CN2075500U

CN2075500U - 内窥镜图象显示仪双通道光学接口装置

Info

Publication number: CN2075500U
Application number: CN 89220485
Authority: CN
Inventors: 郁道银; 李云青; 齐龙; 曹树刚; 张以谟
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-04-24

Abstract

内窥镜图象显示仪的双通道光学接口装置。本实用新型属于医用医疗仪器领域。由各式医用窥镜目镜输出的光学图象，通过本光学接口装置成象在超小型CCD彩色摄像机的靶面上，通过视频电缆传输到彩色图象记录和显示系统，同时也可由本光学接口装置目视观察内窥镜图象。本光学接口装置体积小，重量轻，功能全，使用方便，可连接各种医用内窥镜，广泛地应用于各类医院的临床诊断与治疗，医学教学和科研等方面。

Description

本实用新型属于医用医疗仪器技术领域。

现代光学和光纤传象技术已经能够通过各种内窥镜系统观察人体及动物体内的各种生理和病理现象，同时，在工业部门，也可通过工业内窥镜进行无损探伤检测。现有的医用内窥镜图象显示系统，如日本奥林巴斯（Olympus）公司生产的OTV内窥镜图象显示系统和天津大学精仪系研制的NT－100型内窥镜图象显示仪的主要技术性能如下：

1，日本OTV系统的内窥镜目镜既做观察目镜，又经过提升象面后与另一附加物镜组合成复合摄象物镜，不可能得到较高的成象质量。

2，日本OTV系统的光学接口装置只能适用于日本公司生产的纤维胃镜，不适合于其它类型的内窥镜，因此使用范围受到局限。

3，天津大学精仪系研制的NT－100型内窥镜图象显示仪，克服了日本OTV系统摄象物镜互相组合的缺陷，使成象质量和性能得到进一步提高。NT－100型内窥镜图象显示仪对日本OTV系统的技术改进方案已申请了中国专利，申请号为CN89214466。

本实用新型的目的，是设计一种可以同时进行目视观察和电视摄象双通道使用的光学接口装置，为达到此目的，所需要解决以下技术难题：

1，设计独立的变焦距和定焦距摄象物镜，在不改变原窥镜目镜位置的情况下，附加对无穷远成象的摄象物镜，这样既可与日本奥林巴斯的各种内窥镜连接，又可与国内外其它种类的内窥镜连接。

2，设计不同光学参数（例如焦距为可变和不变）的摄象物镜，以满足不同大小视场的内窥镜需要。

3，设计带组合棱镜组进行分光和转象的目视，电视摄象双通道光学系统，以满足内窥镜图象显示仪既可目视观察图象（窥镜原来观察状态），又能电视图象显示和记录。

4，设计日本奥林巴斯公司生产的新型内窥镜OES系列光学接口装置。

5，设计奥林巴斯K型镜及上海胃镜光学接口装置。

本实用新型采取的技术方案如下：

1，本实用新型的光学系统分为两个部分，第一部分是分光和转象棱镜组，以保证目视和电视摄象双通道功能，在保证通光、正象和光瞳连接的基础上，尽量压缩单个棱镜的大小，达到减轻本光学接口重量的目的。第二部分是设计独立的变焦距和定焦距摄象物镜，这样在光学系统的参数选择和象差校正上均可不受内窥镜光学系统的约束，独立的摄象物镜采用对称目镜结构形式，既可保证光瞳连接，又能保证象差校正。

2，设计多种光学参数的变焦距和定焦距摄象物镜，可满足各种内窥镜需要。这是由于国内外生产的内窥镜视场大小不尽一致，若利用同样光学参数的光学接口装置来连接各种内窥镜，就可得到不同大小的图象画面。

3，为了满足硬管镜的需要，本接口装置可与NT－100型内窥镜光学接口装置中的硬管镜机械接口互换（硬管镜接口已申请中国专利，专利号为CN89214466）

附图1展示了本实用新型如何配合内窥镜系统工作。

其中（1）是各种医用内窥镜，（2）是本实用新型，（3）是CCD摄象机（重量仅20克），（4）是CCD控制器，（5）是图象记录装置，（6）是图象显示装置。

附图2为本实用新型的光学原理图。

透镜（7），（8）和（9），（10）构成摄象物镜组，其组合系统的光学参数为，组合焦距f′＝18～25mm，相对孔径D／f′＝1／3.5～1／5，视场角2ω＝14°，透镜（7）和（10）的光学参数相同，透镜（8）和（9）的光学参数相同，透镜（7）和（8）胶合，透镜（9）和（10）胶合，透镜（7）的中心厚度d₁为2.5mm，透镜（8）的中心厚度为8mm，透镜（8）和（9）的间距为1.9mm。

棱镜（11）（12）（13）组合成分光和正象棱镜组，三个棱镜均为直角棱镜，三个棱镜的通光口径均为10mm，棱镜（11）（12）胶合面涂镀介质分光膜，其反射光强度与透射光强度之比为6：4，棱镜（11）（12）不可分离，棱镜（13）的位置可与棱镜（11）（12）的整体相胶合，也可与棱镜（11）（12）的整体相离一定距离。内窥镜输出成象光束的光轴在棱镜（11）的表面上A点垂直进入棱镜（11），之后在棱镜（11）和（12）的45°胶合斜面上B点90度反射，之后在棱镜（11）和（13）的界面上C点进入棱镜（13），之后在棱镜（13）的45度斜面上D点90度反射，之后在棱镜（13）的表面上E点垂直出射，棱镜（13）表面上E点出射后的光轴即是摄象物镜组的四个透镜（7）、（8）、（9）、（10）的光轴，这部分光路是供电视摄象通道使用。

利用棱镜（11）和（12）胶合面的介质分光膜，分出内窥镜输出成象光束光强度的40％作为光学接口的目视通道，即由棱镜（11）和（12）胶合面上的B点直接进入棱镜（12），再通过棱镜（12）的表面上F点进入人眼，人眼就可以观察到原内窥镜输出的图象。

CCD彩色摄象机的主要参数为，分辨率垂直方向330条线对，靶面尺寸4.8mm×6.4mm，重量20克。

本实用新型的实施例之一是担任日本奥林巴斯新型OES内窥镜接口装置，如图3所示，摄象物镜（7）（8）（9）（10）和棱镜（11）（12）（13）与外壳（14），接口环（15），压板（16），压簧（17），锁母（18），上盖（19），目镜框（20），保证玻璃（21），眼罩（22），物镜筒（23）一起构成光学接口装置，可与日本奥林巴斯新型OES内窥镜连接。

本实用新型的实施例之二是做为胃镜光学接口装置，只要以图4中的机械卡口（24）代替图3中的接口环（15），压板（16），压簧（17）和锁母（18），其它部件同实施例一，所构成的光学接口装置可与日本奥林巴斯公司的K型胃镜和肠镜，上海医用光学仪器厂生产的胃镜连接。

带有本光学接口装置的内窥镜图象显示仪，可广泛应用于各类医院的内科、消化科、外科、泌尿科、妇产科。尤其是种类医学院校的临床教学与科研，可发挥其特有的教学效果和研究手段，提高医学诊断与治疗，医学教学与科研水平，同时内窥镜图象显示仪可完全替代同类进口仪器，不但仪器本身售价大大低于进口同类产品价格（约为进口价格1／3左右），而且还可以为国家节约大量外汇。

Claims

1、内窥镜图象显示仪双通道光学接口装置，所说的光学接口装置由摄象物镜组、分光与转象棱镜组和机械定位机构组成，其特征在于：

所说的摄象物镜组由透镜(7)，(8)，(9)，(10)组成，透镜(7)和透镜(10)的光学参数相同，透镜(8)和透镜(9)的光学参数相同，透镜(7)的中心厚度d₁为2.5mm，透镜(8)的中心厚度d₂为8mm，透镜(8)和透镜(9)的间距d₃为1.9mm，透镜(7)和透镜(8)胶合，透镜(9)和(10)胶合，所说的摄象物镜组的光学参数为组合焦距f′=18～25mm，相对孔径D/f′=1/3.5～1/5，视场角2ω=14度；

所说的分光与转象棱镜组由三个直角棱镜(11)，(12)，(13)组成，三个棱镜的通光口径为10mm，棱镜(11)和(12)的胶合面镀金属分光膜，其反射光强度与透射光强度之比为6∶4，棱镜(13)可以与棱镜(11)和(12)的整体胶合，也可以与棱镜(11)和(12)的整体相距一段距离；

所说的机械定位机构由外壳(14)，接口环(15)，压板(16)，压簧(17)，锁母(18)，上盖(19)，目镜框(20)，保护玻璃(21)，眼罩(22)，物镜筒(23)，机械卡口(24)组成，

内窥镜输出成象光束的光轴在棱镜(11)的表面上A点垂直进入棱镜(11)，之后在棱镜(11)和(12)的45度胶合斜面上B点90度反射，之后在棱镜(11)和(13)的界面上C点进入棱镜(13)，之后在棱镜(13)的45度斜面上D点90度反射，之后在棱镜(13)的表面上E点垂直出射；

棱镜(13)表面上E点出射后的光轴是摄象物镜组的四个透镜(7)，(8)，(9)，(10)的光轴；

人眼观察光轴在棱镜(12)的表面上F点，且垂直于棱镜(12)，与成象光束光轴在B点反射之前同轴。