CN205862005U - 一种透镜单元及内窥镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种透镜单元及内窥镜，该透镜单元包括多个透镜，支撑多个透镜中固定透镜的固定透镜支撑部，支撑多个透镜中可动透镜的可动透镜支撑部以及可动透镜驱动部；其中的可动透镜驱动部驱动连接可动透镜支撑部，并通过以光轴为中心旋转来驱动可动透镜支撑部带动可动透镜沿光轴方向移动。本方案可大大提高可动透镜移动的精确性和稳定性，从而提高透镜单元调焦的精确性。

Description

一种透镜单元及内窥镜

技术领域

本实用新型涉及内窥镜技术，具体涉及配设在内窥镜中的透镜技术。

背景技术

现有公知的内窥镜为了获得被检部位的放大像或广角像，通常在设于内窥镜插入部中前端部的透镜单元中设有变焦透镜，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。

现有的内窥镜用透镜单元中，通常至少包括3组透镜，分别为2组固定透镜以及设置在二者之间的变焦透镜。为了实现变焦透镜在光轴方向上的移动，现有产品采用凸轮轴、直线驱动、操作线驱动等驱动方式，但是移动的精准性、稳定性都有待提高，并且结构复杂不利于内窥镜头端的小型化。

实用新型内容

针对现有内窥镜存在变焦调节精准度不高的问题，本实用新型的目的在于提供一种变焦移动精准性高的透镜单元。

基于该透镜单元，本实用新型还提供一种变焦调节精准度高的内窥镜。

为来达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

方案1：提供一种透镜单元，所述透镜单元包括多个透镜，支撑多个透镜中固定透镜的固定透镜支撑部，支撑多个透镜中可动透镜的可动透镜支撑部以及可动透镜驱动部；所述可动透镜驱动部驱动连接可动透镜支撑部，并通过以光轴为中心旋转来驱动可动透镜支撑部带动可动透镜沿光轴方向移动。

进一步的，所述可动透镜支撑部可移动的安插在固定透镜支撑部中，并可沿光轴方向移动；所述可动透镜驱动部包括可旋转支撑部和旋转驱动部，所述可旋转支撑部可转动的套设在固定透镜支撑部上，并驱动连接可动透镜支撑部，所述旋转驱动部驱动所述可旋转支撑部以光轴为中心旋转；所述可旋转支撑部通过旋转驱动可动透镜支撑部在固定透镜支撑部中沿光轴方向移动。

再进一步的，所述可动透镜支撑部上设置有向径向外侧突出的突起部；所述固定透镜支撑部上对应的设置有与突起部配合的接受部；所述突起部插入并伸出接受部，并可沿光轴方向在接受部中滑动；

所述可动透镜驱动部中的可旋转支撑部与伸出固定透镜支撑部上接受部的突起部驱动连接，并通过旋转驱动突起部沿光轴方向在接受部中滑动。

进一步的，所述可动透镜驱动部与可动透镜支撑部之间螺纹连接。

再进一步的，所述接受部为形成在固定透镜支撑部外圆周面上的限位沟槽，所述限位沟槽的形状与所述突起部相配合。

再进一步的，所述突起部一体成型在可动透镜支撑部上或可以独立部件形式设置在可动透镜支撑部上。

再进一步的，所述突起部为板簧，所述板簧上设置有用于夹住所述可动透镜支撑部的卡爪，所述板簧的卡爪可夹持在所述可动透镜支撑部上。

再进一步的，所述突起部、接受部分别在所述可动透镜支撑部、固定透镜支撑部上呈对称分布设置。

再进一步的，所述透镜单元还包括可旋转透镜，所述可旋转透镜由可旋转支撑部支撑，并随可旋转支撑部以光轴为中心旋转。

方案2：提供一种内窥镜装置，该内窥镜装置中设置上述的透镜单元。

与现有技术相比，本方案以螺旋驱动的方式线性驱动透镜单元中的可动透镜(即变焦镜)沿光轴方向上进行线性移动，大大提高可动透镜(即变焦镜)移动的精确性和稳定性，从而提高透镜单元调焦的精确性。

在此基础上，本方案中具体采用突起部、接受部滑动连接的连接方式进一步保证移动的精准性和可靠性；同时整个透镜单元中的零部件结构简单，制造方法简单，方便安装；透镜单元整体组成结构简单，紧凑。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例提供的透镜单元的截面图；

图2为本实例提供的透镜单元中固定透镜支撑部的立体示意图；

图3为本实例提供的透镜单元中可动透镜支撑部的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。

参见图1，其所示为本实例提供的透镜单元的剖视图。由图可知，本透镜单元主要包括多透镜的透镜组1以及驱动透镜组中可动透镜沿光轴方向移动的驱动部2两部分。

其中，多透镜的透镜组1至少包括固定透镜11、固定透镜支撑部12、可动透镜13以及可动透镜支撑部14。但不限于此，根据需要还可设置其它相应的透镜方案。

透镜组中固定透镜支撑部12用于支撑保持固定透镜11，使其整体位于透镜单元的光路中，且固定透镜11的中心轴线与光轴重合。可动透镜支撑部14用于支撑保持可动透镜13，使得可动透镜13整体可移动的位于透镜单元的光路中，且中心轴线与光轴重合。

驱动部2为可动透镜驱动部，其驱动连接可动透镜支撑部14，并通过以光轴为中心旋转来驱动可动透镜支撑部14沿光轴方向移动，继而由可动透镜支撑部14带动可动透镜13沿光轴方向移动，实现调焦。

为保证驱动可动透镜13移动的精准度和可靠性，本实例中驱动部2通过以光轴为中心旋转来产生螺旋力，并以此来驱动可动透镜支撑部14带动可动透镜13沿光轴方向移动。

在此基础上，为保证整个透镜单元结构的紧凑和可小型化设计，本实例在具体实施时(如图1所示)，固定透镜支撑部12整体采用中空的圆筒结构(如图2所示)，根据需要可在圆筒侧面设置凸环，用于安置和固定。固定透镜11整体嵌设在圆筒结构的固定透镜支撑部12内部，且固定透镜11的中心轴线与固定透镜支撑部12的中心轴线和光轴重合。

对应的，可动透镜支撑部14整体同样也采用中空的圆筒结构(参见图3)，可动透镜13整体嵌设在圆筒结构的可动透镜支撑部14内部，且固定透镜11的中心轴线与可动透镜支撑部14的中心轴线重合。该圆筒结构的可动透镜支撑部14的外径与圆筒结构的固定透镜支撑部12的内经配合，使得可动透镜支撑部14可移动的安插在固定透镜支撑部12内。由此，内嵌有可动透镜13的可动透镜支撑部14同轴安插固定透镜支撑部12中，并可沿中心轴(即光轴)移动。

而可动透镜驱动部2整体包括可旋转支撑部21、旋转驱动部22以及可旋转透镜23。

可旋转支撑部21整体同样也采用中空的圆筒结构，内部安置支撑可旋转透镜23，且安置有可旋转透镜23的内部能够部分收容安置有可动透镜支撑部14的固定透镜支撑部12。由此该可旋转支撑部21可转动的同轴套设在安置有可动透镜支撑部的固定透镜支撑部12上，且可旋转支撑部21可以以光轴为中心旋转自如；同时该可旋转支撑部21还驱动连接可动透镜支撑部14，在以光轴为中心旋转时，同步驱动可动透镜支撑部14在固定透镜支撑部12中沿光轴方向上移动。

该可旋转透镜23整体嵌设在可旋转支撑部21中，由可旋转支撑部21支撑，且其中心轴线与光轴线重合。这样在可旋转支撑部21同轴套设在安置有可动透镜支撑部的固定透镜支撑部12上时，可旋转透镜23、可动透镜13以及固定透镜11将同轴布置。该可旋转透镜23可伴随可旋转支撑部21的旋转而以光轴为中心旋转自如。

而旋转驱动部22为可动透镜驱动部2中的动力部件，其驱动连接可旋转支撑部21，使其以光轴为中心旋转(即自转)，随着可旋转支撑部21的旋转，带动可旋转透镜23以光轴为中心旋转，其还将同步驱动可动透镜部14在光轴方向上移动，继而带动可动透镜13沿光轴方向移动。

参见图2和图3，为来保证可旋转支撑部21与可动透镜支撑部14之间驱动配合的可靠性和精准性，本实例在可动透镜支撑部14外侧壁上设置若干向径向外侧突出设置的突起部15，而在固定透镜支撑部12上则对应的设置有可供突起部15插入并在其中滑动的接受部16，该接受部16的形状与突起部15相配合。

固定透镜支撑部12上设置的接受部16主要用于与可动透镜支撑部14上突起部15配合，对突起部15的移动形成限位和导向，使得突起部15沿光轴方向移动。

参见图2，该接受部16优选为形成在固定透镜支撑部12外圆周面上的沟槽，该沟槽至少一端呈封闭状，例如可以是位于沟槽上靠近固定透镜11的一侧设置封闭端。该沟槽也可呈两端封闭状，以此限定突起部15在光轴方向上的移动范围。对于一端呈封闭状的方案，可动透镜13的前进最大位移由封闭端限制，后退的最大位移则由可旋转支撑部21限制。

据此方案，本实例中的接受部16采用U形槽的设置结构(如图2所示)，该U形槽结构的接受部16，沿光轴方向开设在固定透镜支撑部12上部的侧壁上，并沿固定透镜支撑部12的周向分布；同时该U形槽的大小与接受部16配合，可容接受部16安插在其中，并通过限位使得接受部16沿U形槽的延伸方向滑动(即沿光轴方向滑动)。

对于可动透镜支撑部14上的突起部15在与接受部16滑动连接时，突起部15应至少部分突出于固定透镜支撑部12外圆周面，以便与可旋转支撑部21旋转连接。即该可动透镜支撑部14上的突起部15，在可动透镜支撑部14安插在固定透镜支撑部12中时，突起部15可滑动的安插在固定透镜支撑部12上的接受部16中，且突起部15的顶端伸出接受部16与套设在固定透镜支撑部12上的可旋转支撑部21内壁旋转连接。

突起部15与可旋转支撑部21的旋转连接可以选择常规的螺纹连接，但也可不限于此。

这样当可旋转支撑部21在旋转驱动部22的驱动下，以光轴为中心旋转(即自转)时，通过与突起部15之间的螺接配合，将对突起部15产生螺旋力，以驱动突起部15，同时U形槽结构的接受部16对突起部15的限位，由此，突起部15在螺旋力的驱动和接受部16限位作用下，将产生沿U形槽的延伸方向滑动(即沿光轴方向滑动)，继而带动整个可动透镜支撑部14在固定透镜支撑部12沿光轴方向滑动，最终实现可动透镜13沿光轴方向移动。

由于整个调节过程通过线性传动的螺旋力来实现，有效保证可动透镜13移动的精准度；在调节过程中通过接受部16的限位和导向，保证调节的可靠性和稳定性。这样在可旋转支撑部21、可动透镜支撑部14以及固定透镜支撑部12间形成稳定可靠的驱动配合结构，实现实现可动透镜13沿光轴方向移动的可靠性和精准性。

上述的配合结构在具体实现时，突起部15与可动透镜支撑部14的结合方式可以选择一体成型结构。

但突起部15也可与可动透镜支撑部14相互独立设置，对于独立设置的突起部15可通过嵌合的方式与可动透镜支撑部14结合。突起部15嵌合在可动透镜支撑部14的外圆周面，并可部分突出于固定透镜支撑部12的接受部16。

此外，对于突起部15的形状结构，可根据实际需求而定；根据需要也可形成为板簧，在该板簧上设置有用于夹住可动透镜支撑部14的卡爪，将板簧的卡爪夹持在可动透镜支撑部上从而实现突起部15与可动透镜支撑部14的结合。

采用板簧类突起部15可确保与可动透镜支撑部14可旋转连接的可靠性，防止长时间使用后无法有效地传导螺旋力。板簧与固定透镜支撑部12的连接方式也可不限于上述，例如可以是嵌合在其中，或通过螺钉固定，也可与突起部15一体形成。

再者，对于突起部15和接受部16的数量和布置方式，本实例中二者数目相同，优选为2-4个；同时突起部15、接受部16在可动透镜支撑部14、固定透镜支撑部12上呈对称分布设置。

另外，对于可动透镜驱动部2中的可旋转驱动部22，其具体包括电机和驱动轴，电机通过驱动轴驱动连接可旋转支撑部21。这样在得到外部供应的电力时，电机开动以驱动驱动轴，从而传输动力至可旋转支撑部21。电机可选为减速电机，驱动轴可选螺杆。

基于上述方案构成的透镜单元可应用在内窥镜中，能够大大提高内窥镜调焦的精准度。以下具体说明一下采用该透镜单元的内窥镜的使用过程(参见图1)。

为了获得放大的或广角的被摄体像而使可动透镜支撑部14沿光轴方向进退时，首先操作内窥镜的未图示的操作部，从驱动电路向电机提供电力。

此时，若要获得放大的被摄体像时，驱动电路驱动电机在正向方向上运行，在驱动轴的传输下带动可旋转支撑部21正向旋转，产生的螺旋力使可动透镜支撑部14向靠近固定透镜11一侧移动。当移动到极限位置时，电机停止运转。

最后，为了使可动透镜支撑部14返回到移动之前的位置，通过未图示的操作部的操作，从驱动电路向电机提供反向运行的电力，在驱动轴的传输下带动可旋转支撑部21反向旋转，从而使可动透镜支撑部14向远离固定透镜11的一侧移动，当移动到极限位置时，电机停止运转。

由上可见，基于本实例方案构成的透镜单元，仅通过向电机提供电力，可动透镜支撑部14即可在光轴方向上进退，所以可利用低成本且小型又轻量的机构实现可动透镜支撑部14的驱动。

再者，本实例可通过接受部16的2个封闭端或接受部16的1个封闭端以及可旋转支撑部21中靠近可旋转透镜23的内壁对可动透镜支撑部14的前后位移进行限制，不需进行移动位置检测即可精准地进行可动透镜支撑部14的进退。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种透镜单元，所述透镜单元包括多个透镜，支撑多个透镜中固定透镜的固定透镜支撑部，支撑多个透镜中可动透镜的可动透镜支撑部以及可动透镜驱动部；其特征在于，所述可动透镜驱动部驱动连接可动透镜支撑部，并通过以光轴为中心旋转来驱动可动透镜支撑部带动可动透镜沿光轴方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种透镜单元，其特征在于，所述可动透镜支撑部可移动的安插在固定透镜支撑部中，并可沿光轴方向移动；所述可动透镜驱动部包括可旋转支撑部和旋转驱动部，所述可旋转支撑部可转动的套设在固定透镜支撑部上，并驱动连接可动透镜支撑部，所述旋转驱动部驱动所述可旋转支撑部以光轴为中心旋转；所述可旋转支撑部通过旋转驱动可动透镜支撑部在固定透镜支撑部中沿光轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种透镜单元，其特征在于，所述可动透镜支撑部上设置有向径向外侧突出的突起部；所述固定透镜支撑部上对应的设置有与突起部配合的接受部；所述突起部插入并伸出接受部，并可沿光轴方向在接受部中滑动；

所述可动透镜驱动部中的可旋转支撑部与伸出固定透镜支撑部上接受部的突起部驱动连接，并通过旋转驱动突起部沿光轴方向在接受部中滑动。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述可动透镜驱动部与可动透镜支撑部之间螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述接受部为形成在固定透镜支撑部外圆周面上的限位沟槽，所述限位沟槽的形状与所述突起部相配合。

6.根据权利要求3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述突起部一体成型在可动透镜支撑部上或可以独立部件形式设置在可动透镜支撑部上。

7.根据权利要求3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述突起部为板簧，所述板簧上设置有用于夹住所述可动透镜支撑部的卡爪，所述板簧的卡爪可夹持在所述可动透镜支撑部上。

8.根据权利要求3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述突起部、接受部分别在所述可动透镜支撑部、固定透镜支撑部上呈对称分布设置。

9.根据权利要求2或3所述的一种透镜单元，其特征在于，所述透镜单元还包括可旋转透镜，所述可旋转透镜由可旋转支撑部支撑，并随可旋转支撑部以光轴为中心旋转。

10.一种内窥镜装置，其特征在于，所述内窥镜装置中设置有权利要求1-9中任一项所述的透镜单元。