CN113040690A - 一种便携式内窥镜的照明机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式内窥镜的照明机构，其创新点在于：包括对合式结构的手柄壳体、LED模组、光源框架、光学镜组和导光光纤，所述光源框架设在手柄壳体内，所述LED模组和光学镜组均设在光源框架内，所述光源框架的内壁上设有反光镜或者反光涂层，所述导光光纤的一端位于光学镜组的一侧，另一端插入内窥镜的光学镜头内，所述LED模组发出的光经反光镜或者反光涂层反射进入光学镜组内，接着再通过所述光学镜组将光传输到导光光纤内。本发明采用内置式照明机构，不仅简化了照明结构，大大减小了光纤的长度，降低了成本，且照明效果也得到了大大的改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明机构，具体涉及一种便携式内窥镜的照明机构。
背景技术
医用内窥镜摄像系统在临床微创外科手术中广泛应用，其具有创伤小、痛苦少、康复快等优点，高质量的实时影像对手术的顺利进行至关重要。其中医用内窥镜摄像系统配备的光源为高质量的图像采集提供了好的照明环境。随着LED技术的发展，led光源由于稳定的性能，可靠的发光时间，极少的热量散发逐渐取代了氙灯成为内窥镜光源的首选。传统的内窥镜光源一般为外接照明装置，体积较大且通过光纤将光传到镜头前端来给内窥手术提供光源，这样的照明结构存在以下缺陷：第一，这样的外接光源有其独立的机框，主板，散热等部件，成本较高，且光源整机功耗高、体积大，操作不方便；第二，不仅需要较长的光纤，而光传输过程中较大的光通量损失就需要设计中选择功率更高的led模组，且功率高的led灯模组需要风机散热从而造成整机的功耗增大以及较大的环境噪声对手术环境也有一定的影响。
发明内容
本发明的目的是：提供一种内置式照明机构，不仅简化了照明结构，大大减小了光纤的长度，降低了成本，而且照明效果也得到了大大的改善的便携式内窥镜的照明机构。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种便携式内窥镜的照明机构，其创新点在于：包括对合式结构的手柄壳体、LED模组、光源框架、光学镜组和导光光纤，所述光源框架设在手柄壳体内，所述LED模组和光学镜组均设在光源框架内，所述光源框架的内壁上设有反光镜或者反光涂层，所述导光光纤的一端位于光学镜组的一侧，另一端插入内窥镜的光学镜头内，所述LED模组发出的光经反光镜或者反光涂层反射进入光学镜组内，接着再通过所述光学镜组将光传输到导光光纤内。
在上述技术方案中，所述手柄壳体内具有空腔，所述光源框架设在空腔内，所述导光光纤的一端固定在手柄壳体上，且该端的端部伸入光源框架中并与光学镜组相对布置。
在上述技术方案中，所述光源框架为U形框架。
在上述技术方案中，所述手柄壳体内设有图像传感器和隔热层，所述隔热层位于图像传感器和光源框架之间。
在上述技术方案中，所述隔热层为石棉或者是玻璃纤维。
在上述技术方案中，所述光学镜组是由双凸透镜和弯月透镜通过紫外光敏胶胶合为一体，所述双凸透镜的一侧面与弯月透镜的凹面结合为一体，所述双凸透镜的另一侧面与LED模组相对布置，弯月透镜的凸面与导光光纤相对布置。
在上述技术方案，所述光学镜组是非球面聚光透镜，所述非球面聚光透镜的两侧面分别与LED模组和导光光纤相对布置。
在上述技术方案中，所述手柄壳体是铝合金制成的散热壳体，或者是不锈钢制成的散热壳体。
在上述技术方案中，所述反光镜是亚克力反光镜或者不锈钢反光镜。
在上述技术方案中，所述反光涂层是银涂层或者是铬涂层。
本发明所具有的积极效果是：采用本发明的便携式内窥镜的照明机构后，由于本发明包括对合式结构的手柄壳体、LED模组、光源框架、光学镜组和导光光纤，所述光源框架设在手柄壳体内，所述LED模组和光学镜组均设在光源框架内，所述光源框架的内壁上设有反光镜或者反光涂层，所述导光光纤的一端位于光学镜组的一侧，另一端插入内窥镜的光学镜头内，所述LED模组发出的光经反光镜或者反光涂层反射进入光学镜组内，接着再通过所述光学镜组将光传输到导光光纤内；
本发明是通过将LED模组内置于内窥镜的手柄中，所述LED模组发出的光通过反光镜或者导光涂反射进入光学镜组，且在光学镜组的作用后经导光光纤传到内窥镜的光学镜头内发射照亮检查部位，从而为内窥手术的应用场景提供可靠的光源。由于本发明将照明机构内置于内窥镜的手柄中，取代了已有技术中外接照明装置的结构方案，不仅减小了由于漫反射损失的光通量，从而增大光的利用率，而且大大减小了光纤的长度，降低了成本，照明效果也得到了大大的改善。
附图说明
图1是本发明的一种具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明照明机构的第一种具体实施方式的结构示意图；
图3是本发明照明机构的第二种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
如图1、2、3所示，一种便携式内窥镜的照明机构，包括对合式结构的手柄壳体1、LED模组2、光源框架3、光学镜组5和导光光纤6，所述光源框架3设在手柄壳体1内，所述LED模组2和光学镜组5均设在光源框架3内，所述光源框架3的内壁上设有反光镜41或者反光涂层42，所述导光光纤6的一端位于光学镜组5的一侧，另一端插入内窥镜的光学镜头内，所述LED模组2发出的光经反光镜4或者反光涂层反射进入光学镜组5内，接着再通过所述光学镜组5将光传输到导光光纤6内。
如图1所示，为了方便快速定位安装光源框架3，提高组装效率，所述手柄壳体1内具有空腔11，所述光源框架3设在空腔11内，所述导光光纤6的一端固定在手柄壳体1上，且该端的端部伸入光源框架3中并与光学镜组5相对布置。
如图2、3所示，为了使得结构更加合理，以及减小了由于漫反射损失的光通量，从而增大光的利用率，本发明所述光源框架3为U形框架。
如图1所示，为了防止图像传感器因LED模组产生热量影响工作的稳定性，延长图像传感器使用寿命，所述手柄壳体1内设有图像传感器7（CMOS）和隔热层8，所述隔热层8位于图像传感器7和光源框架3之间。由于内窥镜系统中手柄内窥手柄还包括按钮、手柄预处理FPGA芯片、pcb板及视频长线输出单元，为了防止光源产生的热量传输给手柄预处理FPGA芯片及光学组件（图像传感器7），影响芯片及光学组件的正常运行，通过在传感器与光源腔体之间设置了隔热层，从而能很好地隔绝热量，起到保护芯片和CMOS的作用。
进一步地，为了提高隔热效果，所述隔热层8为石棉或者是玻璃纤维。
如图2所示，为了有利于LED产生的光能汇聚，所述光学镜组5在消除色差方面更加优秀，所述光学镜组5是由双凸透镜51和弯月透镜52通过紫外光敏胶胶合为一体，所述双凸透镜51的一侧面与弯月透镜52的凹面结合为一体，所述双凸透镜51的另一侧面与LED模组2相对布置，弯月透镜52的凸面与导光光纤6相对布置。
当然，本发明所述光学镜组的结构并不局限与此，如图3所示，所述光学镜组5也可以是非球面聚光透镜53，所述非球面聚光透镜53的两侧面分别与LED模组2和导光光纤6相对布置。
进一步地，为了确保手柄的散热效果好，所述手柄壳体1是铝合金制成的散热壳体，或者是不锈钢制成的散热壳体。当内窥镜的主机通电后，所述LED模组2产生的热量传输到所述光源框架3的内壁上，由于本发明所述手柄是散热壳体，由具有良好散热性能的铝合金材料或不锈钢制成，当所述光源框架3与手柄壳体的内壁直接接触，因为金属制件良好的导热性能，能很好地将热量排出，从而达到降低手柄内腔温度的目的，为内窥镜摄像系统的稳定运行提供保障。
当然，当所述LED模组2产生热量，光源框架3对其能够进行第一次散热，所述光源框架3为铝合金或者不锈钢制成的光源框架，且光源框架3是通过螺钉固定在手柄壳体1上，这样，所述LED模组2产生的热量 能够通过光源框架和手柄壳体1实施两次散热，进一步提高散热效果。
本发明所述反光镜4是亚克力反光镜或者不锈钢反光镜。
或者是，所述反光涂层是银涂层或者是铬涂层。
本发明所述LED模组2产生的光经直射以及通过反光镜41或者反光涂层42的反射传输到所述光学镜组5一侧，所述光学镜组5将入射的LED光进行多种光学作用后汇聚形成一个LED光最强点，将导光光纤入射面的中心置于LED光汇聚最强点处，其中所述LED模组2和光学镜组5依次排列并位于所述光源框架3内，且它们均与所述的导光光纤入光点在同一个轴线上，导光光纤最终将LED光传送到内窥镜的光学镜头内然后照亮检查部位，从而为内窥手术的应用场景提供可靠的光源。其中LED模组选用功率大于5瓦的冷光源，确保能给内窥手术提供足够的光通量。
由于本发明将照明机构内置于内窥镜的手柄中，取代了已有技术中外接照明装置的结构方案，不仅减小了由于漫反射损失的光通量，从而增大光的利用率，而且大大减小了光纤的长度，降低了成本，照明效果也得到了大大的改善。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和效果：第一，结构设计合理，内置的LED光源节省成本，使用相同功率的LED灯时亮度更高，光源框架3由螺栓固定在手柄壳体内，当LED组件出现异常时方便替换；第二，合理布局反光镜或者利用反光涂层，提高光的利用率，从而可以选择功率小的LED模组；第三，在有限的手柄空间通过接触铝合金手柄内侧面起到散热作用，从而提高LED灯的使用寿命，不用设置风扇等器件，达到节约成本目的。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：包括对合式结构的手柄壳体（1）、LED模组（2）、光源框架（3）、光学镜组（5）和导光光纤（6），所述光源框架（3）设在手柄壳体（1）内，所述LED模组（2）和光学镜组（5）均设在光源框架（3）内，所述光源框架（3）的内壁上设有反光镜（4）或者反光涂层，所述导光光纤（6）的一端位于光学镜组（5）的一侧，另一端插入内窥镜的光学镜头内，所述LED模组（2）发出的光经反光镜（4）或者反光涂层反射进入光学镜组（5）内，接着再通过所述光学镜组（5）将光传输到导光光纤（6）内。
2.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述手柄壳体（1）内具有空腔（11），所述光源框架（3）设在空腔（11）内，所述导光光纤（6）的一端固定在手柄壳体（1）上，且该端的端部伸入光源框架（3）中并与光学镜组（5）相对布置。
3.根据权利要求1或2所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述光源框架（3）为U形框架。
4.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述手柄壳体（1）内设有图像传感器（7）和隔热层（8），所述隔热层（8）位于图像传感器（7）和光源框架（3）之间。
5.根据权利要求4所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述隔热层（8）为石棉或者是玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述光学镜组（5）是由双凸透镜（51）和弯月透镜（52）通过紫外光敏胶胶合为一体，所述双凸透镜（51）的一侧面与弯月透镜（52）的凹面结合为一体，所述双凸透镜（51）的另一侧面与LED模组（2）相对布置，弯月透镜（52）的凸面与导光光纤（6）相对布置。
7.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述光学镜组（5）是非球面聚光透镜（53），所述非球面聚光透镜（53）的两侧面分别与LED模组（2）和导光光纤（6）相对布置。
8.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述手柄壳体（1）是铝合金制成的散热壳体，或者是不锈钢制成的散热壳体。
9.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述反光镜（4）是亚克力反光镜或者不锈钢反光镜。
10.根据权利要求1所述的便携式内窥镜的照明机构，其特征在于：所述反光涂层是银涂层或者是铬涂层。
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