【

具体实施方式

】

下面结合附图进一步详细说明本发明的技术特征。

一种广角内窥镜光学系统，其特征在于，从物侧到像侧依次包括：

具有保护作用的蓝宝石平板(SP)，具有负光焦度的物侧透镜组(G01)，光阑(ST)，具有正光焦度的像侧透镜组(G02)，芯片保护玻璃(CG)，像面(IMG)；

蓝宝石平板具有很强的耐刮花和耐腐蚀能力，可以很好的起到保护镜头的作用；物侧透镜组(G01)包括具有负光焦度的第一透镜(L1)和具有正光焦度的第二透镜(L2)；像侧透镜组(G02)包括具有正光焦度的第三透镜(L3)和具有负光焦度的第二透镜(L4)；

如上所述广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

-2.9<(f(a)-f(b))/f<-2.2； (1)

其中，f(a)为物侧透镜组(G01)的焦距，f(b)为像侧透镜组(G02)的焦距，f为整个广角内窥镜光学系统的焦距；

上述第一透镜(L1)的物侧面为平面，有利于保证视场角的大小，像侧面为凹面；

上述第二透镜(L2)物侧面为凸面，像侧面为凹面；

上述第三透镜(L3)的物侧面和像侧面均为凸面；

上述第四透镜(L4)的物侧面和像侧面均为凹面；

上述第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)均为塑胶非球面镜片，有利于批量生产时节省成本；

如上所述广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

0.2<(D3+D11)/(2*T311)<0.4； (2)

其中，D3为第一透镜(L1)物侧面的有效径大小；D11为第四透镜(L4)像侧面的有效径大小；T311为第一透镜(L1)物侧面与第四透镜(L4)像侧面在光轴上的距离。通过满足上述式(2)，可以有效控制镜头整体口径和镜头总长的比例；当比值超出上限值时，镜头口径偏大，当比值超出下限值时，镜头总长偏大，均不利于镜头的实际安装和使用。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

-1.1<f1/f<-0.9； (3)

13.5<f2/f<14； (4)

1<f3/f<1.2； (5)

-1.7<f4/f<-1.6； (6)

其中，f1为第一透镜(L1)的等效焦距；f2为第二透镜(L2)的等效焦距；f3为第三透镜(L3)的等效焦距；f4为第四透镜(L4)的等效焦距；f为整个广角内窥镜光学系统的焦距；两个透镜组均为正负透镜的组合，可以使光路光滑通过镜片边缘，避免出现较大角度的转折，可以降低镜片寸法公差的敏感程度，同时有利于校正像散和控制畸变。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

1.2<ImgH/f<1.3； (7)

其中，ImgH为广角内窥镜光学系统的最大像高。

式(7)中焦距的大小可以用来约束广角内窥镜光学系统的景深大小，比值低于下限值时，系统的景深会偏小，近景和远景会变差；比值超出上限值时系统光圈会偏小，导致系统照度偏小。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

2.4<tan(ω/2)<4.4； (8)

其中，ω为该广角内窥镜光学系统的视场角。上述式(8)用来约束光学系统的视场大小，避免视场角过小，物高不满足要求，或视场角过大导致光学系统畸变过于严重；

如上所述的广角内窥镜光学系统系统满足下列关系式：

1.7<Obd/TTL<1.8； (9)

其中，Obd为该广角内窥镜光学系统的最佳成像物距；TTL为广角内窥镜光学系统所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离。上述式(9)用来约束光学系统的景深范围，最佳物距和镜头总长比值超出下限时，近景会优于预期，同时远景变差；比值超出上限时，远景会优于预期，同时近景变差；

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列关系式：

0<T45-SA4<0.04； (10)

其中，T45为第一透镜(L1)像侧面和第二透镜(L2)物侧面在光轴上的距离；SA4为第一透镜(L1)像侧面与光轴的交点至其最大有效径位置在平行于光轴方向的距离；

满足上述式(10)时，差值较小，可以使第一透镜的场曲和像散主要产生在像侧面上，便于与第二透镜相互进行补偿。且有利于在优化过程中保证大视场角的前提下改善光学系统的相对照度。

如上所述的广角内窥镜光学系统系统满足下列关系式：

0.03<T6st/TTL<0.06； (11)

0.01<Tst8/TTL<0.04； (12)

其中，T6st为广角内窥镜光学系统第二透镜(L2)像侧面和固定光阑(ST)的轴上距离；Tst8为广角内窥镜光学系统固定光阑(ST)至第三透镜(L3)物侧面的轴上距离；

满足上述式(11)(12)时，有利于保证镜片间的光线入射角度，提高光学系统的相对照度，并且使光阑处于较为合理的位置也有利于校正整个光学系统的畸变和像散。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

-0.01<T56-T89<0； (13)

-0.2<(T34+T56)-(T89+T1011)<0； (14)

其中，T34为第一透镜(L1)在光轴上的中心厚度。T56为第二透镜(L2)在光轴上的中心厚度；T89为第三透镜(L3)在光轴上的中心厚度；T1011为第四透镜(L4)在光轴上的中心厚度；

满足上述式(13)(14)时，合理分配了第一透镜至第四透镜的中心厚度，有利于在优化过程中降低光学系统的像差，使镜片间起到较好的补偿作用，提高像质。且厚度分配较为均匀，有助于镜片的加工注塑和镜头装配过程的进行。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

1<T45/T68<1.1； (15)

其中，T45为第一透镜(L1)像侧面和第二透镜(L2)物侧面在光轴上的距离；第二透镜(L2)像侧面和第三透镜(L3)物侧面在光轴上的距离；

满足上述式(15)时，有利于镜片间进行像差的相互补偿，提高整个光学系统的成像质量，有利于保证高精度的可装配性，也有利于控制光线的入射角度和整个镜头的总长。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列条件式：

30<Vd1-Vd2<40； (16)

其中，Vd1为第一透镜(L1)的色散系数；Vd2为第二透镜(L2)的色散系数；

满足上述式(16)时，有助于校正色差和像差，如差值过大或过小时，容易造成倍率色差较大，画面色彩失真，出现彩色拖影。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列关系式：

0<SA5<0.02； (17)

0<SA6<0.02； (18)

其中，SA5为第二透镜(L2)物侧面与光轴的交点至其最大有效径位置在平行于光轴方向的距离；SA6为第二透镜(L2)像侧面与光轴的交点至其最大有效径位置在平行于光轴方向的距离；

当满足上述式(17)(18)时，镜片从光轴至最大有效径位置镜片厚度增加非常缓慢，因此整个镜片厚度较为均匀，使得注塑填充过程会很顺畅，有助于提高镜片精度，降低公差敏感程度，提高整个光学系统的成像质量。

如上所述的广角内窥镜光学系统满足下列关系式：

2.2<f*tan(ω/2)/ImgH<2.3； (19)

当满足上述式(19)时，有利于保证光学系统的视场角，并有效控制光学系统的畸变大小。

以下为该广角内窥镜光学系统的一种实施例1：该光学系统像散图中标注的S线和T线分别代表弧矢面和子午面。

下表为本发明实施例的透镜数据表

表1为该广角内窥镜光学系统实施例1的透镜数据表

表1

表2为该广角内窥镜光学系统实施例1第一透镜L1和第二透镜L2的各非球面矢高与半径R的比值

表2

表3为该广角内窥镜光学系统实施例1第三透镜L3和第四透镜L4的各非球面失高与半径R的比值

表3