CN112656355B - 内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统 - Google Patents
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Abstract
一种内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统，内窥镜摄像头包括手柄、芯片模组、光学模组和手轮，光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，可调镜片组包括多个光学镜片，多个光学镜片依次安装在可调镜片座的安装孔内，相邻的光学镜片之间安装有至少一个隔圈，隔圈具有通孔，隔圈的通孔的形状与穿过通孔的光束形状匹配。由于在相邻的光学镜片之间设置有隔圈，并且隔圈的通孔的形状与穿过通孔的光束形状匹配，隔圈能够用于避让有效的成像光，同时隔圈的轴向端面隔档在光学镜片的出射面上，能够防止杂散光混入到成像光束中，避免了杂散光对成像的影响，从而提高了成像质量。
Description
技术领域
本申请涉及体内诊断仪器，具体涉及一种内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统。
背景技术
硬管内窥镜，主要用于人体表浅及浅层部位自然腔道和通过穿刺开口腔道的病灶诊断和(或)治疗，如膀胱镜、宫腔镜，在操作中硬管内窥镜不可弯曲。
硬管内窥镜主要包括摄像头、光源、导光束、硬管内窥镜、光学卡口、摄像主机和显示器。内窥镜摄像头中包括光学组件，光学组件包括若干个光学镜片，光学镜片的出光面中部分区域为用于出射有效成像光的有效出射区域，有效出射区域以外的区域出射的光以及外界混入的光为杂散光，杂散光容易混入到有效成像光中，影响成像质量。
发明内容
一种实施例中提供一种内窥镜摄像头,包括：
手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口；
芯片模组，所述芯片模组安装在所述手柄的容置腔内；
光学模组，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在所述手柄的开口上，并与所述芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；所述可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，所述可调镜片座具有安装孔，所述可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与其前面的光学镜片出射的成像光束形状匹配；
以及手轮，所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接。
一种实施例中，所述隔圈的通孔内壁与穿过所述通孔的光束边界平行。
一种实施例中，所述隔圈被设置为允许所述成像光束通过。
一种实施例中，所述隔圈为圆柱状结构，所述通孔沿着轴向设置所述隔圈上。
一种实施例中，所述光学镜片的出射面具有有效出射区域，所述隔圈的轴向端面覆盖在所述光学镜片的有效出射区域以外的区域上。
一种实施例中，所述隔圈的轴向端面覆盖住所述光学镜片的有效出射区域以外的所有区域。
一种实施例中，多个所述光学镜片中至少一个用于出射扩散光，所述扩散光形成锥形光束，所述锥形光束穿过的所述隔圈的通孔为锥形通孔，所述锥形通孔扩大的方向与所述锥形光束扩大的方向一致。
一种实施例中，多个所述光学镜片中至少一个用于出射平行光，所述平行光形成柱形光束，所述柱形光束穿过的所述隔圈的通孔为柱形通孔。
一种实施例中，所述可调镜片组包括第一可调镜片、第二可调镜片和第三可调镜片，所述第一可调镜片、第二可调镜片和第三可调镜片依次远离所述固定光学组件的排列在所述可调镜片座的安装孔内，所述隔圈包括第一隔圈和第二隔圈，所述第一隔圈安装在所述第一可调镜片和第二可调镜片之间，所述第二隔圈安装在所述第二可调镜片和第三可调镜片之间。
一种实施例中，所述第一可调镜片用于出射扩散光，所述第一隔圈的通孔为锥形通孔。
一种实施例中，所述第二可调镜片用于出射平行光，所述第二隔圈的通孔为柱形通孔。
一种实施例中，所述第一可调镜片面向所述固定光学组件的端面与所述可调镜片座的端面平齐，所述第三可调镜片远离所述固定光学组件的端面凸出于与所述可调镜片座的端面。
一种实施例中，所述隔圈经过表面消光发黑处理。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金或铜合金。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金，所述表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；或者，所述隔圈的材料为铜合金，所述表面消光发黑处理为真空溅射。
一种实施例中，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
一种实施例中，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
一种实施例中，所述光学模组还包括防撞端子，所述防撞端子安装在所述可调镜片座远离所述固定光学组件的一端，所述防撞端子轴向凸出于所述可调镜片组的轴向端面。
一种实施例中，所述可调镜片组远离所述固定光学组件的一端凸出于或平齐所述可调镜片座的端面。
一种实施例中，所述防撞端子为弹性件。
一种实施例中，所述防撞端子为套筒。
一种实施例中，所述防撞端子远离所述固定光学组件的一端设有挡环，所述挡环的内圆直径大于等于所述可调镜片组的出射光的光束直径。
一种实施例中，所述可调镜片座远离所述固定光学组件的一端具有轴向的环形凸起或环形凹槽，所述防撞端子的一端套装在所述可调镜片座的环形凸起上，或者卡接在所述可调镜片座的环形凹槽内。
一种实施例中，所述防撞端子与可调镜片座为一体式结构。
一种实施例中，所述防撞端子包括若干个凸块，若干个所述凸块均匀安装在所述可调镜片座远离所述固定光学组件的端面上。
一种内窥镜摄像头，包括：
手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口；
芯片模组，所述芯片模组安装在所述手柄的容置腔内；
光学模组，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在所述手柄的开口上，并与所述芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；所述可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，所述可调镜片座具有安装孔，所述可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈被设置为允许所述成像光束通过，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面；
以及手轮，所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接。
一种实施例中，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
一种实施例中，所述隔圈经过表面消光发黑处理。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金或铜合金。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金，所述表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；或者，所述隔圈的材料为铜合金，所述表面消光发黑处理为真空溅射。
一种实施例中，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
一种实施例中，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头，包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在所述手柄的开口上，并与所述芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；所述可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，所述可调镜片座具有安装孔，所述可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与穿过所述通孔的光束形状匹配。
一种实施例中，所述隔圈经过表面消光发黑处理。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金或铜合金。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金，所述表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；或者，所述隔圈的材料为铜合金，所述表面消光发黑处理为真空溅射。
一种实施例中，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
一种实施例中，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头，包括镜筒和光学组件，所述光学组件包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与其前面的光学镜片出射的成像光束形状匹配。
一种实施例中，所述隔圈经过表面消光发黑处理。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金或铜合金。
一种实施例中，所述隔圈的材料为铝合金，所述表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；或者，所述隔圈的材料为铜合金，所述表面消光发黑处理为真空溅射。
一种实施例中，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
一种实施例中，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像系统，包括光源、导光束、内窥镜、光学卡口、通信线缆、摄像主机、显示器、视频连接线和上述的内窥镜摄像头，所述光源通过所述导光束与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的一端通过所述光学卡口与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的另一端通过所述通信线缆与所述摄像主机连接，所述摄像主机通过所述视频连接线与所述显示器连接。
依据上述实施例的内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统，由于在相邻的光学镜片之间设置有隔圈，并且隔圈的通孔的形状与穿过所述通孔的光束形状匹配，光学镜片除了出射有效的成像光束以外还会出射杂散光，杂散光由外界射入光学镜片的光和多次折射形成的无效光组成，隔圈能够用于避让有效的成像光束，隔圈的轴向端面隔档在光学镜片的出射面上，能够防止杂散光混入到成像光束中，从而提高了成像质量。
附图说明
图1为一种实施例中内窥镜摄像系统的结构示意图；
图2为一种实施例中内窥镜摄像头的结构示意图；
图3为一种实施例中可调光学组件的结构示意图；
图4为一种实施例中可调光学组件的光路示意图；
图5为一种实施例中可调光学组件的结构示意图；
图6为一种实施例中可调光学组件的结构示意图；
图7为一种实施例中可调光学组件的结构示意图；
图8为一种实施例中窥镜摄像头的结构示意图。
具体实施方式
其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明，需要说明的是。
如图1所示，一种实施例中提供了一种内窥镜摄像系统1000，内窥镜摄像系统1000包括光源10、导光束20、硬管内窥镜30、光学卡口40、内窥镜摄像头50、通信线缆81、摄像主机60、显示器70和视频连接线82。摄像主机60通过通信线缆81与内窥镜摄像头50连接，内窥镜摄像头50获得的图像信号通过通信线缆81传输到摄像主机60进行处理。在某些实施例中，通信线缆81可以为光通信线缆，例如光纤；内窥镜摄像头50将图像信号(电信号)转成光信号，由通信线缆81传输到摄像主机60，摄像主机60再将光信号转成电信号。摄像主机60通过视频连接线82与显示器70连接，用于将视频信号发送到显示器70进行显示。本领技术人员应当理解的是，图1仅是内窥镜摄像系统1000的示例，并不构成对内窥镜摄像系统1000的限定，内窥镜摄像系统1000可以包括比图1所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如内窥镜摄像系统1000还可以包括扩张器、烟雾控制装置、输入输出设备、网络接入设备等。
光源10用于向待观察部位100提供照明光源。所述照明光源包括可见光照明光源和对应于荧光试剂的激光照明光源(例如近红外光)。光源10包括，但不局限于激光光源、LED光源或激光二极管。
在本实施例中，光源10包括可见光光源和对应于荧光试剂的激光光源。可见光光源为LED光源。在一实施例中，可见光光源可分别提供不同波长范围的多个单色光，例如蓝光、绿光、红光等。在其他实施例中，可见光光源还可以提供所述多个单色光的组合光，或者是宽光谱的白光光源。所述单色光的波长范围大致为400nm至700nm。激光光源用于产生激光。所述激光例如是近红外光(Near Infrared；NIR)。所述激光的峰值波长取780nm或808nm范围内至少任意1个值。
由于光源10可向待观察部位同时提供连续的可见光和对应于荧光试剂的激光，从而提高了摄像头50对经待观察部位100反射的可见光图像信号和荧光图像信号的采集效率。
其中，采用内窥镜摄像系统1000进行成像之前，在待观察部位100中通过静脉或皮下注射方式引入造影剂，例如吲哚菁绿(Indocyanine Green；ICG)，以便对用标准可见光成像技术不容易看到的组织结构和功能(例如脉管中的血液/淋巴液/胆汁)成像。待观察部位100包括，但不局限于血液循环系统、淋巴系统和肿瘤组织。ICG俗称靛氰绿、诊断用绿针、吲哚花青绿，其是目前在心血管系统疾病临床诊断中常用的一种造影剂，广泛应用于脉络膜和视网膜血管成像。当待观察部位100中的造影剂吸收所述激光光源产生的对应于荧光试剂的激光后可产生荧光。
一种实施例中提供了一种内窥镜摄像头50，本申请以硬管内窥镜摄像头为例进行说明。
如图2所示，本实施例的内窥镜摄像头50包括手柄1、芯片模组2、光学模组3和手轮4。
手柄1具有容置元器件和握持的功能，手柄1具有容置腔11，手柄1的两端具有与容置腔11连通的开口，手柄1两端的开口分别用于连接通信线缆81和光学模组3。手柄1内容置有芯片模组2，手柄1上还安装有按钮组件12，按钮组件12通过线缆与芯片模组2连接。医生可手持手柄1，通过按钮组件12操控内窥镜摄像头成像检测。
在其他实施例中，手柄1为无线通信手柄1，芯片模组2与摄像主机60无线通信，手柄1仅在一端设有开口，手柄的开口与光学模组3连接。
本实施例中，芯片模组2包括传感器和处理器等部件，芯片模组2用于将光信号转为电信号，并对电信号进行处理后通过通信线缆81传送给摄像主机60成像。
光学模组3的一端直接穿设到手柄1的容置腔11内与芯片模组2连接。光学模组3的一端也可通过前盖与芯片模组2连接，光学模组3的整体位于手柄1的容置腔11外。
光学模组3包括镜筒31、固定光学组件32、可调光学组件33和防撞端子34，镜筒31的一端通过前盖或直接安装在手柄1远离通信线缆81一端的开口上，镜筒31的另一端与光学卡口40连接。固定光学组件32固定安装在镜筒31远离芯片模组2的一端，可调光学组件33可轴向移动的安装在镜筒31内，可调光学组件33能够相对固定光学组件32移动，以调节成像焦距。
手轮4可旋转的套装在镜筒31上，镜筒31上设有螺旋槽，手轮4通过销钉41等连接件与镜筒31内的可调光学组件33连接，销钉41穿设在镜筒31的螺旋槽内，手轮4旋转后，在镜筒31的螺旋槽的限位作用下，手轮4和可调光学组件33将同时旋转的轴向移动，从而手轮4能够用于调节可调光学组件33的轴向移动。
本实施例中，固定光学组件32包括固定镜片座321和固定镜片组件322，固定镜片座321通过螺纹连接的方式固定在镜筒31内，固定镜片座321为环形结构，固定镜片座321为筒状结构，中部具有安装孔，固定镜片组件322包括两块光学镜片，两块光学镜片固定安装在两块光学镜片内的安装孔内，并且固定镜片组件322轴向的两个镜面分别与固定镜片座321的两个端面平齐。
如图3所示，可调光学组件33包括可调镜片座331和可调镜片组件332，可调镜片座331可滑动的安装在镜筒31内，可调镜片座331为筒状结构，具有与固定镜片座321和镜筒31同轴线的安装孔。可调镜片组件332包括第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323、第一隔圈3324和第二隔圈3325，第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323依次远离固定光学组件32的安装在镜筒31内，第一隔圈3324安装在第一可调镜片3321和第二可调镜片3322之间，第二隔圈3325安装在第二可调镜片3322和第三可调镜片3323之间。
第一隔圈3324和第二隔圈3325的材料为铝合金或铜合金等合金材料，第一隔圈3324和第二隔圈3325具有良好的结构稳定性，不易变形。摄像头长时间使用后，第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323始终保持原有的间距。
第一隔圈3324和第二隔圈3325经过表面消光发黑处理，消光发黑处理起到消除吸收杂散光的作用。若隔圈为铝合金材料，则隔圈的表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；若隔圈为铜合金材料，则隔圈的表面消光发黑处理为真空溅射。不同材料采用不同的消光发黑处理，能够起到更好的消光作用。
本实施例中，第一隔圈3324和第二隔圈3325的内表面还设置为非光滑的漫反射面，例如在第一隔圈3324和第二隔圈3325的内表面设置有细沙颗粒、螺纹或凹槽等结构，使得第一隔圈3324和第二隔圈3325的内表面呈现为非光滑面，非光滑的漫反射面能够对照射到隔圈内表面的光进行漫反射处理，能够有效的消除杂散光。
如图4所示，第一可调镜片3321面向固定光学组件32的入射面的中部具有凹面，第一可调镜片3321的出射面为凸面，第一可调镜片3321用于将射入的平行光转为扩散光射出。第二可调镜片3322面向第一可调镜片3321的入射面为平面，第二可调镜片3322的出射面为凸面，第二可调镜片3322用于将扩散光转为平行光。第三可调镜片3323为胶合透镜，用于消除色差。胶合透镜也叫消色差透镜，是由两个单片镜片通过胶合而成，在复色(白光)成像的性能比单透镜性能提高了许多。消色差镜片由两片材料不同的镜片胶合在一起，校正了玻璃的色散。胶合透镜是一种把低分散的冕牌玻璃正透镜和高分散的火石玻璃负透镜粘接而成的消色差透镜。设计时，在蓝色(486.1nm)，绿色(546.1nm)和红色(656.3nm)三个波长，对分散的不同值和透镜形状进行了优化，实现了最小色差。
第一隔圈3324具有锥形通孔3324a，锥形通孔3324a与第一可调镜片3321出射的扩散光匹配，沿着第一可调镜片3321的出射方向，第一隔圈3324的锥形通孔3324a直径逐渐扩大，第一隔圈3324前端的入射口小于后端的出射口，第一隔圈3324的入射口贴靠在第一可调镜片3321的出射面上。第一隔圈3324的锥形通孔3324a的入射口等于第一可调镜片3321的出射面的有效出射区域，并且第一隔圈3324的锥形通孔3324a扩大角度和第一可调镜片3321出射的扩散光的扩大角度一致，锥形通孔3324a的内壁与第一可调镜片3321出射的扩散光边界平行。需要说明的是，此处所指的“平行”应当理解为：允许略微的偏差，锥形通孔3324a的内壁与第一可调镜片3321出射的扩散光边界大致平行也能够满足使用需求。锥形通孔3324a为锥形，第一可调镜片3321出射的成像光束为扩散光，该成像光束锥形光束，锥形通孔3324a与成像光束形状一致，使得第一隔圈3324的锥形通孔3324a仅能供有效的扩散光穿过。第一可调镜片3321的出射面上有效出射区域为中部的圆形区域，该圆形区域以外的环形区域为非有效出射区域，该圆形区域以外的环形区域被第一隔圈3324的轴向环形端面覆盖住，优选的该圆形区域以外的环形区域全部被第一隔圈3324的轴向环形端面覆盖住，从而第一隔圈3324能够隔档第一可调镜片3321环形区域出射的杂散光，避免了杂散光混入到扩散光中，保证了成像质量。
第一隔圈3324的入射口也可略大于第一可调镜片3321的出射面的有效出射区域，使得锥形通孔3324a的体积略大于与扩散光形成的锥形光束的体积，可降低第一隔圈3324内壁的加工精度，同样可起到隔档杂散光的作用。
第二可调镜片3322的出射光为平行光，平行光形成柱形光束，第二隔圈3325的通孔为与第二可调镜片3322匹配的柱形通孔，第二隔圈3325用于避让第二可调镜片3322出射的平行光，第二隔圈3325的通孔直径略大于第二可调镜片3322出射的平行光的光束直径。第二隔圈3325的轴向端部同样隔档在第二可调镜片3322出射面的有效出射区域以外的区域上，第二隔圈3325同样能够隔档第二可调镜片3322出射的杂散光。
本实施例中，光学镜片除了出射有效的成像光束以外还会出射杂散光，杂散光由外界射入光学镜片的光和多次折射形成的无效光组成，杂散光从第一可调镜片3321的环形区域射入，并从第一可调镜片3321的有效出射区域以外的区域射出。同样的，杂散光从第二可调镜片3322的入射面上有效入射区域以外的区域射入，并从出射面有效出射区域以外的区域射出。第一隔圈3324和第二隔圈3325的通孔形状均与穿过自身的光束形状一致，隔圈被设置为允许前端光学镜片出射的成像光束通过，即不阻挡前端光学镜片出射的成像光束，保证了有效的成像光路通畅，隔圈的轴向端面隔档在光学镜片的出射面上，能够防止杂散光混入到成像光束中。
第一隔圈3324和第二隔圈3325分别具有预设的厚度，第一隔圈3324和第二隔圈3325用于将第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323之间分隔出预设的间距，使得第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323形成一定放大比例的扩束镜。
在其他实施例中，可调镜片组件332可包括两块、四块或其他数量的光学镜片，相邻的光学镜片之间安装有隔圈，或直接贴合在一起。例如，可调镜片组件332包括第一可调镜片3321和第二可调镜片3322两块光学镜片，在第一可调镜片3321和第二可调镜片3322之间安装有第一隔圈3324，第一可调镜片3321面向固定光学组件32的入射面的中部具有凹面，第一可调镜片3321的出射面为凸面，第一可调镜片3321用于将射入的平行光转为扩散光射出。第二可调镜片3322面向第一可调镜片3321的入射面为平面，第二可调镜片3322的出射面为凸面，第二可调镜片3322用于将扩散光转为平行光。第一隔圈3324具有锥形通孔3324a，锥形通孔3324a与第一可调镜片3321出射的扩散光匹配，第一可调镜片3321用于避让第一可调镜片3321出射的扩散光和隔档第一可调镜片3321出射的杂散光。
在其他实施例中，可调镜片组件332包括两块或更多数量的用于出射扩散光的光学镜片，每个用于出射扩散光的光学镜片的出射面均连接有一个与之对应的带锥形通孔的隔圈，使得所有用于出射扩散光的光学镜片出射的杂散光被隔圈挡住，以提高成像质量。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：增加了防撞端子。
如图5所示，本实施例中，第一可调镜片3321和第二可调镜片3322为凸镜，第三可调镜片3323为胶合镜，第一可调镜片3321面向固定光学组件32的镜面包括位于中部的凹面和位于凹面四周的环形平面，该环形平面与可调镜片座331的端面平齐，以使得第一可调镜片3321能够贴靠固定镜片组件322的镜片。第三可调镜片3323远离固定光学组件32的一端凸出于镜筒31的端面。
可调镜片座331远离固定光学组件32的一端具有环形凸起，环形凸起上设有外螺纹。防撞端子34为带有弹性的套筒结构，例如橡胶圈，防撞端子34具有内螺纹，防撞端子34通过螺纹连接固定在可调镜片座331的环形凸起上，并且防撞端子34远离可调镜片座331的一端凸出于第三可调镜片3323的镜面，第三可调镜片3323凸出于可调镜片座331的部分位于防撞端子34内，使得在安装过程中，整个可调光学组件33装入镜筒31内与芯片模组2碰撞时，防撞端子34与芯片模组2碰撞直接碰撞，避免了第三可调镜片3323与芯片模组2碰撞导致的镜片移动和破损。
在其他实施例中，第三可调镜片3323的端部也可设置为与可调镜片座33的端部平齐。
在其他实施例中，防撞端子34可通过卡接或粘接的方式固定在可调镜片座331上；防撞端子34也可与可调镜片座331为一体式结构；可调镜片座331远离固定光学组件32的端面也可设置环形凹槽，防撞端子34卡装在可调镜片座331的环形凹槽内。
如图6所示，在其他实施例中，防撞端子34包括若干个具有弹性的凸块36，若干个凸块36均匀粘接在可调镜片座331远离固定光学组件32的环形端面上，凸块36具有足够的轴向厚度，凸块36凸出于第三可调镜片3323，凸块36同样可起到防撞的功能。
如图7所示，在其他实施例中，防撞端子34也可安装在镜筒31远离防撞端子34的一端的内壁上，防撞端子34位于可调光学组件33的调节行程外，防撞端子34不影响可调光学组件33的调节的情况下，隔档住可调光学组件33，防止了可调光学组件33与芯片模组2的碰撞。
如图8所示，一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头，在上述实施例的基础上改进了防撞端子34，在防撞端子34远离固定光学组件32的一端设有挡环34a，挡环34a具有一定内圆，挡环34a的内圆边缘等于或略大于第三可调镜片3323射出的光路边缘，挡环34a的内圆直径略大于与第三可调镜片3323的出射光的光束直径，从而不影响摄像头的成像，并且隔档住了第三可调镜片3323光路以外的区域，防止了杂散光进入到芯片模组2内，提高了成像质量。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：防撞端子34的内表面设置为漫反射面。
本实施例中，防撞端子34的内表面设置为非光滑的漫反射面，例如防撞端子34的内表面上喷射有细沙颗粒，形成磨砂面，或者在内表面上设有螺纹或凹槽等结构，将防撞端子34的内表面加工成具有漫反射作用的粗糙面，粗糙面能够对进入到防撞端子34内的杂散光进行漫反射，避免了杂散光再次从防撞端子34射出。
本实施例中，防撞端子34的通孔不遮挡成像光路，能够防止杂散光的进入，还能够防止杂散光的射出，进一步提高了成像质量。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：本实施例的内窥镜摄像头的光学模组不可调节焦距，所有的光学镜片均固定安装。具体体现为：可调镜片座331与镜筒31固定连接。
本实施例中，手柄1具有容置元器件和握持的功能，手柄1具有容置腔11，手柄1的两端具有与容置腔11连通的开口，手柄1两端的开口分别用于连接通信线缆81和光学模组3。手柄1内容置有芯片模组2，手柄1上还安装有按钮组件12，按钮组件12通过线缆与芯片模组2连接。医生可手持手柄1，通过按钮组件12操控内窥镜摄像头成像检测。
芯片模组2包括传感器和处理器等部件，芯片模组2用于将光信号转为电信号，并对电信号进行处理后通过通信线缆81传送给摄像主机60成像。
光学模组3的一端直接穿设到手柄1的容置腔11内与芯片模组2连接。光学模组3的一端也可通过前盖与芯片模组2连接，光学模组3的整体位于手柄1的容置腔11外。
光学模组3包括镜筒31、固定光学组件32、可调光学组件33和防撞端子34，镜筒31的一端通过前盖或直接安装在手柄1远离通信线缆81一端的开口上，镜筒31的另一端与光学卡口40连接。固定光学组件32和可调光学组件33安装在镜筒31内，其中可调光学组件33通过螺钉或销钉固定在镜筒31内，可调光学组件33为可调节的安装，安装后可调光学组件33不可移动，若需要调整安装位置时，需要解除螺钉或销钉的锁紧，解锁移动可调光学组件33再固定锁定实现可调安装。
一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：光学镜片直接安装固定在镜筒内。
本实施例中，内窥镜摄像头50为固定焦段的摄像头，内窥镜摄像头包括镜筒和光学组件，光学组件包括若干个光学镜片和隔圈，光学镜片中包括用于出射扩散光和平行光的光学镜片，光学镜片的出射面连接有至少一个带通孔的隔圈，隔圈的通孔避让有效的成像光束，隔圈的通孔形状与穿过自身的光束的形状一致，隔圈的轴向端面隔档在光学镜片的出射面上，能够防止杂散光混入到成像光束中，以提高成像质量。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。
Claims (38)
1.一种内窥镜摄像头, 其特征在于，包括：
手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口，所述手柄安装有按钮组件；
芯片模组，所述芯片模组安装在所述手柄的容置腔内；
光学模组，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在所述手柄的开口上，并与所述芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；所述可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，所述可调镜片座具有安装孔，所述可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与其前面的光学镜片出射的成像光束形状匹配；所述光学镜片的出射面具有有效出射区域，所述隔圈的轴向端面覆盖在所述光学镜片的有效出射区域以外的区域上；所述隔圈的轴向端面覆盖住所述光学镜片的有效出射区域以外的所有区域；
以及手轮，所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接。
2.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的通孔内壁与穿过所述通孔的光束边界平行。
3.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈被设置为允许所述成像光束通过。
4.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈为圆柱状结构，所述通孔沿着轴向设置所述隔圈上。
5.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，多个所述光学镜片中至少一个用于出射扩散光，所述扩散光形成锥形光束，所述锥形光束穿过的所述隔圈的通孔为锥形通孔，所述锥形通孔扩大的方向与所述锥形光束扩大的方向一致。
6.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，多个所述光学镜片中至少一个用于出射平行光，所述平行光形成柱形光束，所述柱形光束穿过的所述隔圈的通孔为柱形通孔。
7.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述可调镜片组包括第一可调镜片、第二可调镜片和第三可调镜片，所述第一可调镜片、第二可调镜片和第三可调镜片依次远离所述固定光学组件的排列在所述可调镜片座的安装孔内，所述隔圈包括第一隔圈和第二隔圈，所述第一隔圈安装在所述第一可调镜片和第二可调镜片之间，所述第二隔圈安装在所述第二可调镜片和第三可调镜片之间。
8.如权利要求7所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述第一可调镜片用于出射扩散光，所述第一隔圈的通孔为锥形通孔。
9.如权利要求7所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述第二可调镜片用于出射平行光，所述第二隔圈的通孔为柱形通孔。
10.如权利要求7所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述第一可调镜片面向所述固定光学组件的端面与所述可调镜片座的端面平齐，所述第三可调镜片远离所述固定光学组件的端面凸出于与所述可调镜片座的端面。
11.如权利要求1至10任意一项所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈经过表面消光发黑处理。
12.如权利要求11所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的材料为铝合金或铜合金。
13.如权利要求12所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的材料为铝合金，所述表面消光发黑处理为黑色阳极氧化；或者，所述隔圈的材料为铜合金，所述表面消光发黑处理为真空溅射。
14.如权利要求1至10任意一项所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
15.如权利要求14所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
16.如权利要求1至10中任一项所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述光学模组还包括防撞端子，所述防撞端子安装在所述可调镜片座远离所述固定光学组件的一端，所述防撞端子轴向凸出于所述可调镜片组的轴向端面。
17.如权利要求16所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述可调镜片组远离所述固定光学组件的一端凸出于或平齐所述可调镜片座的端面。
18.如权利要求16所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述防撞端子为弹性件。
19.如权利要求16所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述防撞端子为套筒。
20.如权利要求19所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述防撞端子远离所述固定光学组件的一端设有挡环，所述挡环的内圆直径大于或等于所述可调镜片组的出射光的光束直径。
21.如权利要求19所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述可调镜片座远离所述固定光学组件的一端具有轴向的环形凸起或环形凹槽，所述防撞端子的一端套装在所述可调镜片座的环形凸起上，或者卡接在所述可调镜片座的环形凹槽内。
22.如权利要求19所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述防撞端子与可调镜片座为一体式结构。
23.如权利要求16所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述防撞端子包括若干个凸块，若干个所述凸块均匀安装在所述可调镜片座远离所述固定光学组件的端面上。
24.一种内窥镜摄像头，其特征在于，包括：
手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口；
芯片模组，所述芯片模组安装在所述手柄的容置腔内；
光学模组，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在所述手柄的开口上，并与所述芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；所述可调光学组件包括可调镜片座和可调镜片组，所述可调镜片座具有安装孔，所述可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在所述可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈被设置为允许成像光束通过，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面；所述光学镜片的出射面具有有效出射区域，所述隔圈的轴向端面覆盖在所述光学镜片的有效出射区域以外的区域上；所述隔圈的轴向端面覆盖住所述光学镜片的有效出射区域以外的所有区域；
以及手轮，所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接。
25.如权利要求24所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的内表面上设有细沙颗粒、螺纹或凹槽。
26.如权利要求24所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的通孔内壁与穿过所述通孔的光束边界平行。
27.如权利要求24所述的内窥镜摄像头，其特征在于，多个所述光学镜片中至少一个用于出射扩散光，所述扩散光形成锥形光束，所述锥形光束穿过的所述隔圈的通孔为锥形通孔，所述锥形通孔扩大的方向与所述锥形光束扩大的方向一致。
28.一种内窥镜摄像头，其特征在于，包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端安装在手柄的开口上，并与芯片模组连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；可调镜片组包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与其前面的光学镜片出射的成像光束形状匹配；所述光学镜片的出射面具有有效出射区域，所述隔圈的轴向端面覆盖在所述光学镜片的有效出射区域以外的区域上；所述隔圈的轴向端面覆盖住所述光学镜片的有效出射区域以外的所有区域。
29.如权利要求28所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的通孔内壁与穿过所述通孔的光束边界平行。
30.如权利要求28所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈被设置为允许所述成像光束通过。
31.如权利要求28所述的内窥镜摄像头，其特征在于，多个所述光学镜片中至少一个用于出射扩散光，所述扩散光形成锥形光束，所述锥形光束穿过的所述隔圈的通孔为锥形通孔，所述锥形通孔扩大的方向与所述锥形光束扩大的方向一致。
32.如权利要求28所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
33.一种内窥镜摄像头，其特征在于，包括镜筒和光学组件，所述光学组件包括多个光学镜片，所述多个光学镜片依次安装在可调镜片座的安装孔内，相邻的所述光学镜片之间安装有至少一个隔圈，所述隔圈具有通孔，所述隔圈的通孔的形状与其前面的光学镜片出射的成像光束形状匹配；所述光学镜片的出射面具有有效出射区域，所述隔圈的轴向端面覆盖在所述光学镜片的有效出射区域以外的区域上；所述隔圈的轴向端面覆盖住所述光学镜片的有效出射区域以外的所有区域。
34.如权利要求33所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的通孔内壁与穿过所述通孔的光束边界平行。
35.如权利要求33所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈被设置为允许所述成像光束通过。
36.如权利要求33所述的内窥镜摄像头，其特征在于，多个所述光学镜片中至少一个用于出射扩散光，所述扩散光形成锥形光束，所述锥形光束穿过的所述隔圈的通孔为锥形通孔，所述锥形通孔扩大的方向与所述锥形光束扩大的方向一致。
37.如权利要求33所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述隔圈的内表面为非光滑的漫反射面。
38.一种内窥镜摄像系统，其特征在于，包括光源、导光束、内窥镜、光学卡口、通信线缆、摄像主机、显示器、视频连接线和如权利要求1至37中任一项所述的内窥镜摄像头，所述光源通过所述导光束与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的一端通过所述光学卡口与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的另一端通过所述通信线缆与所述摄像主机连接，所述摄像主机通过所述视频连接线与所述显示器连接。
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