專利名稱：用于膠囊內(nèi)窺鏡的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，膠囊內(nèi)窺鏡被以病人吞咽它的方式使用。
背景技術(shù)：
近來，在醫(yī)療領(lǐng)域中，已經(jīng)借助具有在其前端處設(shè)置有成像裝置的長的插入部的插入式內(nèi)窺鏡和其中成像裝置容納在膠囊中的膠囊內(nèi)窺鏡進行診斷。膠囊內(nèi)窺鏡被形成為具有能夠由受檢查對象吞咽的尺寸。因此，膠囊內(nèi)窺鏡的優(yōu)點在于，其可以不僅消除病人在吞咽插入式內(nèi)窺鏡的插入部時的負擔，而且消除在將插入式內(nèi)窺鏡的插入部保持插入病人體腔內(nèi)多個小時時病人的負擔。膠囊內(nèi)窺鏡在其前端外設(shè)置有圓頂形的透明蓋，以便在被吞咽進入體腔后容易沿著管狀通道前進；和連接到透明蓋的圓筒形膠囊主體。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的光軸通常被設(shè)計為穿過透明蓋的中心。因此，圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)不僅接收光軸附近的光通量，也接收以大入射角通過透明蓋的周邊部分入射到其上的光通量。此外，物體距離趨向于在光軸上較長，并且在成像中的視角變寬時趨向于較短。因此，在其中平面物體的圖像形成在垂直于光軸的平面圖像拾取表面上的普通圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)中，可以獲得優(yōu)選的圖像形成的范圍是極其有限的。在如上所述的情況下，具有寬視角的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)如在專利文獻1中披露而已知。但是，如果物體的周邊部分在光學(xué)設(shè)計中制造為焦點對準或是清晰的，則物體的中央部分落入焦點沒對準或焦距失調(diào)的景深之外。相反地，如果物體的中央部分過分地清晰，物體的周邊部分落入焦點沒對準的景深之外。作為這種問題的對策，根據(jù)在專利文獻2和3 中披露的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，使圖像表面與在最大視角處在屏幕的中心中的圖像拾取表面附近一致，以使不僅包括其中央部分還包括其周邊部分的整個物體落在該景深內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)文件專利文獻專利文獻1 JP 2006-61438 A專利文獻2 JP 4128504 B專利文獻3 JP 4128505 B

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題不僅來自光軸以及其周邊的光通量，而且以大入射角通過透明蓋的周邊部分入射在光軸上的光通量，都包括用于膠囊內(nèi)窺鏡診斷的很多有用的信息，并因此圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)需要具有寬視角。關(guān)于這一點，根據(jù)專利文件2和3中披露的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，雖然優(yōu)化了視角與膠囊內(nèi)窺鏡需要的物體距離之間的關(guān)系，但視角最多是113. 6°。113.6°的視角是不足夠的水平。此外，在上述專利文件中，雖然采用前孔徑光闌的光學(xué)系統(tǒng)在將物體側(cè)的透鏡的外徑限制為較小方面具有優(yōu)勢，但其具有如下的缺點。在采用前孔徑光闌的光學(xué)系統(tǒng)中，孔徑光闌的厚度導(dǎo)致光束暈影，或者就在孔徑光闌背后的透鏡表面的曲率半徑大，從而當視角變得較寬時導(dǎo)致光量的大量損失。為了將具有朝向圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的凹面的物體表面聚集在垂直于光軸的平面圖像拾取表面上，在光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生負的像負的像場彎曲彎曲就足夠。此外，為了控制如上所述像場彎曲，由第三處于正值的像差系數(shù)增加珀茲伐和(Petzval sum)就足夠。為了在光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生負的像場彎曲，在光學(xué)系統(tǒng)中通常將低折射率材料用于正透鏡或會聚透鏡，并將高折射率材料用于負透鏡或發(fā)散透鏡。但是，在考慮到為了實現(xiàn)低成本目的而將塑料透鏡用于基本上將僅使用一次的膠囊內(nèi)窺鏡的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)時，變得難以獲得高折射率材料，并且珀茲伐和的調(diào)節(jié)變得困難。注意到，也有可能通過增加透鏡的數(shù)量給予珀茲伐和的調(diào)節(jié)的靈活性，但是，在這種情況中，光學(xué)系統(tǒng)的總長度變長，并且膠囊不可避免地變長且變大。因此，難以將上述措施用于被病人吞咽它的方式使用的膠囊內(nèi)窺鏡。技術(shù)方案鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種在膠囊內(nèi)窺鏡中使用的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其能夠加寬視角并且使圖像表面在全視角范圍內(nèi)與垂直于光軸的圖像拾取表面附近一致或重合，以使彎曲以朝向圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)凹入的幾乎整個物體表面在景深內(nèi)。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)被配置為，當圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在凹形彎曲表面形狀的物體表面前并且進行圖像捕獲執(zhí)行時滿足由-5.0 < AZr/ Δ Zp ^ 5.0表示的條件。注意，Δ ^ 表示實像表面關(guān)于最大視角2 Comax的光通量的位置和實像表面關(guān)于半視角《max的光通量的位置之間的差異，并且ΔΖρ表示通過所述物體表面與2 Comax的主光線的交點并且垂直于光軸的虛物面表面的近軸圖像形成位置和通過所述物體表面與《max的主光線的交點并且垂直于光軸的虛物面表面的近軸圖像形成位置之間的差異。上述條件是優(yōu)選地適于其中最大視角2 ω被設(shè)置為至少135°的光學(xué)系統(tǒng)。 在光學(xué)系統(tǒng)的最大視角2 ω被設(shè)置為120°的情況下，上述條件的上限和下限優(yōu)選地能滿足-0. 5 彡 Δ Zr/ Δ Zp 彡 0. 5。用于Δ Zr/Δ ZP的值的條件變化的原因如下。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的景深一般由模糊圓的直徑限定。然而，實際上，當朝向物體的距離變長時，物體的圖像在圖像表面上變得較小，并且因此需要高分辨率，而與此相反，當朝向物體的距離變短時，圖像的放大倍率增加，因此所需的分辨率不如長距離物體所需要的分辨率高。本發(fā)明的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)被配置以考慮膠囊內(nèi)窺鏡的特定用途類型，其中當朝向物體的距離變短時，光束的入射角變大，并且當朝向物體的距離變長時，光束的入射角變小。因此，當成像視角變窄時，在成像屏幕上的長距離物體的數(shù)量增加，并且需要高的分辨率。因此，有必要使Δ&/ΔΖΡ的條件變窄。通過增加朝向負端的失真能夠加寬光學(xué)系統(tǒng)的視角。然而，在這種情況下，當希望如在本發(fā)明的情況中一樣成功捕獲在圖像的周邊部分中的短距離物體時，失真使圖像很大地扭曲，從而圖像的放大倍率降低。因此，就很難充分地改善關(guān)于來自短距離物體的具有大入射角的光通量的圖像形成性能。在這方面，在本發(fā)明的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)中，滿足由0. 7 < (Υ(ω + Δ ω)-Υ(ω))/Υ(Δ ω)表示的關(guān)系，其中γ(Δ ω)表示在任意視角ω處的圖像高度，Δ ω表示所述任意視角ω的微小變化量。因此，它也能夠通過達到在實際使用中不引起任何問題的失真防止圖像被扭曲，從而展示出優(yōu)選的圖像形成性能。為了實現(xiàn)特別用于本發(fā)明的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像場彎曲，朝向所述物體表面凸起的負透鏡優(yōu)選地設(shè)置在最靠近物體表面的位置處。而且，有利地，考慮到光學(xué)系統(tǒng)的總長度的縮短和成本，至少負透鏡的位于靠近物體表面一側(cè)的表面是非球面，并且設(shè)置在最靠近圖像表面的位置處的正透鏡的至少一個表面是非球面。請注意，負透鏡的在更靠近物體表面一側(cè)的凸面是并不總必須是其頂部突出最多的凸面，并且可以例如是其中近軸區(qū)域是凹入的并且外周邊區(qū)域是彎曲的以接近圖像表面的非球面區(qū)域。由于這種負透鏡使用在最接近物體表面的位置處，從周邊以大角度入射的光束由于最初的負光焦度而以關(guān)于光軸小角度發(fā)射，并且關(guān)于孔徑光闌的入射角度變得更小。因此，與具有前孔徑光闌的光學(xué)系統(tǒng)相比，由于孔徑光闌的厚度引起的光量損失可以減少。在負透鏡的背面設(shè)置有由多個透鏡構(gòu)成并且整體具有正光焦度的正透鏡組。如果在該正透鏡組中位于最靠近物體表面的位置處的透鏡和位于最靠近圖像表面的位置處的透鏡是正透鏡以分配正光焦度，可以容易地調(diào)整像場彎曲，同時在負透鏡中發(fā)生的象差被校正。有益效果根據(jù)本發(fā)明的，能夠擴大視角，并且使圖像表面在全視角范圍內(nèi)與垂直于光軸在全視角上的圖像拾取表面附近一致或重合，以使整個物體在景深內(nèi)。因此，無論在物體中的哪里存在器官損害，都可以得到焦點為對準的的器官損害的清晰圖像。


圖1是本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡的剖視圖。圖2是圖1的膠囊內(nèi)窺鏡沿光軸旋轉(zhuǎn)90度的剖視圖。圖3是設(shè)置在膠囊中的四個LED的平面視圖。圖4是有關(guān)數(shù)學(xué)表達式1的解釋性視圖。圖5A是設(shè)置到作為物體的凹形半球表面的同心圓的解釋性視圖，和圖5B至5E是通過捕獲圖5A的同心圓獲得的圖像的解釋性視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖7是根據(jù)第一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖8是顯示根據(jù)第一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖10是根據(jù)第二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖11是顯示根據(jù)第二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖13是根據(jù)第三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖14是顯示根據(jù)第三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖16是根據(jù)第四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖17是顯示根據(jù)第四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖18是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖19是根據(jù)第五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。
圖20是顯示根據(jù)第五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖21是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖22是根據(jù)第六實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖23是顯示根據(jù)第六實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖M是根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖25是根據(jù)第七實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖沈是顯示根據(jù)第七實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖27是根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖觀是根據(jù)第八實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖四是顯示根據(jù)第八實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖30是根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖31是根據(jù)第九實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖32是顯示根據(jù)第九實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖33是根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖34是根據(jù)第十實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖35是顯示根據(jù)第十實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖36是根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖37是根據(jù)第十一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖38是顯示根據(jù)第十一實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖39是根據(jù)本發(fā)明的第十二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖40是根據(jù)第十二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖41是顯示根據(jù)第十二實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖42是根據(jù)本發(fā)明的第十三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖43是根據(jù)第十三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖44是顯示根據(jù)第十三實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖45是根據(jù)本發(fā)明的第十四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖46是根據(jù)第十四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖47是顯示根據(jù)第十四實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。圖48是根據(jù)本發(fā)明的第十五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的透鏡配置圖。圖49是根據(jù)第十五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。圖50是顯示根據(jù)第十五實施例的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的失真的圖表。
具體實施例方式圖1僅顯示膠囊內(nèi)窺鏡10的前部。膠囊內(nèi)窺鏡10是膠囊形式，該膠囊具有約10 毫米直徑和約20毫米長度的尺寸，以使受檢查物體容易吞咽它。膠囊內(nèi)窺鏡10從膠囊內(nèi)窺鏡10被受檢查物體吞咽的時間開始到膠囊內(nèi)窺鏡10排出受檢查物體身體外的時間以固定的時間間隔捕獲胃、腸等內(nèi)部的圖像。本發(fā)明的安裝到膠囊內(nèi)窺鏡10中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)具有在垂直于光軸的平面上成功地形成物體表面12的圖像的功能，假設(shè)物體表面12 是凹形半球面形狀。請注意，物體表面12不總是必須是完全的凹形半球面形狀，并且可以是其它凹形曲面。圖2顯示圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)90°的膠囊內(nèi)窺鏡10。在圖1和2中，膠囊內(nèi)窺鏡 10的外包裝是膠囊13。膠囊13的不透明膠囊主體22具有封閉的后端和設(shè)置有圓頂形透明蓋23的前端。膠囊13包含前表面設(shè)置有防護玻璃蓋21的區(qū)域型圖像拾取裝置14、作為照明光源的第一至第四LED (發(fā)光二極管)15至18、以及圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20。此外，膠囊 13包含用于驅(qū)動圖像拾取裝置14的電池、用于傳輸由圖像拾取裝置14獲得的圖像信號到連接至受檢查物體的周邊的接收器的天線(在附圖中兩者都被省略)。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng) 20在圖像拾取裝置14的圖像拾取表面上形成通過無源透明蓋23接收到的物體光的圖像。圖3顯示從其前面通過透明蓋23看到的膠囊內(nèi)窺鏡10。如圖3所示，第一至第四 LED15至18圍繞圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20設(shè)置，以使彼此分開約90度的間距。與第一和第三 LED 15和17比較，第二和第四LED16和18在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的光軸XP的方向朝向圖像拾取裝置14移動。第一和第三LED15和17被設(shè)置以使第一 LED15的照明光軸Xl的和第三LED17的照明光軸X3分別地平行于圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的光軸XP。第一和第三LED15 和17主要包括其中心部分和周邊部分的照明物體12的中央部分。此外，第二和第四LED16 和18被設(shè)置以使第二 LED16的照明光軸X2的和第四LED18的照明光軸X4相對于圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的光軸XP傾斜一定角度。第二和第四LED16和18主要地照明物體12的從物體12的中央部分延伸到其邊緣的周邊部分。因此，可以將照明光均勻地照向為凹形半球面形狀的幾乎全部物體12。此外，即使LED15至18中的每一個將照明光照向膠囊13中的物體12，也不會出現(xiàn)閃耀。如圖4所示，圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20由第一透鏡Li、孔徑光闌S6、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4和第五透鏡L5組成，它們以這個順序從物體12側(cè)開始設(shè)置。注意，在圖4中，為了避免附圖的復(fù)雜，省略了 LED15至18，并且透明蓋23的前表面由雙鏈虛線顯示。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20具有負的像場彎曲，和在垂直于光軸XP的圖像拾取表面上成功地形成凹形物體12的圖像的功能。為了實現(xiàn)這樣的圖像形成性能的目的，在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20中，第一透鏡Ll基本上是凸向物體12的負透鏡，優(yōu)選地，至少第一透鏡Ll的面對物體12的表面被設(shè)計成非球面。此外，第五透鏡L5的兩個表面也被設(shè)計成非球面。由于實像表面在光軸XP上關(guān)于最大視角Qcomax)的光通量的位置和關(guān)于最大半視角(《max)的光通量的位置之間的差異較小，該圖像形成性能被認為更可取。虛擬平面 M被配置以通過物體表面12與具有最大視角Qcomax)的主光線的交點P1，并且被配置為垂直于光軸XP。虛擬平面25配置以通過物體表面12與具有最大半視角(Comax)的主光線的交點P2，并且被配置為垂直于光軸XP。由于虛擬平面M的近軸圖像形成位置沈和27 之一與虛擬平面25的近軸圖像形成位置沈和27的另一個之間的差異較小，該圖像形成性能被認為更可取。具體地，當圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的最大視角Qcomax)至少120°時，圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20被設(shè)計以滿足下面的數(shù)學(xué)表達式1。[數(shù)學(xué)表達式1]-0·5<^<0·5在數(shù)學(xué)表達式1中，圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的最大視角由2 ω max表示，最大半視角度由comax表示，Δ Zr禾口 Δ Zp表示如下。Δ Zr 實像表面關(guān)于2 Comax的光通量的位置和關(guān)于comax的光通量的的位置之間的差異。Δ Zp 虛物面表面M的近軸圖像表面位置與虛物面表面25的近軸圖像表面位置之間的差異，其中虛物面表面M通過物體12與2 Comax的主光線的交點Pl并且垂直于光軸ΧΡ，虛物面表面25通過物體12與Comax的主光線的交點Ρ2并且垂直于光軸ΧΡ。當圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20滿足數(shù)學(xué)表達式1的條件時，像場彎曲可以被充分地校正，并且包括凹形半球面的中央部分和其周邊部分的整個物體表面12在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的景深內(nèi)。從而，由于能夠獲得其中圖像的中央部分和其周邊部分兩者都是焦點對準的清晰圖像，即使在圖像的周邊部分中存在器官損害，該器官損害可以被絕對準確地發(fā)現(xiàn)。當Δ Zr/Δ Zp小于_0. 5時，由于圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的像場彎曲的影響，與實像表面關(guān)于ω max的光通量的位置相比，實像表面關(guān)于2 comax的光通量的位置顯著地朝向物體表面12偏離。相反地，當Δ Zr/ Δ Zp超過0. 5時，由于物體表面12是凹曲面形狀的影響， 與實像表面關(guān)于ω max的光通量的位置相比，實像表面關(guān)于2 comax的光通量的位置顯著地朝向物體表面12的相對側(cè)偏離。在任何情況下，實像表面關(guān)于2 Comax光通量和關(guān)于Comax 光通量在光軸XP的方向上顯著地偏離，并且因此不可能在垂直于光軸的XP的圖像拾取表面上成功地形成兩個實像表面的圖像。因此，在其中最大視角2 max是至少120°的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20中，滿足由ABS (AZr/Δ Zp) < 0. 5表示的條件是可取的。請注意，ABS表示括號內(nèi)的數(shù)值的絕對值。當圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)20的最大視角Qcomax)進一步加寬從而為至少135°時， ABS ( Δ Zr/Δ Zp)的值可以放寬范圍并且可以設(shè)置在滿足下列數(shù)學(xué)表達式2的范圍內(nèi)。[數(shù)學(xué)表達式2]5.0
權(quán)利要求
1.一種用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，該圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)容納在將被吞咽到身體中的膠囊中，并用來通過構(gòu)成所述膠囊的一部分的圓頂形的透明蓋捕獲體腔內(nèi)部的圖像，當所述圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在凹曲面形狀的物體表面前并進行圖像捕獲時，所述圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)滿足由下述表達式表示的條件-5. 0 彡 Δ Zr/ Δ Zp ^ 5. 0，其中，Δ ^ 表示實像表面關(guān)于最大視角2 max的光通量的位置和實像表面關(guān)于半視角《max的光通量的位置之間的差異，并且ΔΖρ表示通過所述物體表面與2 ω max的主光線的交點并且垂直于光軸的虛物面表面的近軸圖像形成位置和通過所述物體表面與《max 的主光線的交點并且垂直于光軸的虛物面表面的近軸圖像形成位置之間的差異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述最大視角2 Comax至少為135°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述最大視角2 Comax至少為120°，并且滿足由-0.5彡Δ Zr/Δ Zp彡0. 5表示的條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其中，滿足由 0.7< (Υ(ω + Δ ω)-Υ(ω))/Υ(Δ ω)表示的條件，其中Υ(Δ ω)表示在任意視角ω處的圖像高度，并且Δ ω表示所述任意視角ω的微小變化量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任何一項所述的用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其中， 朝向所述物體表面凸起的負透鏡設(shè)置在最靠近所述物體表面的位置處，正透鏡設(shè)置在最靠近圖像表面的位置處，并且至少所述負透鏡的位于更靠近所述圖像表面?zhèn)鹊谋砻婧退稣哥R的一個表面是非球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用在膠囊內(nèi)窺鏡中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，其中，由多個透鏡構(gòu)成并且整體上具有正光焦度的正透鏡組設(shè)置在比所述負透鏡更靠近所述圖像表面的一側(cè)，并且在正透鏡組之中的位于最靠近所述物體表面的位置處的透鏡和位于最靠近所述圖像表面的位置處的透鏡是正透鏡。
全文摘要
在本發(fā)明中，視角加寬，并且在全視角范圍內(nèi)將圖像表面放置為靠近圖像捕獲區(qū)域。一種膠囊內(nèi)窺鏡(10)，設(shè)置有圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)(20)，其用于捕獲半球形凹面的物體表面(12)的圖像。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)(20)滿足由-5.0≤ΔZr/ΔZp≤5.0表示的條件，其中當最大半視角由ωmax表示時，ΔZr表示實像表面關(guān)于2ωmax的光通量的位置和實像表面關(guān)于ωmax的光通量的位置之間的差異，并且ΔZp表示當通過物體表面(12)與2ωmax的主光線的交點(P1)并且垂直于光軸(XP)的平面定義為虛物面(24)時近軸圖像平面的位置和當通過物體表面(12)與ωmax的主光線的交點(P2)并且垂直于光軸(XP)的平面定義為虛物面(25)時近軸圖像平面的位置之間的差異。
文檔編號G02B13/18GK102369472SQ20108001344
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者宮野俊, 馬場智之 申請人:富士膠片株式會社