SYNOPSYS 光学设计软件课程六十：光纤内窥镜设计

内窥镜特点：

1.工作距离：不同用途的内窥镜产品，工作长度不相同，现有的以下内窥镜：腹腔镜的工作距离为330mm，喉镜和鼻窦镜的工作距离为175mm，耳内窥镜的工作距离为105mm和50mm；

2.视场角：通常2.7mm-3mm内窥镜的视场角在60°-80°之间，4mm内窥镜视场角70°-100°之间，一些超广角内窥镜的视场可达100°-120°，但是畸变较大；

3.不同的成像系统所选用的分析评判标准有所不同，可选用 RMS 光斑大小，系统波前差或 MTF 作为成像质量的评判标准。

光纤内窥镜工作原理：

典型的光纤内窥镜主要由前置物镜，光纤传像束，目镜/耦接镜，探测器等组成。目标通过物镜成像在光纤传像束的前端面上，该端面上的图像被离散分布的大量光纤采样。可以获得的物面信息传输到另一端面上。出射图像通过目镜或耦接镜供人眼直接观察或应用 CCD 接收。

光纤内窥镜技术指标：

工作距离20mm

焦距f=1.75mm

视场角2w=80°

F/#=4

元件数7个

远心度：0.5

在50lp/mm，MTF>0.7

总长小于10mm

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初始结构如下：

命令窗口输入 SPEC 查看镜头数据列表:

MTF:

将光阑插入在第四透镜和第五透镜之间，如下图中红框处:

然后将光阑的指令注释掉，进行优化退火:

加入控制远心度的指令，再进行优化退火:

将边缘视场的权重增加至3，再优化退火:

在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃:

最终结果:

镜头数据列表:

MTF:

由此可见，我们已经优化好了一个比较好的结构，大家可以按照上面的步骤进行操作。