CN112099224A - 可视化探测器以及内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化探测器以及内窥镜，能够在有限的狭小设置空间中以稳固的构造将观察方向朝向所希望的方向并固定。可视化探测器具备：前端部，收纳对从与第1轴线正交的前端面获取的摄像光进行受光的摄像单元，与前端面相反的一侧形成为相对于第1轴线以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面；和后端部，沿着第2轴线的一端形成为相对于第2轴线以任意的倾斜角度倾斜并与后端接合面接合的前端接合面。

Description

可视化探测器以及内窥镜

技术领域

本公开涉及可视化探测器以及内窥镜。

背景技术

在专利文献1中，公开了用于喷射发动机内的被检体即涡轮叶片的检查的内窥镜系统。在喷射发动机内，多个涡轮叶片分别放射状地立设于旋转体的外周部。在喷射发动机的外周部，分别设置用于插入内窥镜的多个接入端口。内窥镜被从接入端口插入。若使涡轮转子旋转，则旋转体向周方向旋转。各涡轮叶片与旋转体的旋转同时地向周方向移动，依次进入内窥镜的视野。由此，从接入端口插入的内窥镜能够拍摄放射状地立设于旋转体的外周部的各个涡轮叶片。为了变更叶片的拍摄位置，通过图像处理来检测叶片，将弯曲部变更为规定的弯曲角度，能够获取叶片的图像。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-209460号公报

但是，在专利文献1的现有技术中，在内窥镜中观察固定于机械内的特定部件的摩耗等时，若长期暴露于振动外的恶劣外部环境，则产生如下课题。具体而言，在有限的固定手段或者有限的设置空间内，不能在所希望的方向可靠并且稳固地持续保持内窥镜的摄像部。

发明内容

本公开鉴于上述现有的情况而作出，其目的在于，提供一种能够在有限的狭小设置空间中以稳固的构造将观察方向朝向所希望的方向而固定的可视化探测器以及内窥镜。

本公开提供一种可视化探测器，具备：前端部，收纳对从与第1轴线正交的前端面获取的摄像光进行受光的摄像单元，与所述前端面相反的一侧形成为相对于所述第1轴线以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面；和后段部，沿着第2轴线的一端形成为相对于所述第2轴线以任意的倾斜角度倾斜并与所述后端接合面接合的前端接合面。

此外，本公开提供一种内窥镜，具备：前端部，收纳对从与第1轴线正交的前端面获取的摄像光进行受光的摄像单元，与所述前端面相反的一侧形成为相对于所述第1轴线以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面；和后段部，沿着第2轴线的一端形成为相对于所述第2轴线以任意的倾斜角度倾斜并与所述后端接合面接合的前端接合面。

通过本公开，在可视化探测器或者内窥镜中，能够在有限的狭小设置空间中以稳固的构造将观察方向朝向所希望的方向而固定。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的可视化探测器的前端侧的外观的主要部分立体图。

图2是从前斜上方观察图1所示的前端部的分解立体图。

图3是从后斜上方观察图1所示的前端部的分解立体图。

图4是图1所示的前端部的侧剖视图。

图5是填充剂被填充并被接合的前端部以及后端部的侧剖视图。

图6是第1轴线与第2轴线在正交方向接合的前端部以及后端部的外观立体图。

图7是前端外壳部件被旋转之前的前端部的立体图。

图8是前端外壳部件被旋转90°的前端部的立体图。

图9是对具备旋转机构的变形例所涉及的可视化探测器的后端部进行透视的分解立体图。

图10是表示环状部件和燕尾榫的卡合状况立体图。

图11是表示前端部与后端部经由旋转机构而相对自由旋转地接合的变形例所涉及的可视化探测器的前端侧的外观的主要部分立体图。

具体实施方式

以下，适当地参照附图，对具体公开了本公开所涉及的可视化探测器以及内窥镜的实施方式进行详细说明。其中，可能省略非必要详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。另外，附图以及以下的说明是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。

(结构等)

图1是表示实施方式1所涉及的可视化探测器11的前端侧的外观的主要部分立体图。在以下的说明中，“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”按基于图1所示的对应的各个方向。

实施方式1所涉及的可视化探测器11例如被用作为产业用内窥镜，能够适当地用于工厂等的生产线中的制造机械等的检查系统。在该情况下，可视化探测器11从制造机械等的至少一方的横侧插入，被用于早期检测有无制造机械等所具备的机构部件(换句话说，被观察对象)的劣化。机构部件一般较多被设置于多个构造部件或者环状部件等相邻的受局限的狭小设置空间。可视化探测器11构成为在这样的狭小设置空间中以稳固的构造，能够将观察方向朝向并固定于对于检查者来讲所希望的方向。

可视化探测器11构成为将前端部13与后端部15接合。在实施方式1中，前端部13以及后端部15各自的与轴线正交的剖面形状形成为大致正方形(也包含正方形)的棱柱形状。另外，前端部13以及后端部15各自的形状并不限定于大致正方形(参照上述)的棱柱形状。

前端部13收纳对从与第1轴线17(参照图5)正交的前端面19获取的摄像光进行受光的摄像单元21(参照图4)。前端部13的与前端面19相反的一侧形成为相对于第1轴线17以任意的倾斜角度θ1(参照图5)倾斜的后端接合面23。

在实施方式1中，所谓轴线，是指沿着轴向穿过棱柱状部件或者棱筒状部件的中心的线。此外，在实施方式1中，轴线也是旋转对称的对称轴。任意的倾斜角度θ1例如为45°。另外，任意的倾斜角度θ1并不限定于45°。

后端部15的沿着第2轴线25(参照图5)的一端是相对于第2轴线25以任意的倾斜角度θ2倾斜的前端接合面27。该前端接合面27与前端部13的后端接合面23接合。任意的倾斜角度θ2例如为135°。另外，任意的倾斜角度θ2并不限定于135°。另外，如图5所示，任意的倾斜角度θ1与任意的倾斜角度θ2之和为180°。

可视化探测器11中，其收纳方向成为分别与第1轴线17以及第2轴线25正交并且分别与后端接合面23以及前端接合面27平行的方向的燕尾榫29和燕尾卯31遍及后端接合面23和前端接合面27而设置。可视化探测器11的前端部13与后端部15通过将该燕尾榫29和燕尾卯31卡合从而组装为例如图1所示的直线状的棱柱形状。换句话说，该情况下，可视化探测器11能够观察(换句话说，能够直视)前方的被摄体。

图2是从前斜上方观察图1所示的前端部13的分解立体图。在前端部13的前端面19，配置构成摄像单元21的镜头。在镜头的上方，配置例如将被摄体明亮地照射的照明用的LED(Light Emission Diode)33。在前端面19，设置大致正方形的前面板35。在前面板35，形成用于分别露出镜头、LED33的观察用窗部37、照明用窗部39。前端部13在前端部上表面41、前端部下表面43、前端部左侧面45、前端部右侧面47，贯穿设置形成有内螺纹的定位孔49。定位孔49通过螺合具有外螺纹的夹具，从而能够对内部的收纳部件(例如，构成摄像单元21的传感器保持部件51)进行定位固定。

从前端部13的后端接合面23导出传送电缆53。可视化探测器11能够经由传送电缆53，在摄像单元21与基端侧的视频处理器(省略图示)之间进行电力以及被拍摄的摄像影像的数据收发。传送电缆53被插入到后端部15并与视频处理器连接。另外，视频处理器对经由传送电缆53而传送的摄像影像的数据，实施规定的影像处理，将影像处理后的摄像影像的数据生成变换为显示数据，向监视器(省略图示)输出。

图3是从后斜上方观察图1所示的前端部13的分解立体图。在可视化探测器11中，前端部13具有前端外壳部件55，后端部15具有后端外壳部件57(参照图5)。至少前端外壳部件55包含硬质的不锈钢制的方管等。方管的轴线正交方向的剖面为正方形。在实施方式1中，前端外壳部件55与后端外壳部件57的双方为正方形的方管。不锈钢制的方管的壁厚例如为0.4mm左右。

另外，前端外壳部件55以及后端外壳部件57的材质分别并不限定于不锈钢，也可以使用其他的材质(例如，硬质树脂材料)的一般的工程塑料等。

图4是图1所示的前端部13的侧剖视图。在前端部13的内侧，收纳摄像单元21。摄像单元21从观察对象侧(换句话说，对物侧)依次沿着光轴59按照第1镜头61、光圈、第2镜头63、隔离物、第3镜头65、传感器外罩玻璃67、图形传感器69的顺序而被配置。这些第1镜头61、光圈、第2镜头63、隔离物、第3镜头65的外周被稳固保持于镜筒71的内周并构成镜头单元73。镜头单元73的图形传感器侧的后端通过粘合剂等而被固定于形成为圆筒状的传感器保持部件51的前侧内周。在该传感器保持部件51的后侧内周，传感器外罩玻璃67的外周嵌合并通过粘合剂等而被固定。由此，摄像单元21的镜头单元73和图形传感器69通过传感器保持部件51而被定位固定为同轴。

传感器保持部件51在贯穿设置于前端外壳部件55的上表面的定位孔49螺合上述的夹具(不图示)。传感器保持部件51通过螺合于定位孔49的夹具被紧固，从而被按压于前端外壳部件55的底面。在底面，预先涂敷粘合剂。由此，摄像单元21相对于前端外壳部件55被高精度地定位并稳固地固定。另外，夹具在摄像单元21被粘合固定后，被从定位孔49取下。

在图形传感器69的背面，电连接用于传送来自图形传感器69的电信号的传送电缆53。传送电缆53的前端的可挠基板部分(例如FPC：Flexible Printed Circuits)中的电缆导体利用焊接等而与设置于传感器基板75的多个凸块77导通连接。从前端部13的后端接合面23导出的传送电缆53从后端部15的前端接合面27通过后端部15的内侧。另外，传送电缆53也可以在可挠基板部分安装多个电装部件79。

在前端外壳部件55，在摄像单元21的上方，设置作为照明用光源的LED33。LED33被配置于前面板35的照明用窗部39的背部，被透明的外罩玻璃等覆盖。LED33例如被安装于与传送电缆53电连接的可挠基板等。另外，也可以在LED33，接触设置用于对驱动时的热量进行散热的导热部件81。

可视化探测器11在前端部13的内侧，填充并固化填充剂83。由此，前端部13的上述的摄像单元21、传送电缆53以及LED33被埋入到在前端外壳部件55的内侧固化的填充剂83，被固定为一体。填充剂83优选具有遮光性以使得例如来自LED33的泄漏光不会入射到构成镜头单元73的镜头。

图5是填充剂83被填充并接合的前端部13以及后端部15的侧剖视图。可视化探测器11至少遍及前端外壳部件55的后端接合面23和后端外壳部件57的前端接合面27，填充并固化填充剂83。因此，可视化探测器11的前端部13与后端部15除了基于外壳的燕尾榫29以及燕尾卯31的卡合构造，还通过遍及接合面而在内部固化的填充剂83而被稳固地固定。

图6是第1轴线17和第2轴线25正交方向被接合的前端部13以及后端部15的外观立体图。可视化探测器11也能够在填充剂83的填充前，在使前端部13和后端部15相对旋转180°的朝向，将后端接合面23与前端接合面27接合。换句话说，可视化探测器11能够组装为可观察前方的直视镜，并且也能够组装为侧视镜。作为直视镜或者侧视镜的功能的切换可以根据检查者的需要来适当地分开使用。组装为侧视镜的可视化探测器11如图6所示，在第1轴线17相对于后端部15的第2轴线25正交的朝向接合前端部13。即使在这种情况下，使燕尾榫29与燕尾卯31卡合后，也遍及后端接合面23和前端接合面27而对填充剂83进行填充。由此，可视化探测器11被稳固地组装为朝向观察方向相对于后端部15垂直方向的L字形的侧视镜。

作为侧视镜的可视化探测器11形成为前端部13中的沿着第1轴线17的方向的距离Lf比正方形的一边的长度Ls的2倍小(Lf＜2Ls)。因此，组装为侧视镜的可视化探测器11的从后端部15的侧面垂直突出的前端部13的突出长度Lp比正方形的一边的长度Ls小。由此，作为侧视镜的可视化探测器11形成为对狭小设置空间也容易插入。

图7是前端外壳部件55被旋转之前的前端部13的立体图。可视化探测器11的至少前端部13的第1轴线17所正交的剖面形状形成为以第1轴线17为中心的旋转对称。这里，所谓旋转对称，是指一个图形围绕一定轴以一定的角度旋转移动也不变的性质。将该一定的轴称为对称轴。在实施方式1中，轴线为对称轴。另外，将旋转时的一定角度为180°、120°、90°等的情况分别称为2倍轴、3倍轴、4倍轴等。在实施方式1中，前端部13和后端部15的轴线所正交的剖面都是正方形，因此第1轴线17以及第2轴线25都为4倍轴。由此，可视化探测器11将前端外壳部件55的剖面形状设为大致正方形，从而能够将摄像单元21的顶部底部相对于前端外壳部件55的4边设定为任意的4方向。

另外，前端部13和后端部15的轴线所正交的剖面形状并不限定于正方形。前端部13和后端部15的轴线所正交的剖面形状除此以外也可以是正三角形、正五边形、正六边形、正八边形、圆形等。

图8是前端外壳部件55被旋转90°的前端部13的立体图。例如，可视化探测器11在将图7所示的摄像单元21为下侧的朝向设为正立姿势的情况下，如图8所示，能够以顺时针地旋转90°的配置对前端外壳部件55进行组装。由此，能够使摄像单元21的顶部底部例如对应于前端外壳部件55的右左而配置。

接下来，说明实施方式1所涉及的可视化探测器11的结构的变形例。

图9是对具备旋转机构85的变形例所涉及的可视化探测器87的后端部89进行透视的分解立体图。变形例所涉及的可视化探测器87的前端部13和后端部89通过遍及后端接合面23和前端接合面27而设置的旋转机构85自由旋转地连结。旋转机构85在穿过第1轴线17以及第2轴线25的各自的交点并且后端接合面23以及前端接合面27所垂直的旋转中心将前端部13和后端部89自由旋转地连结。

可视化探测器87的后端部89与可视化探测器11的后端部15不同。后端部89在前端接合面27，固定环状部件91。环状部件91能够使用例如具有弹性的O型环(O型圈)等。另外，环状部件91并不限定于O型环。

图10是表示环状部件91与燕尾榫29的卡合状况的立体图。在环状部件91的内周，从前端部13的后端接合面23突出的一对燕尾榫29自由旋转地卡合。由此，前端部13经由环状部件91在后端部89，围绕与穿过第1轴线17以及第2轴线25各自的交点的接合面垂直的旋转中心以任意的角度自由旋转。

图11是表示前端部13和后端部89经由旋转机构85而相对自由旋转地接合的变形例所涉及的可视化探测器87的前端侧的外观的主要部分立体图。可视化探测器87的经由旋转机构85而相对自由旋转的前端部13和后端部89以规定的相对角度自由旋转后，与上述的可视化探测器11同样地，例如从后端部89的后端开口对填充剂83进行填充。由此，可视化探测器87能够相对于后端部89进行将观察方向朝向对于检查者来讲任意的所希望的旋转方向的前端部13的稳固的固定。

(作用等)

接下来，更加具体说明实施方式1所涉及的可视化探测器11的作用。

实施方式1所涉及的可视化探测器11(例如产业用内窥镜)具有前端部13，该前端部13收纳对从与第1轴线17正交的前端面19获取的摄像光进行受光的摄像单元21，与前端面19相反的一侧形成为相对于第1轴线17以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面23。可视化探测器11具有后端部15，该后端部15形成为沿着第2轴线25的一方相对于第2轴线25以任意的倾斜角度倾斜并与后端接合面23接合的前端接合面27。

在实施方式1所涉及的可视化探测器11中，具有收纳摄像单元21的前端部13和接合于该前端部13的后端部15。前端部13的与前端面19相反的一侧为后端接合面23。后端部15的与前端部13的后端接合面23对置的一侧为前端接合面27。前端部13与后端部15将这些后端接合面23和前端接合面27接合并组装为一体。此时，前端部13和后端部15将后端接合面23和前端接合面27接合并组装为直线状。换句话说，可视化探测器11成为在后端部15的前端侧，通过摄像单元21来对从直线状地接合的前端部13的前端面19获取的摄像光进行受光的直视镜。

另一方面，可视化探测器11能够相对于前端部13的后端接合面23，以使后端部15围绕第2轴线25例如旋转180°的朝向，接合前端接合面27。

例如，前端部13的后端接合面23相对于第1轴线17以45°的倾斜角度倾斜、后端部15的前端接合面27相对于第2轴线25以135°的倾斜角度倾斜并组装为直线状。这里，相对于前端部13的后端接合面23，使后端部15围绕第2轴线25例如旋转180°。在后端接合面23与前端接合面27之间，形成V字状的间隙。此时的对置的倾斜面的角度为135°。因此，若将相对于前端部13直线状地配置的后端部15以该状态垂直地直立，将前端接合面27接合于后端接合面23，则前端部13与后端部15以正交方向接合。换句话说，可视化探测器11成为在后端部15对从正交方向上接合的前端部13的前端面19获取的摄像光进行受光的侧视镜。

这样，可视化探测器11将前端部13和后端部15通过相对于轴线以所希望的角度倾斜的后端接合面23以及前端外壳部件55来接合，因此即使在有限的狭小设置空间中也能够将观察方向变更为所希望的方向来进行组装。

由此，可视化探测器11能够使用相同的部件制造多个规格(方向)的装置。其结果，能够提高生产性，部件管理也变得容易。

此外，可视化探测器11将形成于前端部13的后端接合面23与形成于后端部15的前端接合面27接合，因此能够设为较大面积的接合构造。其结果，能够将前端部13和后端部15以高接合强度进行固定。

进一步地，可视化探测器11将前端部13和后端部15相对旋转并将后端接合面23和前端接合面27接合，即使在有限的狭小设置空间中也能够从直视镜向观察所希望的角度的侧方的侧视镜自由组合。

因此，通过实施方式1所涉及的可视化探测器11，在有限的狭小设置空间中以稳固的构造将观察方向朝向所希望的方向而固定。

此外，可视化探测器11中，容纳方向为与第1轴线17以及第2轴线25正交并且与后端接合面23以及前端接合面27平行的方向的燕尾榫29和燕尾卯31遍及后端接合面23和前端接合面27而被设置。

在该可视化探测器11中，燕尾榫29与燕尾卯31的容纳方向为与第1轴线17以及第2轴线25正交、并且与后端接合面23以及前端接合面27平行的方向。例如在前端部13的后端接合面23是向后端下坡的斜面的情况下，燕尾榫29能够由从左右两侧夹着该斜面的一对突起片形状形成。该燕尾榫29是前端较宽的榫。另一方面，燕尾卯31能够设为燕尾榫29收敛的底部较宽的槽。燕尾榫29与燕尾卯31能够仅在从左右两侧夹着斜面的方向相互卡合。卡合的燕尾榫29与燕尾卯31不能进行卡合方向(参照图5的纸面垂直方向)以外的相对移动。因此，通过燕尾榫29和燕尾卯31而卡合的后端接合面23与前端接合面27仅对卡合方向进行定位，从而能够进行高强度并且高精度地对位的接合。

此外，可视化探测器87的在穿过第1轴线17以及第2轴线25各自的交点并且与后端接合面23以及前端接合面27分别垂直的旋转中心将前端部13与后端部89自由旋转地连结的旋转机构85遍及后端接合面23和前端接合面27而被设置。

在该可视化探测器87中，在后端接合面23与前端接合面27之间，设置旋转机构85。旋转机构85将前端部13和后端部89在穿过第1轴线17以及第2轴线25的交点并且与后端接合面23以及前端接合面27垂直的旋转中心，将前端部13和后端部89相对自由旋转地接合。由此，可视化探测器87能够以从相对于后端部89而前端部13将直线方向的前方设为观察方向的直视镜到相对于后端部89而前端部13的观察方向例如正交的侧视镜之间的任意倾斜角度，固定摄像单元21。其结果，可视化探测器87能够在设置现场容易进行与状况相应的支承方向的设定。

此外，可视化探测器11的前端部13具有前端外壳部件55，后端部15具有后端外壳部件57，在前端外壳部件55以及后端外壳部件57，至少遍及后端接合面23和前端接合面27而填充的填充剂83被固化。

此外，在该可视化探测器11中，前端部13具有前端外壳部件55，后端部15具有后端外壳部件57。前端部13以及后端部15通过硬质的外壳从而内部的功能部件被保护。此外，前端部13以及后端部15通过可将硬质的外壳彼此相互结合的卡合构造(例如燕尾榫29和燕尾卯31)，能够实现稳固的接合构造。此外，前端部13以及后端部15除了基于上述的卡合构造的卡合，也能够通过注入到前端外壳部件55与后端外壳部件57的内侧的填充剂83遍及后端接合面23和前端接合面27而固化，从而以更高的结合强度进行可靠的固定。

此外，可视化探测器11的至少与前端部13的第1轴线17正交的剖面形状具有以第1轴线17为中心的旋转对称的形状。

进一步地，在可视化探测器11中，至少与前端部13的第1轴线17正交的剖面形状为以第1轴线17为中心的旋转对称。换句话说，前端部13的第1轴线17为对称轴。由于前端部13的剖面形状例如是正方形，因此该对称轴为4倍轴。其结果，相对于前端外壳部件55在内侧收纳的摄像单元21能够按每45°旋转配置。由此，摄像单元21的顶部底部也在制造时能够容易变更。

以上，参照附图来说明各种实施方式，但本公开并不限定于该例子。本领域技术人员了解在权利要求书所述的范围内，当然能够想到各种变更例、修正例、置换例、附加例、删除例、等同例，这些当然也属于本公开的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以将上述各种实施方式中的各结构要素任意组合。

产业上的可利用性

本公开作为能够在有限的狭小设置空间中以稳固的构造将观察方向朝向所希望的方向而固定的可视化探测器以及内窥镜有用。

Claims (6)

1.一种可视化探测器，

具备：

前端部，收纳对从与第1轴线正交的前端面获取的摄像光进行受光的摄像单元，与所述前端面相反的一侧形成为相对于所述第1轴线以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面；和

后端部，沿着第2轴线的一端形成为相对于所述第2轴线以任意的倾斜角度倾斜并与所述后端接合面接合的前端接合面。

2.根据权利要求1所述的可视化探测器，其中，

容纳方向为与所述第1轴线以及所述第2轴线正交、并且与所述后端接合面以及所述前端接合面平行的方向的燕尾榫和燕尾卯遍及所述后端接合面和所述前端接合面而被设置。

3.根据权利要求1所述的可视化探测器，其中，

旋转机构遍及所述后端接合面和所述前端接合面而被设置，所述旋转机构在穿过所述第1轴线以及所述第2轴线的交点并且与所述后端接合面以及所述前端接合面分别垂直的旋转中心，将所述前端部与所述后端部自由旋转地连结。

4.根据权利要求1所述的可视化探测器，其中，

所述前端部具有前端外壳部件，

所述后端部具有后端外壳部件，

在所述前端外壳部件以及所述后端外壳部件，至少遍及所述后端接合面和所述前端接合面而填充的填充剂被固化。

5.根据权利要求1所述的可视化探测器，其中，

至少与所述前端部的所述第1轴线正交的剖面形状具有以所述第1轴线为中心的旋转对称的形状。

6.一种内窥镜，具备：

前端部，收纳对从与第1轴线正交的前端面获取的摄像光进行受光的摄像单元，与所述前端面相反的一侧形成为相对于所述第1轴线以任意的倾斜角度倾斜的后端接合面；和

后端部，沿着第2轴线的一端形成为相对于所述第2轴线以任意的倾斜角度倾斜并与所述后端接合面接合的前端接合面。

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