用于內窺鏡的物鏡、用于聚焦的致動器以及內窺鏡系統技術方案

提供一種用于內窺鏡的物鏡，用于聚焦物鏡的致動器，以及包括該物鏡的內窺鏡系統。用于內窺鏡的物鏡包括多個透鏡、光闌、以及鄰近光闌設置的光學元件，其中通過光學元件在與光軸不同的方向上的移動可以改變焦距。

【技術實現步驟摘要】
用于內窺鏡的物鏡、用于聚焦的致動器以及內窺鏡系統
本專利技術總專利技術構思涉及數字攝影裝置的物鏡、用于聚焦該物鏡的致動器、以及包括該物鏡的內窺鏡。
技術介紹
內窺鏡檢查法廣泛用于具有內臟問題的患者的體格檢查、診斷和醫冶。內窺鏡檢查法使得患者在一療程之后能夠快速恢復，并且還在實施外科或其它療程之后給醫生提供大的靈活性。因而，內窺鏡檢查法一般用于各種類型的醫院和診所中。近年來，內窺鏡檢查裝置已經逐漸發展。例如，成像單元已經從用于使用數字傳感器的光纖圖像傳導（fiberopticimageguide）發展。物鏡已經發展為滿足現代圖像傳感器的需求。雖然內窺鏡的物鏡的透鏡結構可以是簡單的，但是內窺鏡的尺寸受到限制。近來，已經引入了用于內窺鏡的新圖像品質標準。最大的有效圖像分辨率選項已經從0.3兆像素（MP）增加到1.3MP或更高。對于醫療人員來說，高圖像品質對于清晰地觀察患病的區域是重要的。因為成像單元的尺寸受限，傳感器尺寸保持不變，并且為了提供獲得所述分辨率的可能性，像素尺寸已經減小。然而，由于更小的像素尺寸（高分辨率），所以因衍射極限導致難以獲得寬的景深（DOF）。此外，為了用內窺鏡中使用的物鏡進行聚焦，至少一個透鏡沿光軸移動。然而，該操作增加了透鏡系統的尺寸，用于移動透鏡的驅動機構是復雜的，并且為此控制系統也是復雜的。此外，由于在近距離的短DOF，如上所述的聚焦系統可能不便使用。
技術實現思路
本專利技術總專利技術構思提供一種用于內窺鏡的物鏡，其可以使用簡單且經濟有效的方法聚焦。本專利技術總專利技術構思還提供一種用于聚焦用于內窺鏡的物鏡的致動器（actuator）。本專利技術總專利技術構思還提供一種經濟有效且具有優良的聚焦性能的內窺鏡系統。本專利技術總專利技術構思的額外特征和效用將在以下的描述中部分地闡述且部分將通過該描述變得顯然，或者可以通過對本專利技術總專利技術構思的實踐而習知。根據本專利技術總專利技術構思的一示例性實施方式，提供了一種用于內窺鏡的物鏡，所述物鏡包括：多個透鏡；光闌；以及光學元件，鄰近光闌設置，其中物鏡的焦距根據光學元件在與多個透鏡的光軸不同的方向上的移動是可變的。多個透鏡包括布置在光闌的前面且具有負折射能力的前透鏡組以及布置在光闌的后面且具有正折射能力的后透鏡組，光學元件設置在前透鏡組與光闌之間或者設置在光闌與后透鏡組之間，其中前透鏡組包括具有負折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡，后透鏡組包括具有正折射能力的第三透鏡、具有正折射能力的第四透鏡和具有負折射能力的第五透鏡。物鏡滿足以下方程式：<方程式>0.8≤|ds/fG1|≤1.8其中ds表示在物側的第一透鏡L1的頂點與光闌之間的距離，fG1表示前透鏡組的焦距。光學元件的移動可以在光軸上的位置與偏離光軸的位置之間。光學元件可以是無折射能力透明元件。光學元件可以是具有兩個平坦表面的玻璃板。光學元件可以具有正折射能力或負折射能力。光學元件的移動可以在垂直于多個透鏡的光軸的方向上。物鏡的光圈數Fno可以在從4到6的范圍內。物鏡的景深（DOF）在遠距離可以是在從5mm到100mm的范圍內，物鏡的DOF在近距離可以是在從2.5mm到10mm的范圍內。第二透鏡可以是具有朝向物鏡的像側設置的凸面的凹凸透鏡（meniscustypelens）。物鏡可以滿足以下方程式：<方程式2>d48/ffr≥2.0其中d48表示在物鏡的像側的第二透鏡的頂點與在物鏡的物側的第三透鏡的頂點之間的距離，ffr表示物鏡的總焦距。第四透鏡和第五透鏡可以粘合（cement）在一起。物鏡可以滿足以下的方程式：<方程式>f2/ffr≥6.00.3≤f45/f2≤2.5其中f2表示第二透鏡的焦距，ffr表示物鏡的總焦距，f45表示粘合的第四透鏡和第五透鏡的焦距。第二透鏡和第三透鏡可以包括非球面。根據本專利技術總專利技術構思的示例性實施方式，提供一種內窺鏡系統，該內窺鏡系統包括：彎曲部分，具有端部；物鏡，設置在彎曲部分的端部；以及插入部分，在彎曲部分的與所述端部相反的一端連接到彎曲部分，其中物鏡包括多個透鏡；光闌；以及光學元件，鄰近光闌設置，物鏡的焦距根據光學元件在與多個透鏡的光軸不同的方向上的移動是可變的。附圖說明通過結合附圖對實施方式的以下描述，本專利技術總專利技術構思的這些和/或其它特征和效用將變得明顯且更易于理解，在附圖中：圖1是根據本專利技術總專利技術構思的示例性實施方式的、用于內窺鏡的物鏡的截面圖；圖2A示出使用圖1的物鏡對遠距離物體進行的聚焦；圖2B示出使用圖1的物鏡對近距離物體進行的聚焦；圖3A示出當用于內窺鏡的圖1的物鏡對遠距離物體進行聚焦時的像差；圖3B示出當用于內窺鏡的圖1的物鏡對近距離物體進行聚焦時的像差；圖4是根據本專利技術總專利技術構思的另一實施方式的、用于內窺鏡的物鏡的截面圖；圖5A示出當用于內窺鏡的圖4的物鏡對遠距離物體進行聚焦時的像差；圖5B示出當用于內窺鏡的圖4的物鏡對近距離物體進行聚焦時的像差；圖6是根據本專利技術總專利技術構思的另一實施方式的、用于內窺鏡的物鏡的截面圖；圖7A示出當用于內窺鏡的圖6的物鏡對遠距離物體進行聚焦時的像差；圖7B示出當用于內窺鏡的圖6的物鏡對近距離物體進行聚焦時的像差；圖8是根據本專利技術總專利技術構思的另一實施方式的、用于內窺鏡的物鏡的截面圖；圖9A示出當用于內窺鏡的圖8的物鏡對遠距離物體進行聚焦時的像差；圖9B示出當用于內窺鏡的圖8的物鏡對近距離物體進行聚焦時的像差；圖10是根據本專利技術總專利技術構思的另一實施方式的、用于內窺鏡的物鏡的截面圖；圖11A示出當用于內窺鏡的圖10的物鏡對遠距離物體進行聚焦時的像差；圖11B示出當用于內窺鏡的圖10的物鏡對近距離物體進行聚焦時的像差；圖12是根據本專利技術總專利技術構思的示例性實施方式的、用于聚焦的致動器的示意圖；以及圖13是包括根據本專利技術總專利技術構思的示例性實施方式的物鏡的內窺鏡系統的示意圖。具體實施方式現在將詳細參考本專利技術總專利技術構思的實施方式，其實例在附圖中示出，其中相同的附圖標記始終表示相同的元件。這些示例性實施方式在以下被描述，從而在參考附圖的同時說明本專利技術總專利技術構思。參考圖1，根據本專利技術總專利技術構思的示例性實施方式的、用于內窺鏡的物鏡10包括從物側O順序地設置的前透鏡組G1、光闌（stop）ST以及后透鏡組G2。光學元件OE可以鄰近光闌ST設置。光學元件OE可以例如設置在前透鏡組G1和光闌ST之間或光闌ST和后透鏡組G2之間。光學元件OE在與光軸不同的方向上可移動，并且通過使用光學元件OE可以進行聚焦。光闌ST可以是具有恒定孔徑的固定光闌。因而，根據用于內窺鏡的物鏡10，透過孔的光的量可以不變。當光學元件OE如圖2A所示地布置在光軸上時，焦距增大，當光學元件OE移動以如圖2B所示地偏離光軸時，焦距可以縮短。光學元件OE可以是例如無能力透明元件（non-powertransparentelement）。這里，能力指的是折射能力。當光學元件OE是無能力器件時，因光學元件OE而引起的成本增加較小，物鏡的總能力不受影響，因而，像差可以被容易地控制，并且光學元件OE可以以較高的自由度移動。然而，光學元件OE不限于此，而是還可以是有能力元件（powerelement）。換言之，光學元件OE可具有正折射能力或負折射能力。當光學元件OE鄰近光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于內窺鏡的物鏡，所述物鏡包括：多個透鏡；光闌；以及光學元件，鄰近所述光闌設置，其中所述物鏡的焦距根據所述光學元件在與所述多個透鏡的光軸不同的方向上的移動是可變的。

【技術特征摘要】
2011.11.28 KR 10-2011-01253111.一種用于內窺鏡的物鏡，所述物鏡包括：多個透鏡；光闌；以及光學元件，鄰近所述光闌設置，其中所述物鏡的焦距根據所述光學元件在與所述多個透鏡的光軸不同的方向上的移動是可變的，其中所述多個透鏡包括布置在所述光闌的前面且具有負折射能力的前透鏡組以及布置在所述光闌的后面且具有正折射能力的后透鏡組，所述光學元件設置在所述前透鏡組與所述光闌之間或者設置在所述光闌與所述后透鏡組之間，其中所述前透鏡組包括具有負折射能力的第一透鏡和具有正折射能力的第二透鏡，所述后透鏡組包括具有正折射能力的第三透鏡、具有正折射能力的第四透鏡和具有負折射能力的第五透鏡，其中所述第二透鏡是具有朝向所述物鏡的像側設置的凸面的凹凸透鏡，以及其中所述物鏡滿足以下方程式：<方程式>0.8≤|ds/fG1|≤1.8其中ds表示在物側的所述第一透鏡的頂點與所述光闌之間的距離，fG1表示所述前透鏡組的焦距。2.根據權利要求1所述的用于內窺鏡的物鏡，其中所述光學元件的所述移動在所述光軸上的位置與偏離所述光軸的位置之間。3.根據權利要求1至2中任一項所述的用于內窺鏡的物鏡，其中所述光學元件是無折射能力透明元件。4.根據權利要求1至2中任一項所述的用于內窺鏡的物鏡，其中所述光學元件是具有兩個平坦表面的玻璃板。5.根據權利要求1至2中任一項所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S梅納布德，崔鐘喆，鄭慧仁，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：