一种超广角镜头的制作方法

本发明涉及镜头，尤其涉及一种可用于患者的体内诊疗，为相应的内窥镜系统提供高质量成像的超广角镜头。

背景技术：

1、内窥镜是一种用于临床诊断的有效工具，通过人体的天然孔道或手术切口进入体内，只需将前端的镜头对准相应部位便可直接窥视，在体内器官病变检查、微创手术等方面有着广泛的应用。传统的内窥镜设备大多数是复用型，即在患者做完检查后通过清洗、消毒便重新投入使用。复用内窥镜的透镜大多为玻璃材质，其可达到非常优秀的光学性能指标，为医生提供高清晰度的诊断图像，同时这种小尺寸透镜也存在加工难度高、成本昂贵等缺点。然而经过多年的发展，复用型内镜始终无法摆脱交叉感染的风险。由于复用型内窥镜结构复杂且使用特殊材料制作，导致其消毒杀菌非常困难；又因为其价格昂贵，大多数医院的采购数量有限，往往不能满足患者的临床诊疗需求，因此会出现消杀时间过短等安全隐患。例如公开号为cn202120621824.6的中国实用新型专利中公开了一种一次性电子内窥镜，其核心优势在于可以有效降低交叉感染风险以及价格低廉。

2、一次性电子内窥镜在控制成本的基础上还需要兼顾光学性能，例如医生在做支气管检查时会遇到一些狭窄的组织孔道，导致无法通过内窥镜头端的弯曲来控制拍摄角度，这对镜头本身的机械与光学性能提出了较高要求。在分辨率足够的情况下，更大的视场角能提供更大的观察视野、减少视野盲区，从而让医生更容易发现病灶。内窥镜产品一般采用超广角镜头来提升观察范围。现有超广角镜头在设计过程中一般采用特定结构来进行像差补偿，增加透镜数量或采用非球面透镜等方式也可以提高像质存在镜片结构复杂，机械口径大。

3、但是现有广角镜头不利于头端部件的小型化，另外还存在边缘视场像差不易消除，相对照度低，像面四周容易出现暗角、像质差等问题，一次性内窥镜镜头难以在保证像质的前提下控制成本。

4、综上所述，现急需一种保证成像质量且能够降低生产成本的超广角镜头。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种超广角镜头，以解决上述背景技术中所提到的技术问题。

2、根据本发明的一个目的，本发明提供一种冷却结构，包括：

3、沿光轴由物方至像面一侧分别包括第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述光阑、所述第三透镜、所述第四透镜和所述滤光片)由物方至像方依次同轴排列，其中所述第一透镜和所述第四透镜具有负光焦度，所述第二透镜和所述第三透镜具有正光焦度，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑胶材质，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均至少有一面为非球面，所述光阑设置于所述超广角镜头整体的居中位置；

4、所述超广角镜头的光学总长ttl和所述超广角镜头最大视场角对应的主光线在像面上的成像全高2y比值满足条件：1.5<ttl/2y<2.5。

5、优选的，所述第一透镜为前后表面均为凹面，所述第二透镜的凹面朝向像方，所述第三透镜为前后表面均为凸面，所述第四透镜的凹面朝向物方一侧。

6、优选的，该超广角镜头，还包括：

7、滤光片，所述滤光片位于所述第四透镜和像面之间，所述滤光片为红外截止滤光片；

8、保护玻璃，所述保护玻璃位于所述第一透镜朝向物方的一侧，所述保护玻璃在物方一侧的平板面上镀有憎水膜。

9、优选的，所述保护玻璃、所述第一透镜、所述第二透镜、所述光阑、所述第三透镜、所述第四透镜以及所述滤光片由物方至像方依次同轴排列；

10、所述保护玻璃包括两个平板面，分别为第一平板面和第二平板面，所述第一透镜包括第一非球面和第二非球面，所述第二透镜包括第三非球面和第四非球面，所述第三透镜包括第五非球面和第六非球面，所述第四透镜包括第七非球面和第八非球面，所述滤光片包括两个平板面，分别为第三平板面和第四平板面，第一平板面、第二平板面、第一非球面、第二非球面、第三非球面、第四非球面、光阑、第五非球面、第六非球面、第七非球面、第八非球面、第三平板面和第四平板面由物方至像方依次同轴排列。

11、优选的，第一透镜和第三透镜的折射率均为1.51～1.71，阿贝数均为39～49。第二透镜和第四透镜的折射率均为1.59～1.79，阿贝数均为27～37。

12、优选的，所述保护玻璃的折射率为1.60～1.80，阿贝数为71～81，所述滤光片的折射率为1.48～1.68，阿贝数为55～65。

13、优选的，第一透镜的焦距和所述超广角镜头焦距之比的绝对值为0.49～2.39；

14、第二透镜的焦距和所述超广角镜头焦距之比的绝对值为2.81～4.53；

15、第三透镜的焦距和所述超广角镜头焦距之比的绝对值为0.68～2.52；

16、第四透镜的焦距和所述超广角镜头焦距之比的绝对值为1.33～3.26。

17、优选的，所述第二透镜的物方表面曲率半径的绝对值小于其像方表面曲率半径的绝对值，所述第三透镜的物方表面曲率半径的绝对值大于其像方表面曲率半径的绝对值。

18、优选的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的非球面表面形状符合以下计算公式：

19、

20、其中，y为光线在面上的投射高；r为面以其与光轴交点为中心的曲率半径；k为圆锥系数，a4、a6、a8、a10、a12为高阶非球面系数；x为非球面上到光轴距离为y的点与光轴作垂线的垂线长度。

21、优选的，该超广角镜头的f数为4，全视场角为140度。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、该超广角镜头，通过将光阑居中设置并优化镜片结构，镜片结构中透镜的光焦度分配为负正正负，有效降低了轴外像差，提升了超广角镜头边缘视场的相对照度以及成像质量，使用的4片塑胶非球面透镜，1.5<ttl/2y<2.5的镜头设计，在降低了制造难度和单件成本的情况下，提高了光学性能。

24、以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

技术特征：

1.一种超广角镜头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，所述第一透镜(10)为前后表面均为凹面，所述第二透镜(20)的凹面朝向像方，所述第三透镜(30)为前后表面均为凸面，所述第四透镜(40)的凹面朝向物方一侧。

3.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的一种超广角镜头，其特征在于，所述保护玻璃(50)、所述第一透镜(10)、所述第二透镜(20)、所述光阑(60)、所述第三透镜(30)、所述第四透镜(40)以及所述滤光片(70)由物方至像方依次同轴排列；

5.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，第一透镜(10)和第三透镜(30)的折射率均为1.51～1.71，阿贝数均为39～49。第二透镜(20)和第四透镜(40)的折射率均为1.59～1.79，阿贝数均为27～37。

6.根据权利要求3所述的一种超广角镜头，其特征在于，所述保护玻璃(50)的折射率为1.60～1.80，阿贝数为71～81，所述滤光片(70)的折射率为1.48～1.68，阿贝数为55～65。

7.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，所述第二透镜(20)的物方表面曲率半径的绝对值小于其像方表面曲率半径的绝对值，所述第三透镜(30)的物方表面曲率半径的绝对值大于其像方表面曲率半径的绝对值。

9.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，所述第一透镜(10)、所述第二透镜(20)、所述第三透镜(30)和所述第四透镜(40)的非球面表面形状符合以下计算公式：

10.根据权利要求1所述的一种超广角镜头，其特征在于，该超广角镜头的f数为4，全视场角为140度。

技术总结本发明提供了一种超广角镜头，沿光轴由物方至像面一侧分别包括第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述光阑、所述第三透镜和所述第四透镜由物方至像方依次同轴排列，其中所述第一透镜和所述第四透镜具有负光焦度，所述第二透镜和所述第三透镜具有正光焦度。该超广角镜头，通过将光阑居中设置并优化镜片结构，镜片结构中透镜的光焦度分配为负正正负，有效降低了轴外像差，提升了超广角镜头边缘视场的相对照度以及成像质量，使用的4片塑胶非球面透镜，1.5<TTL/2Y<2.5的镜头设计，在降低了制造难度和单件成本的情况下，提高了光学性能。技术研发人员：闵新港,李有森,陈兴旺受保护的技术使用者：瀚湄信息科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11