一种适用于探头导管的微型耦合物镜的制作方法

本发明属于光学成像领域，更具体地，涉及一种适用于探头导管的微型耦合物镜。

背景技术：

1、探头式共聚焦显微内窥镜(pcle)是一种可以借助胃镜、结肠镜等通道进入人体自然腔道，获取局部组织学图像来实现微小病灶、胃肠道病变、早期胃肠道癌变及其他病变的精准诊断的医疗设备。因为具有快速、准确且无创等特点，它可能在不久的将来取代传统的内窥镜活检与病理学检查。

2、微型浸液物镜是探头式共聚焦显微内窥镜(pcle)的核心组件。微型浸液物镜传递激发能量，并收集来自染色组织的荧光信号，并通过传像光纤束等一系列光学元件(模块)将荧光信号传递到光电探测器。作为探头式共聚焦显微内窥镜(pcle)的核心组件，微型浸液物镜会进入胃镜、结肠镜等内窥镜的器械孔道。

3、如专利cn1681432a、cn107065077b、cn108761653b、cn210605191 u、cn109459848b等所述，当前探头式共聚焦显微内窥镜一般由两个部分组成：共聚焦主机与共聚焦探头。前者主要包含激光器、扩束镜、二向色镜、二维扫描机构、中继镜、耦合物镜、小孔、探测器等组成；后者主要包含传像光纤及微型浸液物镜。前者通过耦合物镜的移动来完成其焦平面与后者传像光纤端面的重合，实现光信号的耦合、传递的功能。

4、如专利cn112904548a及cn117392701a所述，共聚焦主机中耦合物镜的移动是一个对焦过程。考虑运动精度、图像识别等因素，这个对焦过程至少需要耗时2-3分钟。通常共聚焦内窥镜检查的时间通常较短，如10分钟以内。因此上述耦合物镜与传像光纤对焦的耗时就显得较长，降低了医师的操作体验、降低了共聚焦内窥镜检查的效率。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于探头导管的微型耦合物镜，其目的在于优化共聚焦主机与共聚焦探头的对焦过程，以节省共聚焦显微内窥镜检查的准备时间。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于探头导管的微型耦合物镜，包括沿光轴从像方至物方依次排列的第五透镜、第四透镜、第三透镜、第二透镜、第一透镜，所述第一透镜朝向所述像方的一面为凹面、朝向所述物方的一面为凸面，所述第二透镜朝向所述像方的一面为凸面、朝向所述物方的一面为平面，所述第三透镜朝向所述像方的一面为平面、朝向所述物方的一面为凸面，所述第四透镜朝向所述像方的一面为凹面、朝向所述物方的一面为凸面，所述第五透镜朝向所述像方的一面为凸面、朝向所述物方的一面为凹面或者凸面。

3、通过上述技术方案，从物方发射的光线依次经过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜后，达到像方进行成像。通过各透镜之间的配合，在保证工作距大的同时使得数值孔径与光纤束数值孔径匹配，同时，控制光线的入射与出射角度，实现更小的机械外径、更短的长度。因此，本发明的微型耦合物镜可以从共聚焦主机中“剥离”出来而与共聚焦探头组装，实现“即插即用”的效果，不需要对焦就可以获得清晰、高对比度的图像。

4、进一步地，所述微型耦合物镜的数值孔径na为0.35，所述微型耦合物镜的焦距f为6.7mm。

5、进一步地，所述微型耦合物镜的光学总长为ttl，13.5mm＜ttl＜17.3mm，最大外径为bd，2.79mm＜bd＜2.94mm。

6、进一步地，所述微型耦合物镜的机械后截距为bl，3.45mm＜bl＜3.68mm。

7、进一步地，0.810＜(d1+d2)/(d1+d2+d12)＜0.850，其中，d1表示第一透镜的中心厚度，d2表示第二透镜的中心厚度，d12表示第一透镜与第二透镜相邻两面之间的中心厚度。

8、进一步地，0.812＜(r51+r52)×|r51/r52|/d5＜1.332，其中，r51表示第五透镜靠近像方一面的通光半孔径，r52表示第五透镜靠近物方一面的通光半孔径，r51表示第五透镜靠近像方一面的曲率半径，r52表示第五透镜靠近物方一面的曲率半径，d5表示第五透镜的中心厚度。

9、进一步地，当所述第五透镜朝向所述物方的一面为凹面时，所述第五透镜靠近像方的一面曲率半径为9.128mm、通光半孔径为2.55mm，靠近物方的一面曲率半径为39.178mm、通光半孔径为2.45mm；所述第五透镜的材质为sapphire、中心厚度为1.399mm，所述第五透镜与所述第四透镜相邻两面之间的中心厚度为1.675mm；

10、所述第四透镜靠近像方的一面曲率半径为-4.970mm、通光半孔径为2.33mm，靠近物方的一面曲率半径为-12.011mm、通光半孔径为2.60mm；所述第四透镜的材质为h-zf73、中心厚度为1.056mm，所述第四透镜与所述第三透镜相邻两面之间的中心厚度为0.500mm；

11、所述第三透镜靠近像方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.75mm，靠近物方的一面曲率半径为-7.057mm、通光半孔径为2.84mm；所述第三透镜的材质为h-zlaf68n、中心厚度为1.645mm，所述第三透镜与所述第二透镜相邻两面之间的中心厚度为0.500mm；

12、所述第二透镜靠近像方的一面曲率半径为7.795mm、通光半孔径为2.50mm，靠近物方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.18mm；所述第二透镜的材质为h-lak52、中心厚度为1.565mm，所述第二透镜与所述第一透镜相邻两面之间的中心厚度为0.549mm；

13、所述第一透镜靠近像方的一面曲率半径为-6.971mm、通光半孔径为2.06mm，靠近物方的一面曲率半径为-10.829mm、通光半孔径为1.87mm；所述第一透镜的材质为h-bak7、中心厚度为1.000mm。

14、进一步地，当所述第五透镜朝向所述物方的一面为凸面时，所述第五透镜靠近像方的一面曲率半径为14.585mm、通光半孔径为2.58mm，靠近物方的一面曲率半径为-39.612mm、通光半孔径为2.52mm；所述第五透镜的材质为h-zlaf68n、中心厚度为1.444mm，所述第五透镜与所述第四透镜相邻两面之间的中心厚度为1.861mm；

15、所述第四透镜靠近像方的一面曲率半径为-5.391mm、通光半孔径为2.29mm，靠近物方的一面曲率半径为-30.821mm、通光半孔径为2.67mm；所述第四透镜的材质为h-zf73、中心厚度为2.146mm，所述第四透镜与所述第三透镜相邻两面之间的中心厚度为0.500mm；

16、所述第三透镜靠近像方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.81mm，靠近物方的一面曲率半径为-7.252mm、通光半孔径为2.94mm；所述第三透镜的材质为h-zlaf68n、中心厚度为1.714mm，所述第三透镜与所述第二透镜相邻两面之间的中心厚度为0.753mm；

17、所述第二透镜靠近像方的一面曲率半径为7.303mm、通光半孔径为2.59mm，靠近物方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.24mm；所述第二透镜的材质为h-lak52、中心厚度为1.797mm，所述第二透镜与所述第一透镜相邻两面之间的中心厚度为0.547mm；

18、所述第一透镜靠近像方的一面曲率半径为-7.423mm、通光半孔径为2.12mm，靠近物方的一面曲率半径为-9.545mm、通光半孔径为1.94mm；所述第一透镜的材质为h-bak7、中心厚度为1.000mm。

19、进一步地，所述第五透镜与所述像方之间还设置有第六透镜，所述第六透镜的两面均为平面，所述第六透镜靠近像方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.60mm，靠近物方的一面为平面，曲率半径无限大，通光半孔径为2.60mm；所述第六透镜的材质为sapphire、中心厚度为1.000mm，所述第六透镜与所述第五透镜相邻两面之间的中心厚度为0.500mm。

20、进一步地，所述第六透镜朝向所述物方的一面设置有增透膜层。

21、总体而言，本发明的微型耦合物镜最大外径不超过2.94mm，光学总长不超过17.3mm，相较于现有的共聚焦显微内窥镜中的耦合物镜，具有更小的机械外径和更短的长度。因此，可以被组装到共聚焦探头上，实现“即插即用”的效果，不需要对焦就可以获得清晰、高对比度的图像。