本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，尤其涉及一種用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡。
背景技術(shù)：
：在腸道疾病的診斷中，一般需要病人做腸鏡，因此需要微型顯微物鏡和熒光共聚焦內(nèi)窺鏡配合使用。由于微型顯微物鏡是在消化道內(nèi)鏡中的腸鏡工作通道內(nèi)工作的，因此微型顯微物鏡的外徑必須設(shè)計的比消化道內(nèi)鏡中的腸鏡工作通道的內(nèi)徑要小，且要滿足診斷時的光學(xué)性能。如此為了滿足熒光共聚焦內(nèi)窺鏡的成像要求，構(gòu)成物鏡的鏡片結(jié)構(gòu)需要進行改變。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，提供了一種尺寸小且能滿足光學(xué)性能的用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡。本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡，其外徑為3.5mm，且沿其光軸方向從物端到像端依次包括：具有正屈亮度的第一透鏡、具有負屈亮度的第二透鏡、具有正屈亮度的第三透鏡、具有負屈亮度的第四透鏡、具有正屈亮度的第五透鏡、以及一成像面，光線依次經(jīng)過所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡后，最后成像于所述成像面上，所述第一透鏡包括第一物端表面及第一像端表面，所述第二透鏡包括第二物端表面及第二像端表面；所述第三透鏡包括第三物端表面及第三像端表面，所述第二像端表面與第三物端表面緊貼重合，所述第四透鏡包括第四物端表面及第四像端表面，所述第五透鏡包括第五物端表面及第五像端表面，且所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡滿足下列條件式：r1f＞0，r1r＜0；r2f＞r2r＞0；r3f＞0，r3r＜0；r4f＞r4r＞0；r5f＞0，r5r＜0，其中，r1f為所述第一透鏡的第一物端表面的曲率半徑；r1r為所述第一透鏡的第一像端表面的曲率半徑；r2f為所述第二透鏡的第二物端表面的曲率半徑；r2r為所述第二透鏡的第二像端表面的曲率半徑；r3f為所述第三透鏡的第三物端表面的曲率半徑；r3r為所述第三透鏡的第三像端表面的曲率半徑；r4f為所述第四透鏡的第四物端表面的曲率半徑；r4r為所述第四透鏡的第四像端表面的曲率半徑；r5f為所述第五透鏡的第五物端表面的曲率半徑；r5r為所述第五透鏡的第五像端表面的曲率半徑，所述第一透鏡為平凸透鏡，所述第一物端表面為平面，所述第二透鏡和第三透鏡為雙膠合透鏡，所述第二像端表面和第三物端表面貼合，所述第四透鏡為非球面彎月透鏡。本發(fā)明的效果是：該用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡尺寸小，可與熒光共聚焦內(nèi)窺鏡配合使用，通過常規(guī)腸鏡的工作通道進入人體進行腸道疾病的臨床診斷，且能滿足診斷時的各種光學(xué)性能。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡的光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的像方點列圖。圖3為圖1在像方徑向四個視場處的光程差曲線。圖4為圖1的像方場曲曲線和畸變曲線。圖5為圖1的mtf曲線和色差焦移曲線。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡。該微型顯微物鏡的外徑為3.5mm，且其物方數(shù)值孔徑為0.6，像方數(shù)值孔徑為0.3，微型顯微物鏡的放大倍數(shù)為2，此時根據(jù)光纖束的通光孔徑可計算出該微型顯微物鏡的有效視場為360μm。由于隱窩結(jié)構(gòu)大約在組織表面下100μm范圍內(nèi)，因此工作距離為100μm。該微型顯微物鏡沿其光軸方向從物端到像端依次包括：一個物面、一個具有正屈亮度的所述第一透鏡10、一個具有負屈亮度的第二透鏡20、一個具有正屈亮度的第三透鏡30、一個具有負屈亮度的第四透鏡40、一個具有正屈亮度的第五透鏡50、以及一成像面60。取像時，光線是先經(jīng)過物面、第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40和第五透鏡50，最后在成像面60上成像。該物面設(shè)定為非球面，材料設(shè)定為seawater，符合水浸環(huán)境的要求，最終的曲面弧矢高度為5.98μm，小于熒光共聚焦內(nèi)窺鏡的軸向分辨率。第一透鏡10為平凸透鏡，方便與組織直接接觸，由于尺寸變小，選用了折射率更高的玻璃材料h-zlaf78。第一透鏡10包括一個第一物端表面s11及一個第一像端表面s12。第二透鏡20和第三透鏡30為雙膠合透鏡，由高折射率低色散系數(shù)的h-zf88和低折射率高色散系數(shù)的h-lak61配合校正色差。第二透鏡20包括一個第二物端表面s21及一個第二像端表面s22；第三透鏡30包括一個第三物端表面s31及一個第三像端表面s32，第二像端表面s22與第三物端表面s31緊貼重合。第四透鏡40為非球面彎月透鏡，可用于校正球差和場曲，材料為e48r，為非球面透鏡常用材料，具有低水吸收率和高熱抗性等優(yōu)點。第四透鏡40包括一個第四物端表面s41及一個第四像端表面s42。第五透鏡50為雙凸透鏡，主要用于補償剩余像差。第五透鏡50包括一個第五物端表面s51及一個第五像端表面s52。第一物端表面s11為平面，方便與組織直接接觸。第一像端表面s12、第二物端表面s21、第三物端表面s31、第三像端表面s32、第四物端表面s41、第五物端表面s51和第五像端表面s52均為凸面。第二像端表面s22、第四像端表面s42均為凹面。即該用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡滿足下列條件式：(1)r1f＞0，r1r＜0；(2)r2f＞r2r＞0；(3)r3f＞0，r3r＜0；(4)r4f＞r4r＞0；(5)r5f＞0，r5r＜0。其中，r1f為所述第一透鏡的第一物端表面s11的曲率半徑；r1r為所述第一透鏡的第一像端表面s12的曲率半徑；r2f為第二透鏡20的第二物端表面s21的曲率半徑；r2r為第二透鏡20的第二像端表面s22的曲率半徑；r3f為第三透鏡30的第三物端表面s31的曲率半徑；r3r為第三透鏡30的第三像端表面s32的曲率半徑；r4f為第四透鏡40的第四物端表面s41的曲率半徑；r4r為第四透鏡40的第四像端表面s42的曲率半徑；r5f為第五透鏡50的第五物端表面s51的曲率半徑；r5r為第五透鏡50的第五像端表面s52的曲率半徑。該外徑為3.5mm的微型顯微物鏡的具體參數(shù)見表1，其中a表示非球面。如下：外徑3.5mm微型物鏡具體參數(shù)表1非球面鏡片的非球面系數(shù)見表2：非球面k4k6k8k10k127-0.0274073.7093e-3-0.0366400.031386-0.01539680.171803-0.3404262.147977-4.4602603.859494表2圖2為像方點列圖，圖中給出了像方軸上、0.5視場、0.707視場和全視場四個不同位置的彌散斑形態(tài)及均方根尺寸。艾利斑半徑為1.077μm，除了0.5視場，其它視場彌散斑均方根尺寸均小于艾利斑尺寸，可認為該設(shè)計達到近似衍射極限。所有視場彌散斑尺寸均小于3μm，即小于光纖束單根光纖的直徑，滿足該微型顯微物鏡的要求。圖3是該微型顯微物鏡在像方徑向四個視場處的光程差曲線。其中488nm波長對應(yīng)的曲線光程差最大，在光瞳邊緣處最大可達0.7λ。其余曲線均能滿足光瞳范圍內(nèi)的光程差小于0.5λ，說明外徑3.5mm的微型物鏡設(shè)計可近似認為是達到了衍射極限性能。圖4為該微型顯微物鏡的像方場曲曲線和畸變曲線。根據(jù)場曲曲線可知，三種波長情況下，場曲最大值分別為為5μm，像散最大值為14μm。根據(jù)公式3-1換算到物方場曲最大值為1.67μm，像散最大值為4.67μm，均小于熒光共聚焦內(nèi)窺鏡的軸向分辨率?；兦€中，視場邊緣畸變最大為0.34％，小于人眼可分辨畸變，不影響成像。圖5為該微型顯微物鏡的mtf曲線和色差焦移曲線。其中圖(a)為像方軸上、0.5視場、0.707視場和全視場四個不同位置的子午面和弧矢面的mtf曲線，并給出衍射極限條件下的mtf曲線進行對比。8條mtf曲線均與衍射極限條件下mtf曲線存在一定差距，在167lp/mm處mtf均大于0.6，滿足大于0.5的設(shè)計指標。圖(b)色差焦移曲線中最大色差焦移僅為1.558μm，遠小于衍射極限下的色差焦移5.886μm。由于zemax軟件說明中提及色差焦移曲線僅供參考，非近軸系統(tǒng)時計算結(jié)果不太準確，因此該結(jié)果不計入像質(zhì)評價結(jié)果，但仍可認為該設(shè)計很好地校正了色差。如此，該用于消化道內(nèi)的微型顯微物鏡的尺寸小，可與熒光共聚焦內(nèi)窺鏡配合使用，通過常規(guī)腸鏡的工作通道進入人體進行腸道疾病的臨床診斷，且能滿足診斷時的各種光學(xué)性能。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12