温故知新

在《内窥镜转向棱镜设计》中，我们和大家详细推导了棱镜的摆位角度计算过程。这种棱镜由三个小棱镜胶合而成，组合成大棱镜方便结构组装卡位。

这种棱镜有几个比较棘手的问题需要重点关注：

1. 需要在第2次反射区域做反射镀膜处理，反射镀膜（上图橙色区域）控制不好可能会遮挡入射光的有效孔径宽度。

2. 受限于内镜娇小的尺寸，这种设计入射光和反射光很难做到比较大的空间错位，如果两者要拉出很大的空间距离，很容易造成整个镜头的横向尺寸过大；如果二者空间距离没有拉开的话，很容易造成外围视场的遮挡，形成暗角。如下图红色圈所示：

巧妙利用空气间隙

上述方案镜头横向尺寸过大，很难满足日益严苛的微创临床需求。

我们把棱镜1和棱镜2之间的胶合，替换成空气间隙，反射镀膜区域去掉，光路的第2次反射利用TIR实现，由于TIR反射区域是透明表面，不影响正常光线入射，因此入射光线区域和TIR反射区域可以重叠，大幅缩减了内窥镜头的横向尺寸。

全内反射的灵活性

由于不再限制光线入射和第2次反射之间的光路干涉，在确保镜头体积比较小的前提下，我们可以达成更大的FOV和更灵活的视向角，我们设计了FOV=160°，转向角55°的内窥镜头，如下所示，大家不难发现，这个镜头我们利用TIR仅仅采用单棱镜就达成了设计目标。

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