一种4k鼻窦镜

文档序号:1805616 发布日期:2021-11-09 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种4k鼻窦镜 (4K paranasal sinuscope ) 是由 徐斌峰 徐斌顶 赵�卓 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种4K鼻窦镜,物镜系统包括:光路从物方到像方依次经过的物端保护片、第一物镜、光路通道、第二物镜、第一管道、第三物镜、第四物镜、第二管道、第五物镜和第六物镜;物端保护片面向物方和像方的面均为平面;第一物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凹面;第二物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面;第三物镜面向物方和像方的面均为凸面;第四物镜面向物方的面为凹面,面向像方的面为凸面;第五物镜面向物方的面为凹面,面向像方的面为平面;第六物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面。本发明公开了一种4K鼻窦镜,分辨率较高,视场角大、畸变小,同时其物镜系统的结构紧凑。(The invention discloses a 4K paranasal sinus mirror, an objective system comprises: the optical path sequentially passes through an object end protection plate, a first objective lens, an optical path channel, a second objective lens, a first pipeline, a third objective lens, a fourth objective lens, a second pipeline, a fifth objective lens and a sixth objective lens from an object space to an image space; the surfaces of the object end protection sheet facing the object space and the image space are both planes; the surface of the first objective lens facing the object side is a plane, and the surface facing the image side is a concave surface; the surface of the second object mirror surface facing the object space is a plane, and the surface facing the image space is a convex surface; the surfaces of the third objective lens facing the object space and the image space are convex surfaces; the surface of the fourth objective lens facing the object side is a concave surface, and the surface facing the image side is a convex surface; the surface of the fifth objective lens facing the object side is a concave surface, and the surface facing the image side is a plane; the surface of the sixth objective lens facing the object side is a plane, and the surface facing the image side is a convex surface. The invention discloses a 4K sinus speculum which is high in resolution, large in field angle, small in distortion and compact in structure of an objective system.)

一种4K鼻窦镜

技术领域

本发明涉及鼻窦镜技术领域,更具体的说是涉及一种4K鼻窦镜。

背景技术

鼻窦镜,是一种微创医疗检查器械,具有良好的照明,通过配套的手术器械可以使手术变得更加精细,并可以达到传统手术无法达到的区域,是现代医学发展的一大主流,具有创伤轻、病人痛苦小、术后恢复快等诸多优点,同时能显著缩短术后住院时间,减少医疗资源的消耗。

光学成像是鼻窦镜设备最关键的部分,医生的操作完全依赖鼻窦镜获取的图像,图像的清晰度直接关系到术中对疾病的判断,对组织结构的辨认,以及操作的准确性和精确性,总体上光学成像与手术的安全性密切相关,因此,鼻窦镜技术的主要发展趋势就是不断的提高光学成像质量。

目前光学成像已从1080p高清向4K超高清发展,4K鼻窦镜图像分辨率达到3840×2160,是1080p高清图像的4倍,提供更清晰的组织细节,提高病灶的定位精度,对手术质量及安全性的提高有很大作用。

鼻窦镜物镜光学系统是鼻窦镜的关键部件,既要保证高清晰、又要同时实现大视场角和小畸变成像,这是目前的技术难题,大视场角对于扩大医生视野效果明显,小畸变又进一步提高体内器官及组织尺寸和位置的准确度,但目前鼻窦镜物镜光学系统的分辨率较低,且视场角较小,同时畸变成像较大。

因此,如何提供一种分辨率较高、大视场角以及小畸变成像的4K鼻窦镜是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种4K鼻窦镜,分辨率较高,视场角大、畸变小,同时其物镜系统的结构紧凑。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种4K鼻窦镜,包括:物镜系统,所述物镜系统包括:光路从物方到像方依次经过的物端保护片、第一物镜、光路通道、第二物镜、第一管道、第三物镜、第四物镜、第二管道、第五物镜和第六物镜,且所述光路通道开设在镜座上,并自物方到像方延伸,同时所述光路通道的两个端口一一对应贯穿至所述镜座的两端,所述物端保护片和所述第一物镜面向像方的一面均连接在所述镜座面向物方一端的侧壁上,同时所述物端保护片与所述第一物镜之间具有间隔,所述第二物镜面向物方的一面连接在所述镜座面向像方一端的侧壁上,所述第二物镜面向像方的一面依次连接所述第一管道、所述第三物镜、所述第四物镜、所述第二管道、所述第五物镜和所述第六物镜;

所述物端保护片面向物方和像方的面均为平面;所述第一物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凹面;所述第二物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面;所述第三物镜面向物方和像方的面均为凸面;所述第四物镜面向物方的面为凹面,面向像方的面为凸面;所述第五物镜面向物方的面为凹面,面向像方的面为平面;所述第六物镜面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面。

优选的,所述物端保护片采用SAPPHIRE材料,且所述物端保护片的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.40mm,镜面直径2.0mm;所述物端保护片的像方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.20mm,镜面直径1.8mm,透镜半径为1.4mm。

优选的,所述第一物镜采用H-ZLAF1玻璃材料,且所述第一物镜的物方凸面曲率半径为无穷,镜面距离0.40mm,镜面直径1.66mm;所述第一物镜的像方凹面曲率半径为0.8017mm,镜面距离为3.25mm,镜面直径为1.12mm,透镜半径为1.4mm。

优选的,所述第二物采用H-ZLAF1玻璃材料,且所述第二物镜的平面曲率半径为无穷,镜面距离1.59mm,镜面直径1.26mm;所述第二物镜的凸面曲率半径为-2.9605mm,镜面距离为0.19mm,镜面直径为1.76mm,透镜半径为1.4mm。

优选的,所述第三物镜采用H-ZK14玻璃材料,且所述第三物镜的物方凸面曲率半径为5.297mm,镜面距离为1.81mm,镜面直径为1.82mm;所述第三物镜的像方凸面曲率半径为-2.128mm;所述第三物镜的透镜半径为1.4mm。

优选的,所述第四物镜采用H-ZLAF3玻璃材料,且所述第四物镜的物方凹面曲率半径-2.128mm,镜面距离为0.66mm,镜面直径为1.74mm;所述第四物镜的像方凸面曲率半径-5.058mm,镜面距离为1.43mm,镜面直径为1.8mm。

优选的,所述第五物镜采用H-ZF13玻璃材料,且所述第五物镜的物方凹面曲率半径为-1.803mm,镜面距离1.86mm,镜面直径为1.58mm;所述第五物镜的像方平面曲率半径为无穷;所述第五物镜的透镜半径为1.4mm。

优选的,所述第六物镜采用H-LAK7玻璃材料,且所述第六物镜的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为1.2mm,镜面直径为2.26mm;所述第六物镜的像方凸面的曲率半径为-2.679mm,镜面半径为1.4mm。

优选的,所述第三物镜面向像方的面与所述第四物镜面向物方的面全部胶合,同时所述第五物镜面向像方的面与所述第六物镜面向物方的面全部胶合。

优选的,所述镜座面向物方的一端开设有安装槽,且所述安装槽的槽底开设有通光孔,所述安装槽的槽口面向物方,所述物端保护片封堵在所述安装槽的槽口上,并固定在所述安装槽的槽口端面上,所述第一物镜嵌入且固定在所述安装槽内的,且所述通光孔分别对应所述第一物镜的凹面和所述光路通道靠近物方的端口,以通过光路。

经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种4K鼻窦镜,可以实现如下技术效果:

(1)分辨率较高,视场角大、畸变小;

(2)结构紧凑,且镜片数量少;

(3)材料环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种4K鼻窦镜的物镜系统的结构图;

图2为本发明中继光学系统连接物镜系统的结构图;

图3为本发明中继光学系统连接成像观测装置的结构图;

图4为本发明实施例1中光学传递函数的图像;

图5为本发明实施例1中畸变曲线的图像。

其中,1-物端保护片;2-第一物镜;3-光路通道;4-第二物镜;5-第一管道;6-第三物镜;7-第四物镜;8-第二管道;9-第五物镜;10-第六物镜;30-镜座;301-安装槽;11-保护管;12-中继光学系统;13-成像观测装置;14-转像胶合单元;15-间隔空腔;16-光纤;17-间隔管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种4K鼻窦镜,包括:物镜系统,物镜系统包括:光路从物方到像方依次经过的物端保护片1、第一物镜2、光路通道3、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10,且光路通道3开设在镜座30上,并自物方到像方延伸,同时光路通道3的两个端口一一对应贯穿至镜座30的两端,物端保护片1和第一物镜2面向像方的一面均连接在镜座30面向物方一端的侧壁上,同时物端保护片1与第一物镜2之间具有间隔,第二物镜4面向物方的一面连接在镜座30面向像方一端的侧壁上,第二物镜4面向像方的一面依次连接第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10;

物端保护片1面向物方和像方的面均为平面;第一物镜2面向物方的面为平面,面向像方的面为凹面;第二物镜4面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面;第三物镜6面向物方和像方的面均为凸面;第四物镜7面向物方的面为凹面,面向像方的面为凸面;第五物镜9面向物方的面为凹面,面向像方的面为平面;第六物镜10面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面。

本发明的物端保护片1、第一物镜2、光路通道3、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9、第六物镜10和镜座30具有上述的位置关系和连接关系,以及一一对应为上述的形状,则不仅结构紧凑,物镜的片数少,而且可以消色差、短焦距以及长距离成像,使光路通过本发明后,分辨率较高,视场角大、畸变小。

为了进一步优化上述技术方案,物端保护片1采用SAPPHIRE(蓝宝石材料)材料,且物端保护片1的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.40mm,镜面直径2.0mm;物端保护片1的像方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.20mm,镜面直径1.8mm,透镜半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,并且可以起到防止磨损的效果,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第一物镜2采用H-ZLAF1玻璃材料,且第一物镜2的物方凸面曲率半径为无穷,镜面距离0.40mm,镜面直径1.66mm;第一物镜2的像方凹面曲率半径为0.8017mm,镜面距离为3.25mm,镜面直径为1.12mm,透镜半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第二物采用H-ZLAF1玻璃材料,且第二物镜4的平面曲率半径为无穷,镜面距离1.59mm,镜面直径1.26mm;第二物镜4的凸面曲率半径为-2.9605mm,镜面距离为0.19mm,镜面直径为1.76mm,透镜半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第三物镜6采用H-ZK14玻璃材料,且第三物镜6的物方凸面曲率半径为5.297mm,镜面距离为1.81mm,镜面直径为1.82mm;第三物镜6的像方凸面曲率半径为-2.128mm;第三物镜6的透镜半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第四物镜7采用H-ZLAF3玻璃材料,且第四物镜7的物方凹面曲率半径-2.128mm,镜面距离为0.66mm,镜面直径为1.74mm;第四物镜7的像方凸面曲率半径-5.058mm,镜面距离为1.43mm,镜面直径为1.8mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第五物镜9采用H-ZF13玻璃材料,且第五物镜9的物方凹面曲率半径为-1.803mm,镜面距离1.86mm,镜面直径为1.58mm;第五物镜9的像方平面曲率半径为无穷;第五物镜9的透镜半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第六物镜10采用H-LAK7玻璃材料,且第六物镜10的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为1.2mm,镜面直径为2.26mm;第六物镜10的像方凸面的曲率半径为-2.679mm,镜面半径为1.4mm。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:材料环保,同时进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,第三物镜6面向像方的面与第四物镜7面向物方的面全部胶合,同时第五物镜9面向像方的面与第六物镜10面向物方的面全部胶合。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:进一步优化通过本发明的光路,从而进一步提高本发明成像的分辨率,以及进一步增大视场角和进一步减小畸变。

为了进一步优化上述技术方案,镜座30面向物方的一端开设有安装槽301,且安装槽301的槽底开设有通光孔,安装槽301的槽口面向物方,物端保护片1封堵在安装槽301的槽口上,并固定在安装槽301的槽口端面上,第一物镜2嵌入且固定在安装槽301内的,且通光孔分别对应第一物镜2的凹面和光路通道3靠近物方的端口,以通过光路。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:使本发明的结构更加紧凑,从而提高本发明的灵活性,以便可以方便操作,同时不会影响本发明的成像质量、视场角和畸变,并且可以起到密封的作用。

为了进一步优化上述技术方案,还包括:保护管11,物端保护片1、第一物镜2、镜座30、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10均嵌入固定在保护管11内。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:通过保护管11对本发明中的多个镜片进行保护,同时可以使本发明多个镜片之间的连接更加稳固。

为了进一步优化上述技术方案,还包括:中继光学系统12和成像观测装置13,中继光学系统13嵌入固定在保护管11内,同时中继光学系统12的一端对接在第六物镜10的凸面,另一端与成像观测装置13连接。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:中继光学系统12将本发明通过物端保护片1、第一物镜2、光路通道3、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10形成的实像传输给成像观测装置13,则人通过成像观测装置13可以观察到本发明所成的像,而成像观测装置13的结构为现有技术,在此就不再赘述。

为了进一步优化上述技术方案,成像观测装置13通过光学接口连接有监视器。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:可以在监视器上显示图像,便于采集成像的参数信息。

为了进一步优化上述技术方案,中继光学系统12包括:多个转像胶合单元14和多个间隔管17,且多个转像胶合单元14和多个间隔管17在同一直线上,同时多个转像胶合单元14和多个间隔管17交替间隔设置,每相邻的转像胶合单元14和间隔管17之间形成有间隔空腔15,靠近第六物镜10的为其中一个间隔管17。

每个转像胶合单元14由多个转像镜胶合而成。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:可以放大成像。

为了进一步优化上述技术方案,还包括:多条光纤16,多条光纤16固定在保护管11的内壁上,同时均延伸处保护管11连接光源。

本发明采用上述技术方案,可以实现的有益效果为:通过光纤16可以对物镜保护片1前端进行照明,因此便于观察成像。

为了进一步优化上述技术方案,根据鼻窦镜的整体设计需要,物端保护片1可以不连接在镜座30上,可以连接在保护管11的内壁上。

实施例:

本发明的物端保护片1、第一物镜2、光路通道3、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10形成为本发明4K鼻窦镜的物镜系统,光路从物方到像方依次经过的物端保护片1、第一物镜2、光路通道3、第二物镜4、第一管道5、第三物镜6、第四物镜7、第二管道8、第五物镜9和第六物镜10;

且物端保护片1面向物方和像方的面均为平面;第一物镜2面向物方的面为平面,面向像方的面为凹面;第二物镜4面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面;第三物镜6面向物方和像方的面均为凸面;第四物镜7面向物方的面为凹面,面向像方的面为凸面;第五物镜9面向物方的面为凹面,面向像方的面为平面;第六物镜10面向物方的面为平面,面向像方的面为凸面;

同时,物端保护片1采用SAPPHIRE(蓝宝石材料)材料,且物端保护片1的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.40mm,镜面直径2.0mm;物端保护片1的像方平面曲率半径为无穷,镜面距离为0.20mm,镜面直径1.8mm,透镜半径为1.4mm;

第一物镜2采用H-ZLAF1玻璃材料,且第一物镜2的物方凸面曲率半径为无穷,镜面距离0.40mm,镜面直径1.66mm;第一物镜2的像方凹面曲率半径为0.8017mm,镜面距离为3.25mm,镜面直径为1.12mm,透镜半径为1.4mm;

第二物采用H-ZLAF1玻璃材料,且第二物镜4的平面曲率半径为无穷,镜面距离1.59mm,镜面直径1.26mm;第二物镜4的凸面曲率半径为-2.9605mm,镜面距离为0.19mm,镜面直径为1.76mm,透镜半径为1.4mm;

第三物镜6采用H-ZK14玻璃材料,且第三物镜6的物方凸面曲率半径为5.297mm,镜面距离为1.81mm,镜面直径为1.82mm;第三物镜6的像方凸面曲率半径为-2.128mm;第三物镜6的透镜半径为1.4mm;

第四物镜7采用H-ZLAF3玻璃材料,且第四物镜7的物方凹面曲率半径-2.128mm,镜面距离为0.66mm,镜面直径为1.74mm;第四物镜7的像方凸面曲率半径-5.058mm,镜面距离为1.43mm,镜面直径为1.8mm;

第五物镜9采用H-ZF13玻璃材料,且第五物镜9的物方凹面曲率半径为-1.803mm,镜面距离1.86mm,镜面直径为1.58mm;第五物镜9的像方平面曲率半径为无穷;第五物镜9的透镜半径为1.4mm;

第六物镜10采用H-LAK7玻璃材料,且第六物镜10的物方平面曲率半径为无穷,镜面距离为1.2mm,镜面直径为2.26mm;第六物镜10的像方凸面的曲率半径为-2.679mm,镜面半径为1.4mm;

第三物镜6面向像方的面与第四物镜7面向物方的面全部胶合,同时第五物镜9面向像方的面与第六物镜10面向物方的面全部胶合。

则本发明的物端保护片1距离待观测的物体20mm,将上述物镜系统中的第六物镜10接入中继光学系统12和成像观测装置13,便可以通过观测装置13看到本发明所成的像,并在观测装置13通过光学接口(1/2”CMOS或CCD图像传感器,此实施例光学接口的型号为OS08A10),其像面尺寸为7.7mm×4.4mm,像素尺寸2μm,空间截止频率250lp/mm)连接有监视器,本发明的鼻窦镜物镜系统在0.5视场范围内其调制度均与衍射极限(DIFFRACTIONLIMIT)相差不多,在调制度为0.26时,0.5视场范围内的空间频率值达到185lp/mm左右,其在CMOS光敏面的像素分辨率达到2849×1628,接近4K的分辨率3840×2160,优于1080p的1920×1080,且成像视场角达到90度,畸变率约为18%。

因此具有分辨率高、视场大、畸变小的成像优点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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