CN112987222B - 一种内窥镜变焦调节驱动装置、方法和内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内窥镜变焦调节驱动装置、方法和内窥镜，该方案包括输入模块、控制模块、运动模块，所述输入模块设置在内窥镜操作手柄上；所述输入模块与控制模块数据连接，所述控制模块控制连接运动模块，所述运动模块驱动连接内窥镜中的变焦光学模块；所述控制模块根据输入模块的输入信号自动控制运动模块驱动内窥镜中的变焦光学模块进行变焦移动，并获取运动模块的动作状态和/或变焦光学模块移动状态形成限位控制。本发明提供的内窥镜变焦调节方案能够有效的提高整个内窥镜变焦调节的可靠性和效率。

Description

一种内窥镜变焦调节驱动装置、方法和内窥镜

技术领域

本发明涉及内窥镜技术。具体涉及一种内窥镜变焦调节驱动装置、操作方法及内窥镜。

背景技术

近年来，内窥镜广泛应用于医疗诊断领域。在内窥镜诊断时，往往需要将内窥镜插入到体腔内，为了更清楚的查看患者病灶区域的问题。获得被检部位的放大或广角像，通常在设于内窥镜插入部前端部的透镜单元设有变焦透镜，观察者通过使变焦透镜在摄像光轴方向上移动来实现变焦功能。变焦透镜一般由变焦透镜框保持，伴随该变焦透镜框向光轴方向的移动，变焦透镜向光轴方向进退。在这种内窥镜中，通过操作设于内窥镜操作部的操作杆等，远程控制变焦透镜的移动。

具备“手动变焦”的内窥镜便可以解决变焦，但此种操作方式需要对操作人员的操作手法以及“手感”有较大的要求，操作人员需要花费大量的时间练习，给工作者带来不便。

现有的手动变焦内窥镜在一定程度上解决了“看不清”问题，但其所需要花费成本较高，为了更好地“看清”病灶区域，往往会造成检查时间相对变长，给患者带来更加的不适。

“手动变焦”的内窥镜一般通过手柄处的连杆控制钢丝绳的移动从而牵引镜头移动，有时会因勿操控等“力偏大”等问题造成镜头“错位”，增加诊断风险，影响诊断效率。

由此可见，如何提高装置的效率性为本领域需解决的问题。

发明内容

针对现有的“手动变焦”内窥镜存在效率低的技术问题，为此，本发明的目的在于提供一种内窥镜变焦调节驱动装置，同时还提供一种内窥镜变焦调节方法及内窥镜，据此提高装置使用时的效率，很好的克服了现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的内窥镜变焦调节驱动装置，包括输入模块、控制模块、运动模块，所述输入模块设置在内窥镜操作手柄上；所述输入模块与控制模块数据连接，所述控制模块控制连接运动模块，所述运动模块驱动连接内窥镜中的变焦光学模块；所述控制模块根据输入模块的输入信号自动控制运动模块驱动内窥镜中的变焦光学模块进行变焦移动，并获取运动模块的动作状态和/或变焦光学模块移动状态形成限位控制。

进一步地，所述控制模块包括控制板和检测板；所述控制板分别与输入模块，运动模块和检测板进行线连接；所述检测板与运动模块连接；

所述控制板上具有触发接收器和触发控制单元，所述触发接收器用于接收输入模块和检测板的触发信号，所述触发控制单元用于对接收的触发信号进行相应控制；

所述检测板上具有触发检测单元，用以给控制板提供触发信号，控制运动模块动作。

进一步地，所述检测板上设有限位检测组件；所述限位检测组件为两条长度不等的电路调节条并与运动模块连接，使两条不等的电路调节条处于“导通/断开”不同状态，以提供触发信号通知控制板工作。

进一步地，所述运动模块包括驱动装置，牵引装置和限位装置；所述驱动装置为牵引装置提供工作动力；

所述牵引装置连接驱动装置以及变焦光学模块，可在牵引装置的驱动下带动变焦光学模块进行移动变焦；

所述限位装置相对于牵引装置设置，以对牵引装置的移动行程形成限位。

进一步地，所述牵引装置包括牵引钢丝、牵引块和牵引丝杠；

所述牵引丝杠受控于驱动装置，

所述牵引块设置在牵引丝杠上，可在牵引丝杠的驱动下沿牵引丝杠轴向来回移动；所述牵引块上设有微动开关并与检测PCB上的限位检测组件进行连接导通；

所述牵引钢丝连接牵引块与变焦光学模块。

进一步地，所述安装支架上设置有滑槽，牵引块沿滑槽来回移动，以确保牵引钢丝沿着特定的方向动作。

为了达到上述目的，本发明提供的一种内窥镜的变焦调节方法，其特征在于，包括：

(1)由触发接收器接收到输入模块传输的触发信号后将触发信号传输给触发控制单元，触发控制单元根据接收到的触发信号形成控制指令，并发给驱动装置；

(2)驱动装置驱动牵引装置带动镜头头端部的变焦光学模块沿直线动作，以进行变焦动作；

(3)触发控制单元获取变焦光学模块移动变焦的位置信号，并在变焦光学模块到达限位位置时，形成控制指令控制驱动装置停止工作。

进一步地，所述变焦调节方法中在进行放大调节时，当微动开关将检测板两条不等的电路调节条导通时，控制板判定此时刻为“放大”状态。

进一步地，所述变焦调节方法中在进行复位调节时，当微动开关将检测板两条不等的电路调节条断开时，控制板判定此时刻为“复位”状态，此时内窥镜头端部变焦光学透镜利用复位弹簧回复到“初始”位置。

为了达到上述目的，本发明提供的内窥镜，其包括上述的变焦调节驱动装置。

本发明提供的内窥镜变焦调节方案能够有效的提高整个内窥镜变焦调节的可靠性和效率。

同时本发明还通过电子和结构双重限位，提升了产品的精度以及工作的可靠性和稳定性，提升产品质量。

再者，本发明提供的内窥镜变焦调节方案整个构成结构紧凑，稳定可靠。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本变焦调节驱动装置手柄处的结构示意图。

图2为本变焦调节驱动装置中运动模块结构主视图。

图3为本变焦调节驱动装置运动模块结构仰视图。

图4为本变焦调节驱动装置运动模块结构限位示意图。

图5为本变焦调节驱动装置检测模块电子限位示意图。

图6为本变焦调节驱动装置运动原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

对于内窥镜变焦调节驱动装置，包括安装支架110，输入模块20、控制模块30，运动模块10和变焦光学模块40。

参见图1，控制模块30和运动模块10安装在安装支架110上并与输入模块20进行信号连接。

输入模块20与控制模块30进行信号连接，用于将触发信号发送给控制模30块；

控制模块30与运动模块10进行信号连接，通过控制模块30所接收到的输入信号控制运动模块10进行相应的运动。

其中，其中输入模块20为可自定义的操作手柄按钮；用于给需要变焦时提供触发信号给控制模块30。

输入模块20上设有若干个按钮，每个按钮都对应着不同的输入信号，可将操作按钮分别自定义为“放大”或“复位”。通过操作不同的按钮，来发送不同的输入信号给控制模块。

控制模块30分别与输入模块20和运动模块10进行信号连接，用于接收到输入模块20的输入状态来控制运动模块10进行运动。

控制模块30包括控制板30和检测板140，用于驱动控制运动模块10。

检测板140固定在安装支架110上；检测板140包含触发检测单元，与运动模10块进行连接，用以给控制板30提供触发信号，控制运动模块10动作。

控制板30安装与手柄侧面支架上；控制板30包含触发接收器，触发控制单元；

进一步地，触发接收器与检测板140、输入模块20相连接，用以接收检测板140与输入模块20的触发信号；触发控制单元与运动模块10相连接，用以控制运动模块10运动。

触发接收器与触发控制单元控制连接，触发接收器用于接收输入模块20所提供的触发信号，触发控制单元通过触发接收器接受的信号来控制运动模块10进行运作。

其中，触发接收器，触发控制单元，触发检测单元相互配合构成整个控制模块的核心。

上述触发接收器，触发控制单元，触发检测单元，各个单元单独工作，相互交互，便于信号快速传达，提升操作的及时性、准确性，以次来减少反应时间。

其次，控制模块30具有电子限位的功能，电子限位通过控制模块30中检测板140上两条不等的电路调节条实现，通过运动模块10的移动，实现两条不等的电路调节条“导通/断开”位置固定；因此能够准确地反馈变焦透镜需要动作的距离，以此来实现精确“变焦”。

运动模块10安装在内窥镜手柄内部，用于为变焦光学模块提供动力，其参见图2-图4，运动模块10包括驱动装置，牵引装置和限位装置。

驱动装置用于驱动牵引装置来带动变焦光学模块进行移动来达到变焦的效果，且通过限位装置来控制牵引装置的移动距离。

进一步地，驱动装置为驱动电机100，其用于为牵引装置提供工作动力。驱动装置通过紧固螺钉130固定在安装支架110上，同时使用紧固螺钉130与牵引装置连接

进一步地，牵引装置用于带动变焦光学模块进行移动变焦；其是由牵引钢丝180、牵引块160和牵引丝杠120组成。

其中牵引丝杠120用于驱动牵引块160进行移动；其一端与驱动电机100进行安装，另一端穿过牵引块160与安装支架110进行固定。

牵引块160设置在牵引丝杠120的一端上，可在牵引丝杠120的驱动下沿牵引丝杠120轴向来回移动。

牵引块160上部安装有微动开关150和导电固定绝缘快170，微动开关150两端分别于检测板上140上的两条不等的电路调节条相连接，当牵引块160移动时，使得微动开关150可以控制检测板140上两条不等的电路调节条的“导通”与“断开”。

导电固定绝缘快170用于对微动开关150可以控制检测板140上两条不等的电路调节条进行“导通”。

牵引钢丝180用于带动镜头前端部的光学变焦模块40进行移动；其设置在牵引块160的下端；牵引钢丝180另一端与镜头前端部的变焦光学模块40进行连接，其通过牵引块160的移动移动进行轴向移动，进而带动镜头前端部的变焦光学模块40进行轴向移动，达到牵引的效果。

这里牵引钢丝180和牵引丝杠120具有确定的长度，以达到牵引的效果；具体长度不做限定，可根据实际情况而定。

进一步地，限位装置由安装支架110来形成，同时安装支架110在牵引块底端设置有滑槽190，牵引块160的底端设置在滑槽190内，沿滑槽190来回移动，以确保牵引钢丝180沿着特定的方向直线动作。

进一步地，参见图5，安装支架滑槽190上具有限位块191以确定牵引块在特定位置停止。

通过按下操作按钮，输入模块会将操作按钮的触发信号传输给触发接收器，触发接收器根据输入模块的输入状态将触发信号传输给触发控制单元，触发控制单元接收到触发信号后控制驱动电机100转动并带动牵引丝杠120转动，从而依此带动牵引块160和牵引钢丝180带动镜头头端部的变焦光学模块运动，因而达到图像放大的目的。

变焦光学模块40位于整套内窥镜头端部，用于实现相应的变焦功能。变焦光学模块40与运动模块10进行连接。运动模块10接收到控制模块30的驱动信号后进行相应的运动并带动变焦光学模块40进行运动实现变焦功能。

变焦光学模块40的组成为本领域技术人员所熟知，这里就不加以赘述。

整个变焦驱动装置安装于操作手柄内部，手柄处有特定的按钮来控制“变焦”功能的放大或复位。

针对上述方案，以下通过具体工作步骤来说明是其实现过程。

参见图6，当需要变焦时，按下“放大”按钮20(图1中3个辅助按钮任选其一自定义)，按下的按钮20确定输入状态为“变焦放大”功能，并将表示“放大”的触发信号传输给控制板30上的触发接收器。控制板30上的触发接收器接收到输入模块20传输的触发信号后将触发信号传输给触发控制单元，触发控制单元接收到触发接收机传输的“放大”信号后给驱动电机100发出正转指令。

驱动电机100转动带动牵引丝杠120转动，从而带动牵引丝杠120上的牵引块160沿正向直线动作。

牵引块160与牵引钢丝180连接，通过牵引钢丝180带动镜头头端部的变焦光学模块40沿直线动作，因而达到图像放大的目的。

当牵引块160达到安装支架110滑槽的限位块191处，此时镜头头端的变焦光学模块40也达到预定位置，同时牵引块160上的微动开关150将检测板140上的两条不等的电路调节条导通，此时会给控制板30的触发接收器信号，此时控制板30依据此信号发送停止信号给驱动电机100进行停止转动。

当检测板140上的两条不等的电路调节条导通时，控制板30判定此时状态为“放大”状态。

当控制板30判定为“放大”状态时，等待使用者下一指令。

当使用者完成此次检查即“放大”状态完成后，再次按下“复位”按钮20，输入模块20根据按下的按钮确定输入状态为“变焦复位”功能，并将表示“复位”的触发信号传输给控制模块30上的触发接收器。

控制模块30上的触发接收器接收到输入模块20传输的“复位”触发信号后将触发信号传输给触发控制单元，触发控制单元接收到触发接收机传输的“复位”信号后给驱动电机100发出反转指令。

驱动电机100转动带动牵引丝杠120转动，从而带动牵引丝杠120上的牵引块160沿反向直线动作。通过牵引块160移动，带动微动开关150移动，使得检测板140上的两条不等的电路调节条断开，此时给控制板30上的触发接收器信号，之后控制板30触发控制器依据此信号发送停止信号给驱动电机100进行停止转动。

当检测板140上的两条不等的电路调节条断开时，控制板30判定此时状态为“复位”状态。

同时，镜头头端部的变焦光学模块40通过镜头端处的拉伸弹簧来得以复位到初始位置，头端部的拉伸弹簧复位完成后，从而实现整个“复位”动作。

本发明提供一种内窥镜变焦调节驱动装置为“一键式”操作，可以有效地降低了使用者的学习成本，提升了工作者的工作效率，同时减少了工作时间，减轻患者痛苦；

同时本发明通过电子和结构双向限位，监控钢丝绳，长期自调节，确保了镜头头端部的变焦镜头的准确位置，从而实行了准确性和精度要求，提升了产品的精度以及工作的可靠性和稳定性，提升产品质量，确保了内窥镜的可靠性及稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，包括输入模块、控制模块、运动模块，所述输入模块设置在内窥镜操作手柄上；所述输入模块与控制模块数据连接，所述控制模块控制连接运动模块，所述运动模块驱动连接内窥镜中的变焦光学模块；所述控制模块根据输入模块的输入信号自动控制运动模块驱动内窥镜中的变焦光学模块进行变焦移动，并通过电子限位和结构限位双向限位方式来获取运动模块的动作状态和/或变焦光学模块移动状态形成移动距离限位控制，所述控制模块中通过两条不等的电路调节条进行电子限位，通过运动模块的移动，实现两条不等的电路调节条“导通/断开”位置固定，并反馈变焦透镜需要动作的距离。

2.根据权利要求1所述的内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，所述控制模块包括控制板和检测板；所述控制板分别与输入模块，运动模块和检测板进行线连接；所述检测板与运动模块连接；

所述控制板上具有触发接收器和触发控制单元，所述触发接收器用于接收输入模块和检测板的触发信号，所述触发控制单元用于对接收的触发信号进行相应控制；

所述检测板上具有触发检测单元，用以给控制板提供触发信号，控制运动模块动作。

3.根据权利要求2所述的内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，所述检测板上设有限位检测组件；所述限位检测组件为两条长度不等的电路调节条并与运动模块连接，使两条不等的电路调节条处于“导通/断开”不同状态，以提供触发信号通知控制板工作。

4.根据权利要求1所述的内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，所述运动模块包括驱动装置，牵引装置和限位装置；所述驱动装置为牵引装置提供工作动力；

所述牵引装置连接驱动装置以及变焦光学模块，可在牵引装置的驱动下带动变焦光学模块进行移动变焦；

所述限位装置相对于牵引装置设置，以对牵引装置的移动行程形成限位。

5.根据权利要求4所述的内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，所述牵引装置包括牵引钢丝、牵引块和牵引丝杠；

所述牵引丝杠受控于驱动装置，

所述牵引块设置在牵引丝杠上，可在牵引丝杠的驱动下沿牵引丝杠轴向来回移动；所述牵引块上设有微动开关并与检测PCB上的限位检测组件进行连接导通；

所述牵引钢丝连接牵引块与变焦光学模块。

6.根据权利要求5所述的内窥镜变焦调节驱动装置，其特征在于，所述限位装置上设置有滑槽，牵引块沿滑槽来回移动，以确保牵引钢丝沿着特定的方向动作。

7.一种内窥镜的变焦调节方法，其特征在于，所述变焦调节方法配合权利要求1-6中任一项所述的内窥镜变焦调节驱动装置，包括：

(1)由触发接收器接收到输入模块传输的触发信号后将触发信号传输给触发控制单元，触发控制单元根据接收到的触发信号形成控制指令，并发给驱动装置；

(2)驱动装置驱动牵引装置带动镜头头端部的变焦光学模块沿直线动作，以进行变焦动作；

(3)触发控制单元获取变焦光学模块移动变焦的位置信号，并在变焦光学模块到达限位位置时，形成控制指令控制驱动装置停止工作。

8.根据权利要求7所述的内窥镜的变焦调节方法，其特征在于，所述变焦调节方法中在进行放大调节时，当微动开关将检测板两条不等的电路调节条导通时，控制板判定此时刻为“放大”状态。

9.根据权利要求7所述的内窥镜的变焦调节方法，其特征在于，所述变焦调节方法中在进行复位调节时，当微动开关将检测板两条不等的电路调节条断开时，控制板判定此时刻为“复位”状态，此时内窥镜头端部变焦光学透镜利用复位弹簧回复到“初始”位置。

10.一种内窥镜，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项中所述的变焦调节驱动装置。