的腔體內(nèi)設(shè)有光纖。

20、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述中繼鏡組包括奇數(shù)組棒鏡，所述奇數(shù)組棒鏡至少為五組棒鏡。

21、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的物方細(xì)節(jié)分辨率為1.0um-2.0um。

22、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的物方細(xì)節(jié)分辨率為1.0um、1.38um、1.45um、1.85um、或2.0um。

23、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的像方光學(xué)分辨率大于或等于250lp/mm-500lp/mm。

24、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述物鏡組采用類雙高斯對稱系統(tǒng)，中間放置孔徑光闌，兩邊鏡頭曲率彎向該光闌。

25、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述物鏡組包含物鏡、補(bǔ)償透鏡、第一膠合鏡、第二膠合鏡及第三膠合鏡；

26、所述物鏡、補(bǔ)償透鏡、第一膠合鏡、第二膠合鏡及第三膠合鏡，沿所述物鏡組的物方至像方的方向依次設(shè)置；

27、其中，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的工作外徑為10mm時，所述物鏡組的組合焦距范圍為，；

28、所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的工作外徑為4mm時，所述物鏡組的組合焦距范圍為，；

29、其中，為第二膠合鏡的焦距；為第三膠合鏡的焦距。

30、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述中繼鏡組整體焦距與所述中繼鏡組的物方面的有效口徑的比值為。

31、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述中繼鏡組包含奇數(shù)組中繼棒鏡，每組棒鏡包括兩個三膠合鏡組；

32、每個三膠合鏡組包括第一中繼透鏡、第二中繼透鏡及第三中繼透鏡；其中，第一中繼透鏡與第二中繼透鏡膠合，第二中繼透鏡與第三中繼透鏡膠合，第一中繼透鏡與第三中繼透鏡相對于第二中繼透鏡互為對稱，且第一中繼透鏡與第三中繼透鏡的光學(xué)參數(shù)相一致。

33、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述中繼鏡組還包括光闌，第一中繼透鏡與所述第三中繼透鏡的凸面彎向該光闌。

34、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的工作外徑為10mm時，所述中繼鏡組整體組合范圍為,且；

35、所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的工作外徑為4mm時，所述中繼鏡組整體組合范圍為

36、,且；

37、其中，為第一中繼透鏡的焦距，為第二中繼透鏡的焦距。

38、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，，所述光闌與所述膠合鏡組構(gòu)成雙高斯、放大倍率的對稱系統(tǒng)。

39、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述中繼鏡組的入射數(shù)值孔徑na與出射數(shù)值孔徑isna相等，入射數(shù)值孔徑na與出射數(shù)值孔徑isna范圍。

40、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述物鏡的物側(cè)面為平面，像側(cè)面為凹面，平均色散，曲率；

41、所述補(bǔ)償透鏡物側(cè)面為平面，像側(cè)面為凸面，平均色散，曲率；

42、所述第一膠合鏡由第一透鏡與第二透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd3-vd4>10；所述第一透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；

43、所述第二膠合鏡由第三透鏡與第四透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd6-vd5>20；第三透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散；物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；第四透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散；物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；

44、所述第三膠合鏡由第五透鏡與第六透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd7-vd8>12；第五透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散；物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；第六透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散；物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值。

45、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述準(zhǔn)直放大鏡組包括：第一準(zhǔn)直放大膠合鏡及第二準(zhǔn)直放大膠合鏡；

46、所述第一準(zhǔn)直放大膠合鏡由第七透鏡與第八透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd12-vd13>25；第七透鏡的物方面為凹面，像方面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；第八透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；

47、第二準(zhǔn)直放大膠合鏡由第九透鏡與第十透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd14-vd15>12；第九透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值優(yōu)選，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；第十透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值優(yōu)選，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值。

48、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種光學(xué)內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)，包括：

49、光學(xué)內(nèi)窺鏡；

50、攝像鏡頭，所述攝像鏡頭設(shè)在所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的像方，用于將所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的出射光線在成像平面處形成實(shí)像；

51、圖像傳感器，所述圖像傳感器設(shè)在所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的像方，用于將所述光學(xué)內(nèi)窺鏡在成像平面處成像的光轉(zhuǎn)換為電信號；

52、其中，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡為前述任一實(shí)現(xiàn)方式所述的光學(xué)內(nèi)窺鏡；所述準(zhǔn)直放大鏡組的光出射角，與所述攝像鏡頭的光入射角相一致。

53、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡的物方細(xì)節(jié)分辨率，為所述圖像傳感器的像元尺寸的0.8-1.5倍。

54、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述攝像鏡頭與所述準(zhǔn)直放大鏡組不可拆卸；或者

55、所述攝像鏡頭與所述準(zhǔn)直放大鏡組之間通過標(biāo)準(zhǔn)連接結(jié)構(gòu)可拆卸連接，或者通過非標(biāo)準(zhǔn)連接結(jié)構(gòu)可拆卸連接。

56、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述物鏡組、所述中繼鏡組、所述準(zhǔn)直放大鏡組以及所述攝像鏡頭，共同設(shè)在同一管腔內(nèi)形成一體化設(shè)計。

57、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述攝像鏡頭的光入射口的光斑直徑為所述準(zhǔn)直放大鏡組的光出射口的光斑直徑的1倍-6倍，所述準(zhǔn)直放大鏡組的光出射口的光斑直徑為1.5-8mm。

58、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述攝像鏡頭包括并行設(shè)置兩個攝像鏡頭，用于3d成像；或者，

59、所述攝像鏡頭僅具有一個攝像鏡頭，用于2d成像。

60、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述攝像鏡頭包括第三攝像透鏡、第四攝像膠合鏡和第五攝像透鏡；

61、第三攝像透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；

62、第四攝像膠合鏡由第十一透鏡與第十二透鏡組成，色散系數(shù)滿足vd17-vd18>22；第十一透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凹面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；第十二透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散，物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值；

63、所述第五攝像透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面，焦距與物側(cè)面的有效口徑的比值，平均色散；物側(cè)面曲率與像側(cè)面曲率比值。

64、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述光學(xué)內(nèi)窺鏡為便于形成7680x4320像素的8k超高清圖像的光學(xué)內(nèi)窺鏡。

65、本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)內(nèi)窺鏡及成像系統(tǒng)，準(zhǔn)直放大鏡組將中繼鏡組傳輸?shù)墓獍叻糯?，便于攝像鏡頭在高分辨率的圖像傳感器上成像，比如在8k（7680x4320像素）的圖像傳感器上形成7680x4320像素的超高清圖像。

66、進(jìn)一步地，準(zhǔn)直放大鏡組將中繼鏡組傳輸?shù)墓獍叻糯笮纬梢粋€平行準(zhǔn)直光斑，以使所述中繼鏡組的光出射角度與攝像鏡頭的光入射角度相一致，且使放大后形成的所述平行準(zhǔn)直光斑的大小與攝像鏡頭的入瞳的大小相一致。這樣可使中繼鏡組的像方形成的準(zhǔn)直光斑的光線，完全進(jìn)入攝像鏡頭進(jìn)行成像，換言之，中繼鏡組的像方形成的準(zhǔn)直光斑，能夠完全進(jìn)入攝像鏡頭進(jìn)行成像，使得準(zhǔn)直光斑的各個像點(diǎn)均能作為成像的像素點(diǎn)進(jìn)行成像，從而便于攝像鏡頭對中繼鏡組的像方形成的準(zhǔn)直光斑在高分辨率的圖像傳感器上進(jìn)行超高清無損成像，比如在8k（7680x4320像素）的圖像傳感器上形成7680x4320像素的超高清圖像。