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申请/专利权人：长春工业大学

摘要：本发明涉及一种微型仿生变焦复眼内窥镜，属于仿生光学复眼成像技术领域。将变焦复眼镜头和LED光源模块一起集成在平面图像传感器上，把集成后的平面图像传感器输出引脚焊接在电路板上，将焊接好的电路板与图像传输模块集成在一起，共同构成复眼内窥镜的内部结构，再将复眼内窥镜的内部结构安装在椭圆底座上，并由透明外壳将其封装起来。优点在于变焦复眼镜头采用负弯月形基底，光学系统成像球差小，光斑聚焦效果好，成像质量高，各级子眼透镜采用角度排布的方式，避免各子眼出现视场重叠，提高镜头的成像视场，微型仿生变焦复眼内窥镜采用变焦设计，减少镜头叠加和内窥镜整体的尺寸，实现微型曲面复眼镜头和平面图像传感器的直接集成。

主权项：1.一种微型仿生变焦复眼内窥镜，其特征在于：包括变焦复眼镜头、LED光源模块、平面图像传感器、引脚、电路板、图像传输模块、椭圆底座和透明外壳，将变焦复眼镜头和LED光源模块一起集成在平面图像传感器上，把集成后的平面图像传感器输出引脚焊接在电路板上，将焊接好的电路板与图像传输模块集成在一起，共同构成复眼内窥镜的内部结构，再将复眼内窥镜的内部结构安装在椭圆底座上，并由透明外壳将其封装起来；所述变焦复眼镜头包括：负弯月形基底和子眼透镜，子眼透镜分布在负弯月形基底的上表面，通过设计负弯月型基底内外两透镜面的曲率半径R2、R1降低了复眼镜头的球差，提高成像质量；所述负弯月形基底上的子眼透镜采用间隔角度为11°的分布方式，相同角度下的子眼透镜为同一级，根据各级子眼透镜与基底中心线夹角的不同，以0°、11°、22°、…、N*11°依次命名为0、1、2、…、N级子眼；所述各级子眼透镜采用变曲率半径的设计，各级子眼透镜下的基底厚度dN、子眼透镜焦距fN、子眼透镜至图像传感器之间的距离LN满足下式：dN＝R1-2R2cosαN2 联立公式2、3、4得到公式5如下：n-1R1cosαN-R1+L0{nR2-rN+n-1[h+R1-2R2cosαN]}＝nrNR2cosαN5其中，n，αN，rN和h分别代表镜头材料折射率，各级子眼透镜与基底中心线夹角，各级子眼透镜的曲率半径和子眼高度，R1为基底外侧透镜面的曲率，R2为基底内侧透镜面的曲率，L0为0级子眼透镜至图像传感器之间的距离；在子眼透镜的设计过程中，通过仿真分析确定0级子眼曲率半径r0和子眼高度h，根据基底外侧透镜面曲率半径R1、基底内侧透镜面曲率半径R2、镜头材料折射率n和各级子眼透镜与基底中心线夹角αN，由公式5求出0级子眼透镜至平面图像传感器之间的距离L0；当0级子眼透镜到平面图像传感器之间的距离L0、镜头材料折射率n、基底外侧透镜面的曲率R1、基底内侧透镜面的曲率R2、子眼高度h和各级子眼透镜与基底中心线夹角αN已知的情况下，再根据公式5求出1级、2级、…、N级子眼透镜的曲率半径r1、r2、…、rN的数值。

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