CN111528771B - 一种电子内窥镜成像物镜变焦调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，该机构包括前端固定镜筒、拉丝装置、移动镜筒、整体镜筒和图像传感器芯片，前端固定镜筒固定设置在整体镜筒前端，图像传感器芯片设于整体镜筒尾部，移动镜筒位于整体镜筒内且可通过控制拉丝装置控制移动镜筒在整体镜筒内移动，前端固定镜筒、移动镜筒、图像传感器芯片的光轴重合。该机构可实现柔性的、渐进的变焦调节，特别适合内窥镜的自动连续变焦，并保证成像物镜在调节过程中的同轴性和两端限位的准确性，既可近距离高分辨识别较小的组织黏膜特征，也可以对体内进行远距离大视场广角高清成像，提高检查效率。

Description

一种电子内窥镜成像物镜变焦调节机构

技术领域

本发明涉及医疗手术检测装置技术领域，尤其涉及一种电子内窥镜成像物镜的变焦调节机构。

背景技术

内窥镜常用于医疗诊断、微创手术等，为提高诊断效率，常需要大视场广角观察，等发现可疑区域后，又需要高分辨显微观察，以提高诊断准确性，这就需要对成像物镜的焦距进行调节。

目前常规的电子内窥镜，由于空间的限制，镜头所占空间十分狭小，变焦过程客观上其操作很难得到保证，在几毫米的变焦行程中通过人手控制镜片运动，要么对不到位，要么推过头，很难保证定位的准确性。

因此，需要提供一种新的技术方案实现上述电子内窥镜成像物镜的变焦调节，及时、准确地捕捉变焦行程中每一位置的图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子内窥镜成像物镜的变焦调节机构，实现柔性的、渐进的调节，特别适合内窥镜的自动连续变焦，并保证成像物镜在调节过程中的同轴性和两端限位的准确性，既可近距离高分辨识别较小的组织黏膜特征，也可以对体内进行远距离大视场广角高清成像，提高检查效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，包括前端固定镜筒、拉丝装置、移动镜筒、整体镜筒和图像传感器芯片部分，前端固定镜筒固定设置在整体镜筒前端，图像传感器芯片设于整体镜筒尾部，前端固定镜筒可限制移动镜筒的调节范围，且在前端固定镜筒尾部外侧设置有保护挡圈，保护挡圈中间有止块。整体镜筒上开有轴向导向槽，移动镜筒设有伸出上述导向槽的连接部；拉丝装置包括拉丝与同轴套于拉丝外侧的弹簧护套，拉丝前端与移动镜筒的连接部连接，止块与拉丝相对位置的改变可调节移动镜筒与前端固定镜筒之间的距离，实现近焦端的准确限位。在整体镜筒尾部外侧设有支撑拉丝的支撑轴，拉丝穿过弹簧护套，位于支撑轴中心，且支撑轴前端设有定位套，定位套可前后调节，用于控制移动镜筒和图像传感器芯片之间的范围，实现远焦端的准确限位。图像传感器芯片位于整体镜筒尾部，当拉丝前后移动时，移动镜筒相应移动，实现变焦调节功能。移动镜筒与整体镜筒为内外圆精密滑动配合，轴向开导向槽，在保证镜片的准确定位同时，避免变焦调节过程中镜片的转动。前端固定镜筒与整体镜筒为精密配合，待图形清晰、稳定后用胶水紧固，以确保各镜片像轴的一致。

拉丝截面为圆形，通过保护挡圈控制前端位置，在保护挡圈中设置止块限制拉丝前端的移动量，止块直径最好大于拉丝直径，保持拉丝前端与止块相抵，调节止块位置，待图像稳定、清晰后，将止块胶结固定于保护挡圈中，定位近焦端。定位套可前后调整，定位远焦端，保持移动镜筒的连接部与定位套相抵，调节定位套位置，待图像稳定、清晰后用胶水紧固，实现拉丝结构在变焦运动时远近两个焦点位置的准确限位。

拉丝前端与移动镜筒连接，通过拉丝的移动带动移动镜筒。

整体镜筒座尾部上方设置拉丝装置的支撑轴，拉丝穿过弹簧护套，弹簧护套固定在支撑轴上，在支撑轴前端设置定位套，一方面可在镜筒上支撑弹簧护套，另一方面，在移动拉丝过程中，保证移动镜筒和图像传感器芯片的相对位置准确。拉丝外装配弹簧护套，将难以控制的人工操作变为拉丝的柔性的、可渐进的移动，放大、均匀了捕捉进程，便于操作人员准确捕捉图像，特别适合设备的自动连续拍照。

拉丝与弹簧护套结构通过支撑轴和保护挡圈实现拉丝与移动镜筒的同轴性，并且弹簧护套内可加润滑油，减少调焦时拉丝的磨损以及拉丝在移动过程中的不连续性。

整体镜筒为一个腔体，在整体镜筒后端放置图像传感器芯片。

前端固定镜筒内由前至后依次同轴设置有保护镜片、第一透镜、第二透镜、第一隔圈和第三透镜，第一透镜与第二透镜紧密贴合。

在移动镜筒中由前至后依次同轴设置有第四透镜、第二隔圈、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，通过拉丝外加弹簧护套的方式，将难以控制的人工操作变为拉丝的柔性的、可渐进的移动，放大、均匀了变焦调节过程，便于操作人员精确捕捉图像，特别适合设备的自动连续拍照，并保证拉丝运动轴与物镜的光轴在调节过程中的同轴性，调节镜组在变焦过程中近焦和远焦两端的定位准确性。在满足预期成像要求的同时，减少了电子内窥镜成像物镜变焦调节机构所需的构件，降低了内窥镜的生产成本，使用方便、调焦简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明；

图1是本发明电子内窥镜成像物镜变焦调节机构的整体结构侧视图；

图2是本发明电子内窥镜成像物镜变焦调节机构一个实施例的剖面视图；

图3是本发明电子内窥镜成像物镜中的移动镜筒到达显微放大观察位置时的剖面视图；

图4是本发明电子内窥镜成像物镜中的移动镜筒到达大视场广角观察位置时的剖面视图。

具体实施方法

下面将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

图2为本发明电子内窥镜成像物镜变焦调节机构一个实施例的结构剖面图，参考图2，变焦调节机构100包括前端固定镜筒110、拉丝140与弹簧护套141、移动镜筒160、整体镜筒180和图像传感器芯片150。前端固定镜筒110在整体镜筒180中起到限制移动镜筒160移动范围的作用，且在前端固定镜筒110尾部外侧设置有保护挡圈170，保护挡圈170中间有圆形止块171，拉丝140前端与移动镜筒160的连接部分190相连接。连接部分190前端通过圆形止块171与拉丝140的相对位置来控制移动镜筒160与前端固定镜头110之间的调节距离，实现近焦的准确定位。在整体镜筒180尾部上方设有支撑弹簧护套141的支撑轴130，拉丝140穿过弹簧护套141，弹簧护套141位于支撑轴130中心二者固连，且支撑轴130前端设有定位套120，用于控制移动镜筒160和图像传感器芯片150之间的调节范围，实现远焦的准确定位。图像传感器芯片150位于整体镜筒180尾部，当拉丝140在弹簧护套141内前后移动时，移动镜筒160相应移动，实现变焦调节功能。通过拉丝140外加弹簧护套141的方式，将难以控制的人工操作变为拉丝的柔性的、可渐进的移动，放大、均匀了捕捉进程，便于操作人员准确捕捉图像，特别适合设备的自动连续拍照。

拉丝140的截面为圆形，通过保护挡圈170控制前端位置，在保护挡圈170中设置圆形止块171来限制拉丝140的移动量，圆形止块171直径大于拉丝140直径，止块171在保护挡圈170中可调节，且拉丝140前端截面与止块171截面能相互重合无楔角，通过拉丝140与止块171的相对位置，准确定位近焦端位置后，将止块171用胶水紧固。定位套120亦可前后调整，定位远焦点，移动拉丝140将远焦的图像调节清晰后，再用胶水紧固。

拉丝140前端与移动镜筒160连接，通过对拉丝140的位移实现移动镜筒160的调节，远近焦点的准确定位保证了在调焦过程中对变焦镜筒160位置限制的准确性。

整体镜筒座180尾部外侧设置弹簧护套141的支撑轴130，拉丝140穿过弹簧护套141和支撑轴130，在支撑轴130前端设置定位套120，一方面可以在整体镜筒座180上支撑弹簧护套141和拉丝140，另一方面，在移动拉丝140过程中，确保移动镜筒160和图像传感器芯片150的位置准确性。为保证镜片的准确定位，移动镜筒160与整体镜筒180为内外圆精密滑动配合，轴向开导向槽，以防镜片的转动。前端固定镜筒110与整体镜筒180为精密配合，待图形清晰、稳定后用胶水紧固，以确保前端固定镜筒和移动镜筒中各镜片像轴的一致。

图3为本发明电子内窥镜成像物镜变焦调节机构中移动镜筒160处于显微放大观察位置时的剖面视图(近焦)，前端固定镜筒110中的保护镜片111，第一透镜112，第二透镜113，第一隔圈115，和第三透镜114同轴放置。移动镜筒160中的第四透镜161，第二隔圈162，第一双胶合透镜163，第二双胶合透镜164同轴放置。前端固定镜筒110、移动镜筒160和图像传感器芯片150的光轴重合。保护挡圈170、圆形止块171、拉丝140、弹簧护套141、拉丝支撑轴130同轴，在位于整体镜筒180后端上方支撑轴130中心设置弹簧护套141和拉丝140。

整体镜筒180为腔体，移动镜筒160位于整体镜筒180的腔体内部，且为腔体，移动镜筒160内部前端为一片单透镜161，相继有两个双胶合透镜163和164，单透镜161与双胶合透镜163与164之间有隔圈162，移动镜筒160前端上方190与拉丝140连接。

当电子内窥镜成像物镜变焦为显微放大观察时，移动镜筒160靠近前端固定镜筒110，拉丝140前端与保护挡圈170中的止块171相碰，到达准确位置。

图4为本发明电子内窥镜成像物镜变焦调节机构中移动镜筒160处于大视场广角观察位置时的剖面视图(远焦)，参考图4，当移动镜筒160向后移动直到支撑轴130前端定位套120与移动镜筒160的连接部分190相抵靠，使得移动镜筒160停止移动，此时，移动镜筒160与图像传感器芯片150之间的距离最近，即到达大视场广角观察的准确位置。

前端固定镜头110的位置不变，拉丝140可带动移动镜筒160在大视场广角观察位置和显微放大观察位置之间连续移动，移动镜筒160带动透镜相应移动，实现近焦至远焦之间的连续变焦。

本发明解决了常规内窥镜在实际使用时，即要能够识别精准的细胞形态与细胞核结构观察，又要大视场广角高清观察的双重功能，提高诊断的效率和准确性，有利于提高内窥镜的诊疗效果。

Claims (3)

1.一种电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，其特征在于，包括前端固定镜筒、拉丝装置、移动镜筒、整体镜筒和图像传感器芯片，前端固定镜筒固定设置在整体镜筒前端，图像传感器芯片设于整体镜筒尾部，移动镜筒位于整体镜筒内且可通过控制拉丝装置控制移动镜筒在整体镜筒内移动，前端固定镜筒、移动镜筒、图像传感器芯片的光轴重合；在前端固定镜筒尾部外侧设置有保护挡圈，保护挡圈中间固定有止块；整体镜筒上开有轴向导向槽，移动镜筒设有伸出上述导向槽的连接部；拉丝装置包括拉丝与同轴套于拉丝外侧的弹簧护套，拉丝前端与移动镜筒的连接部固连，在整体镜筒尾部外侧设有支撑轴，支撑轴前端设有定位套，拉丝装置依次同轴穿过定位套和支撑轴，弹簧护套与支撑轴固连，调节拉丝在弹簧护套内前后移动从而带动移动镜筒在整体镜筒中移动实现连续变焦调节，拉丝前端与止块相抵时达到近焦端限位，拉丝带动移动镜筒的连接部与定位套相抵时达到远焦端限位；所述的止块可进行前后调整用于定位近焦端，保持拉丝前端与止块相抵，调节止块位置，待图像稳定、清晰后，将止块胶结固定于保护挡圈中；所述的定位套可进行前后调整用于定位远焦端，保持移动镜筒的连接部与定位套相抵，调节定位套位置，待图像稳定、清晰后，将定位套胶结紧固于支撑轴上。

2.根据权利要求1所述的电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，其特征在于，在前端固定镜筒内由前至后依次同轴设置有保护镜片（111）、第一透镜（112）、第二透镜（113）、第一隔圈（115）和第三透镜（114），第一透镜（112）与第二透镜（113）紧密贴合；在移动镜筒中由前至后依次同轴设置有第四透镜（161）、第二隔圈（162）、第一双胶合透镜（163）、第二双胶合透镜（164）。

3.根据权利要求1所述的电子内窥镜成像物镜变焦调节机构，其特征在于，所述的弹簧护套内添加有润滑油。

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