光学学报, 2018, 38 (2): 0222003, 网络出版: 2018-08-30   

基于微透镜阵列的电子内窥镜光学系统设计 下载: 1218次

Design of Electronic Endoscope Optical System Based on Microlens Array
作者单位
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
图 & 表

图 1. 微透镜阵列系统坐标系

Fig. 1. Coordiantes of microlens array system

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图 2. 微透镜阵列单元成像关系

Fig. 2. Imaging relationship of a microlens array element

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图 3. 初始系统。(a)电子内窥镜初始结构;(b)初始系统MTF曲线

Fig. 3. Initial system. (a) Initial layout of electronic endoscope; (b) MTF curves of initial system

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图 4. 电子内窥镜光学系统结构。(a)整体结构;(b)局部放大结构

Fig. 4. Optical layout of electronic endoscope. (a) Overall structure; (b) partial enlarged structure

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图 5. 电子内窥镜光学系统成像性能。(a) MTF曲线;(b)点列图;(c)场曲和畸变

Fig. 5. Imaging performance of the electronic endoscope optical system. (a) MTF curves; (b) spot diagram; (c) field curvature and distortion

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图 6. 无微透镜阵列时的MTF图

Fig. 6. MTF curves without microlens array

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表 1电子内窥镜物镜系统主要设计参数

Table1. Main design parameters of the electronic endoscope objective system

ParameterSpecification
Wavelengths /nm486, 588, 656
Effective focal length /mm1.55
F number4.2
Field of view /(°)110
MTF /(lp·mm-1)≥30%@120
Working distance /mm20
Maximal clear aperture size /mm≤3.2
Overall length /mm<8

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表 2电子内窥镜光学系统残余像差

Table2. Residual aberrations of the electronic endoscope optical system

AberrationValue /mm
Spherical aberration1.2×10-3
Coma7.2×10-4
Astigmatism3.5×10-3
Field curvature2.5×10-3
Axial chromatic aberration-1.9×10-4
Lateral chromatic aberration-1.8×10-3

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王丹艺, 薛常喜, 李闯, 杨红芳. 基于微透镜阵列的电子内窥镜光学系统设计[J]. 光学学报, 2018, 38(2): 0222003. Danyi Wang, Changxi Xue, Chuang Li, Hongfang Yang. Design of Electronic Endoscope Optical System Based on Microlens Array[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(2): 0222003.

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