广角电子内窥镜设计
Design wide-angle electronic endoscope
16700字 40页
摘要
为了满足现代医疗内窥镜小型化、便携化以及广角的需求，使用CODE V光学设计软件设计了一款超小型医疗用广角内窥镜镜头。该镜头使用了两片塑胶非球面，另外还有一片滤光片，一片保护玻璃，其光学结构为负正的结构形式，第一片为弯月形负透镜，第二片为双凸形正透镜且分别位于孔径光阑的两侧。该镜头的工作距离在5mm到30mm之间，最佳物距离须在10mm左右。镜头的全视场角为150°，从而可以使得操作者在不需要旋转镜头的情况下观察到更多的图像信息，以便更快地找到病变组织的位置。镜头的F/#数为6.0，有效焦距为0.89mm，镜头譆@の?.38mm且镜头外径在2mm以下。
关键词：电子内窥镜；电子内窥镜镜头；广角；光学设计；CODE V；塑胶非球面
design wide-angle electronic endoscope
Abstract
In order to meet the miniaturization, portability and wide-angle needs for modern medical endoscopes, and using CODE V optical design software designed an ultra-small medical endoscope lens with a wide angle. The plastic lens using two aspheric, in addition to a filter and a cover glass.The optical structure is in the form of a negative-positive construction.The first element is a meniscus type negative lens and the second element is a two side convex type positive lens ,which are located by the sides of the stop. The lens working distance in between 5mm to 30mm,and the best working distance is 10mm. The lens field of view is , thus enabling the operator without the need to rotate the lens to observe the situation more image information in order to quickly find the location of the diseased tissue. The lens F / # number is 6.0, the effective focal length is 0.89mm, the total length of the lens is 3.38mm and the lens diameter is below 2mm.
Key words：Electronic endoscope ;electronic Endoscope Lens; wide angle;optical design; CODE V; Plastic Aspheric
目录
第一章 绪论 1
1.1 内窥镜的概述 1
1.2内窥镜的发展史 1
1.2.1硬管式内窥镜 1
1.2.2半可屈式内窥镜 2
1.2.3光导纤维内窥镜 2
1.2.4超声与电子内窥镜 3
1.3电子内窥镜国内外研究现状 3
1.4电子内窥镜的发展趋势 4
1.5课题的意义 4
1.6本文的安排 5
第二章 电子内窥镜系统结构、特点及其功能 6
2.1电子内窥镜系统的结构 6
2.2电子内镜结构 8
2.2.1顺次方式CCD的电子内窥镜 8
2.2.2同步方式CCD的电子内窥镜 8
2.2.3CCD的受光面垂直于物镜光轴方向 9
2.2.4CCD的受光面平行于物镜光轴 9
2.3电子内窥镜的特点 10
2.4电子内窥镜的主要功能 10
第三章 电子内窥镜的工作原理 12
3.1 电子内窥镜系统的工作原理 12
3.2图像传感器的工作原理 12
3.2.1CCD图像传感器 13
3.3内窥镜的注水、注气、吸引 14
第四章 广角电子内窥镜光学设计 15
4.1设计广角电子内窥镜的意义 15
4.2设计要点 15
4.2.1相关规格的要求 15
4.2.2镜头和使用芯片的匹配 15
4.2.3结构形式 16
4.3初设结构的建立 16
4.3.1主要设计指标 16
4.3.2结构形式的选取 17
4.3.3计算 17
4.3.4材料的选择 19
4.4设计过程 19
4.4.1设计思想 19
4.4.2初始实体结构的建立 20
4.4.3设计的主要操作 20
4.5优化及评价 22
4.5.1CODE V的优化方法 22
4.5.2优化过程 22
4.6优化后的结果 24
4.7像质评价 25
4.7.1场曲和畸变 25
4.7.2光栅图及点列图 26
4.7.3MTF 26
第五章 结论 30
致谢 32
参考文献 33
