CN102894950A - 可调焦的电子光学系统及可调焦电子耳镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调焦的电子光学系统，至少包括本体，设置在所述本体上的透镜组件，与所述透镜组件同光轴设置的感光组件；还包括手动调焦结构，所述感光组件与所述手动调焦结构联动设置以调整所述感光组件与所述透镜组件之间的焦距。本发明还公开了一种应用上述可调焦的电子光学系统的电子耳镜。本发明由于设置了上述手动调焦结构，在调焦操作时可以根据使用者的实际视觉效果及时采用人工手段调整焦距，尤其是可以调整现有的电子调焦结构反应迟滞的细微焦距，因此具有调焦精度高，调焦操作便利等有益效果。

Description

可调焦的电子光学系统及可调焦电子耳镜

技术领域

本发明涉及医疗器具技术领域，尤其涉及一种可调焦的电子光学系统。本发明还涉及应用该电子光学系统的电子耳镜。

背景技术

临床上，医护人员在观察或治疗病体的耳道、耳鼓膜等时，需要借助专用的医疗器具，如电子耳镜。

如图1所示，申请人之前申请有中国实用新型“便携式电子耳镜”，其公开的技术方案主要包括：一手柄，该手柄的前侧上方设置有一观测单元，该观测单元容置在一条状的套管51中，该套管51的前端为观测端，该套管51的后端用于与该手柄连接。其中，该观测单元至少包括：一光学成像系统，该光学成像系统包括了一组靠近该观测端的放大镜52、位于该放大镜后侧的焦距调整系统，及位于该焦距调整系统后侧的光学成像设备。该焦距调整系统包括至少两片固定于套筒54内的透镜53，彼此之间保持一预设距离，透镜53与放大镜52同轴设置，套筒54与一微动马达55动力连接。使用者通过控制手柄上的焦距调整按钮来控制微动马达55，从而可以令透镜53沿光轴方向前后移动，以实现调整焦距的技术目的。

上述电子耳镜是一种利用微动马达做为调焦动力的电动调焦技术。电动调焦技术是一种半自动的调焦技术，虽然调焦迅速便捷，但其结构比较复杂。在实际应用中，由于预先设定的与调焦相关的参数不能随着实际情况的变化及时调整，或因部件磨损等原因，导致该类电子耳镜在调整焦距方面精确度较低。

因此本领域的技术人员一直致力于开发一种调整焦距精确且操作便利的电子耳镜，以及该种电子耳镜的核心部件可调焦的电子光学系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电子光学系统调焦不精确、操作不便利等缺陷，提供一种可调焦的电子光学系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种可调焦的电子光学系统，至少包括本体，设置在所述本体上的透镜组件，与所述透镜组件同光轴设置的感光组件；还包括手动调焦结构，所述感光组件与所述手动调焦结构联动设置以调整所述感光组件与所述透镜组件之间的焦距。

本发明由于设置了上述手动调焦结构，在调焦操作时可以根据使用者的实际视觉效果随时采用人工手段调整焦距，尤其是可以调整现有的电子调焦结构反应迟滞的细微焦距，因此具有调焦精度高，调焦操作便利的有益效果。

较佳地，所述手动调焦结构包括一可旋转运动的驱动件及一可直线往复运动的被动件；所述驱动件与所述被动件联动连接，所述感光组件与所述被动件固定连接。进一步地，所述驱动件为一偏心轮，所述偏心轮由轮柄和偏心设置的轮体组成，所述轮体可转动地设置在所述腰形槽中。

采用上述的结构设计，本发明利用偏心轮结构将来自轮柄的手动驱动的旋转动作转换为固定在被动件上的感光组件的直线往复动作，实现了手动调整焦距的技术目的，具有调校精确，结构简单，调焦便利等有益效果。

较佳地，所述轮柄为非圆柱轴，所述轮体上开设有与所述非圆柱轴匹配的安装孔。前述“非圆柱轴”的含义为轴的横截面为椭圆、多边形、不规则形、或半圆形等。显然，此处的形状限定尤其是指轮柄上与安装孔配合的那一端部，而非对轮柄的整体形状做限定。由于非圆柱形的轮柄不是轴向对称的回旋体形状，因此轮柄与轮体的安装位置更直观。本发明由于上述的结构设计，在安装调试时，更便于在轮柄的转角零值与焦距调整值之间建立对应的联系。

较佳地，所述本体内还设置有一用于引导所述被动件滑动方向的导向部件，所述被动件与所述导向部件的工作部滑动连接。

由于采用上述的结构设计，减小了手动调焦结构中滑动部件的滑动阻力，本发明的电子光学系统具有移动阻尼小，调焦轻便的有益效果。

较佳地，所述被动件上还设置有限位部件。或，所述被动件上还包括一限位部。

较佳地，所述电子光学系统还包括照明组件。进一步地，所述照明组件包括光源及设置在所述透镜组件周围的光源输出部件。

较佳地，所述轮柄的一端部上固定设置有大直径手轮。由于采用上述的结构设计，将大转角的手轮结构对应于滑块小范围的位移行程(即感光组件的小范围的调焦幅度)，本发明的可调焦的电子光学系统在微距调焦方面获得了良好的实施效果。

本发明还提供了一种应用上述任一电子光学系统的电子耳镜，至少包括耳镜本体，所述耳镜本体中设置有所述可调焦的电子光学系统。进一步地，所述耳镜本体主要包括对合的外壳及连接件，所述可调焦的电子光学系统设置在所述外壳的内部。

本发明的电子耳镜，由于采用了本发明的可调焦的电子光学系统，具有整体上结构简单，调焦精确，操作简便等有益效果。

附图说明

图1为现有技术中一电子耳镜的结构示意图；

图2为本发明的可调焦的电子光学系统一具体实施例的结构示意图；

图3为图2中A-A局部剖视结构示意图；

图4为图2中B-B局部剖视结构示意图；

图5为图2所示实施例调焦后的结构示意图；

图6为本发明的电子耳镜一具体实施例的局部结构示意图。

其中包括：光学系统壳体1，镜体11，线孔12，平钉13，后堵14，橡胶圈15，扁圆金属件16，透镜组件2，感光组件3，手动调焦结构4，轮柄41，轮体42，安装孔421，手轮43，手轮钉431，滑块44，腰形槽441，限位部件442，导向部件5，照明组件6，LED组件61，光源输出部件62。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的可调焦的电子光学系统及电子耳镜的具体实施例，以详细说明本发明的技术方案及有益效果。

实施例1：

如图2、图3所示，本发明的一具体实施例，主要包括用作本体的光学系统壳体1及镜体11，设置在光学系统壳体1上的透镜组件2，设置在光学系统壳体1内部的感光组件3、照明组件6。

光学系统壳体1为工程塑料或铝材等常规材质浇注成型，透镜组件2为本技术领域的公知技术，本文不再赘述。

感光组件3为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)组件，与透镜组件2同光轴设置。在其他实施例中，感光组件3也可以采用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)组件。

照明组件6包括用作光源的LED组件61及设置在透镜组件2周围的光源输出部件62，LED组件61与光源输出部件62之间通过光纤连接形成一光通路。光学系统壳体1中设置有线孔12用于光纤的穿设。

本发明还包括一手动调焦结构4。

结合图4所示，具体地，本实施例中的手动调焦结构4包括一用作驱动件的偏心轮，该偏心轮由大致长轴形的轮柄41和扁平的轮体42构成。轮柄41通过一端部紧密地插设在轮体42上开设的安装孔421内，与轮体42固定连接为一体。

尤为关键地，轮体42与轮柄41为偏心设置，即轮体42的轴心线与轮柄41的轴心线设置在不同的轴线上，两部件共同构成一大致为“T”字型的偏心结构。

轮柄41的另一端部上安装有手轮43。

在组装时，先将设置在光学系统壳体1内的部件组装在一起然后推入光学系统壳体1内，然后把轮柄41插入滑块44中，从反向将一外螺母套入轮柄41，将外螺母与壳体1上的内螺母拧合在一起。由于设置了扁圆金属件16，轮柄41不会从滑块44内脱落出来。然后，将手轮43套设在轮柄41上，最后拧紧手轮钉431。

手轮43在被施加扭矩时会带动由轮柄41和轮体42组成的偏心轮绕轮柄41的轴线旋转。

为制造或安装的便利，轮柄41可以以多段拼接而成。轮柄41可以采用圆柱轴。但优选地，如本实施例中，轮柄41为圆柱轴切削去一部分后形成的半圆柱轴。此处的形状限定尤其是指轮柄41上与安装孔421配合的那一端部，而非对轮柄41的整体形状做限定。

由于非圆柱形的轮柄不是轴向对称的回旋体形状，如此结构设计的目的在于，轮柄41与轮体42的安装位置更直观，便于安装人员对轮柄41的转角(即轮体42的转角)零值与滑块44的位移行程(即焦距调整值)之间的关联性调试。

轮柄41的其他部分，可以选用圆柱体，或多边体。

手动调焦结构4还包括一用作被动件的滑块44。滑块44在朝向轮体42的一侧开设有一腰形槽441。腰形槽441上的两个半圆形端部的间距大于轮体42的直径，但腰形槽441上两直线侧壁之间的距离与轮体42的直径相等，轮体42可转动地插设在腰形槽441中。

腰形槽441上两直线侧壁之间的距离与轮体42的直径之间的“相等关系”的精确程度直接影响到手动调焦结构的调焦精度。两数值之间的差值越小，调焦精度越高。但若差值过小，手轮43转动的阻尼会明显增大，调焦操作的手感会下降。当然，手感的下降并不影响调焦精度。

滑块44的一端还设置有限位部件442。限位部件442可以是一与滑块44固定连接的单独部件，也可以是与滑块44一体形成的，即限位部件442也可以是滑块44上的一部分。限位部件442的作用是限制滑块44的位移行程，当限位部件442抵靠到一固定部分时，滑块44的位移行程到达一个端点，手动调焦结构4的焦距调整范围也相应地到达一个端值。

在本具体实施例中，感光组件3通过限位部件442与滑块44固定连接在一起。在其他实施例中，根据具体结构，感光组件3可以直接地固定设置在滑块44上。上述结构都是通过滑块44的中介作用，在感光组件3与手动调焦结构4的手轮43之间建立联动的设置关系，以通过转动手轮43调整感光组件3与透镜组件2之间的相对位置。

为便于滑块44的移动，光学系统壳体1内还设置有一导向部件5。滑块44可滑动地设置在导向部件5的工作部分上。导向部件5的存在，即便利了滑块44的移动，也便利了整个手动调焦结构4的安装和调试。

在具体实施中，为加强各零部件的安装牢固程度，并便于维修，在光学系统壳体1内还设置有平钉13、后堵14、橡胶圈15等。图3中各处标注的后堵14为同一部件的各个部分。平钉13、后堵14、橡胶圈15等部件的存在与否，并不影响本发明的可调焦的电子光学系统的原理的实现。

本具体实施例中，通过将手轮43的直径选为一个相对轮柄41较大的值，使手轮43在形成约0°-105°的旋转角时具有一较大的圆周方向的位移行程，将前述较大的圆周方向的位移行程对应地转换成滑块的直线位移行程，使滑块44具有0.5mm-5mm的位移量。相应地，在具体应用中电子耳镜的整体景深的调整值约为19mm-30mm。

由于将大转角的手轮结构对应于小范围的调焦幅度，本发明的可调焦的电子光学系统在微距调焦方面获得了良好的实施效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。

本发明的可调焦的电子光学系统由于设置了上述手动调焦结构，在实际使用中，使用者可以根据即时的视觉效果，通过转动手轮随时调整焦距，尤其是可以调整现有的电子调焦结构反应迟滞的细微焦距，因此整个可调焦的电子光学系统具有调焦精度高，调焦操作便利的有益效果。

本发明的可调焦的电子光学系统可以应用于各种电子耳镜，只需对各种电子耳镜的外壳结构做一些简单的适应变化，或根据电子耳镜的内部空间要求根据常规技术手段对本光学系统的壳体做一些适应性设计，无需创造性劳动即可实现。

本发明的可调焦的电子光学系统还可以应用在其他小型医疗设备，或需要精确对焦的实际使用设备中。

实施例2：

如图6所示，本发明的应用了可调焦的电子光学系统的电子耳镜一具体实施例，至少包括耳镜本体，在耳镜本体中设置有本发明的可调焦的电子光学系统。

具体地，耳镜本体主要包括对合的外壳10及起固定作用的连接件，可调焦的电子光学系统通过壳体1固定设置在外壳10的内部。外壳10可采用一次成型的模压件等常规技术手段实现。可调焦的电子光学系统在外壳10中的固定连接方式也为公知的技术，本文不再赘述。

以下结合本发明的电子耳镜的使用方法，详细说明本发明的电子耳镜的具体结构及有益效果。

在实际应用时，耳内的物象经由透镜组件2投射到CMOS芯片上，经过图像处理后被使用者视觉接受。当使用者感觉到图像模糊时，需要开始调整焦距。此时，如图6所示，使用者可以转动手轮43，带动轮柄41、轮体42旋转。由于轮柄41、轮体42为偏心轮结构，轮体42的旋转被腰形槽441转化为滑块44的直线往复运动。

由于感光组件3与滑块44联动，因此，手轮43的转动就带动了感光组件3在光轴上的直线位移，实现了调整焦距的技术目的。图6中虚线所示为感光组件3位移后的位置，Δ为像的位移距离。

本发明将调焦用的轮柄设置在光学镜头的下方，通过手动大幅度调整轮体的旋转角度，精确控制感光组件在光轴上的前后位置，再附以数百万像素的高精度CMOS芯片，整个电子耳镜能够清晰地捕捉耳道至耳鼓膜之间任意一点的清晰图像。

本发明中的手轮及轮柄的位置设计符合人体工程学原理，使用者在握住电子耳镜的同时，只用一个食指便可方便地进行调焦操作，操作时感觉轻便自如，且调焦精度高。

本发明的电子耳镜由于应用了本发明的可调焦的电子光学系统，具有结构简单，调焦精确，操作简便等有益效果。

以上虽然描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调焦的电子光学系统，至少包括本体，设置在所述本体上的透镜组件，与所述透镜组件同光轴设置的感光组件；其特征在于：还包括手动调焦结构，所述感光组件与所述手动调焦结构联动设置以调整所述感光组件与所述透镜组件之间的焦距。

2.如权利要求1所述的电子光学系统，其特征在于：所述手动调焦结构包括一可旋转运动的驱动件及一可直线往复运动的被动件；所述驱动件与所述被动件联动连接，所述感光组件与所述被动件固定连接。

3.如权利要求2所述的电子光学系统，其特征在于：所述驱动件为一偏心轮，所述偏心轮可转动地设置在所述被动件上的一腰形槽中。

4.如权利要求3所述的电子光学系统，其特征在于：所述偏心轮由轮柄和偏心设置的轮体组成，所述轮体可转动地设置在所述腰形槽中。

5.如权利要求4所述的电子光学系统，其特征在于：所述轮柄为非圆柱轴，所述轮体上开设有与所述非圆柱轴匹配的安装孔。

6.如权利要求2所述的电子光学系统，其特征在于：所述本体内还设置有一用于引导所述被动件滑动方向的导向部件，所述被动件与所述导向部件的工作部滑动连接。

7.如权利要求2所述的电子光学系统，其特征在于：所述被动件上还设置有限位部件；或所述被动件上还包括一限位部。

8.如权利要求1所述的电子光学系统，其特征在于：所述耳镜还包括照明组件，所述照明组件包括光源及设置在所述透镜组件周围的光源输出部件。

9.如权利要求1所述的电子光学系统，其特征在于：所述轮柄的一端部上固定设置有大直径手轮。

10.一种应用权利要求1至9任一所述的电子光学系统的电子耳镜，至少包括耳镜本体，其特征在于，所述耳镜本体中设置有所述可调焦的电子光学系统。

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