CN215502891U - 一种内窥镜镜头用端部部件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内窥镜镜头用端部部件，其包括圆柱形端部体，所述圆柱形端部体的第一端的中部开设有容成像模组安置的安置空间。本实用新型提供的端部部件实现将导光元件与成像模组紧凑结合，结构稳定，易于密封，从而能够将内镜端部的尺寸缩小到接近镜头模组(成像模组)外接圆尺寸，继而使内窥镜端部设计更紧凑，实现在保持同样像素，不影响现有清晰度的情况下，生产出更细的内窥镜。

Description

一种内窥镜镜头用端部部件

技术领域

本实用新型涉及内窥镜技术，具体涉及内窥镜中前端镜头技术。

背景技术

内镜，亦称内窥镜，是一种多学科通用的工具，其功能是透过光学或电子成像，能对人眼无法直接看到的弯曲管道或腔体深处探查。或于高温、有毒、有辐射等人眼不适于直接观察到的场所的检查和观察,以实现远距离观察与操作。据此特性，内窥镜在工业上和医学上都得到广泛的应用。

内窥镜在工业上主要用于在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测，广泛应用于航空、汽车、船舶、电气、化学、电力、煤气、原子能、土木建筑等现代核心工业的各个部门。也越来越多地运用于产品生产过程的质量控制，并发展成为一种常规的检测手段。

内窥镜在医学上广泛应用在消化科、呼吸科、耳鼻喉科、泌尿科、妇产科、骨科等等各个科室，用于直视病灶，确定病因的检查工具，同时也发展出配合特制器械形成不同的微创手术应用。使用内窥镜，基本是无创口或微创，病人因为创伤小，手术风险低，术后复原快，创面外观影响小等多项特色，近年广泛在各种外科手术领域中得到重视和开展。

内窥镜的成像原理从传统的光学透镜技术开始，随着时间发展，CCD和CMOS半导体晶片研发成功量产，光电科技被大量使用，使内窥镜的外型更为多样，功能更为强大。再者，内窥镜多在腔内使用，一般会需要有照明光源配合成像系统。现有照明设计或是将后置光源透过导光光纤将光传送到内窥镜前端，或是使用LED灯珠排在光学镜头的周围。

现有内窥镜的成像系统可以采用多种形式，如可以是传统的光学透镜和镜棒组成的圆柱形光学成像系统(如图1所示)，或是圆柱形成束成像光学纤维，或是由CCD及CMOS晶片结合光学透镜而成的光电式镜头模组光电式成像系统，由于晶片形状为方形，故现有基于CCD及CMOS晶片的微型镜头模组是四方柱的形状(参见图2)。由此，光源照明系统与成像系统最终整合的尺寸决定了内窥镜的大小及使用的限制。

通过对现有内窥镜中光源系统与成像系统的构成方案进行研究可知，传统的光学透镜加镜棒组成的光学系统是一个圆柱形，成束成像光学纤维也是成一圆柱形，而电子内镜的CCD及CMOS晶片是方形加上前端透镜及固定的金属壳体形成一个方柱型，如此结构，只有通过优化二维平面上发光源的排列来使得光源系统与成像系统之间配合结构更加的紧凑有效。

基于上述原因，晶片尺寸和光学成像系统的技术和构成已经十分成熟，在类似的组合下，不同生产厂商生产的内窥镜也就停留在大致相同的尺寸上。

因此如何在最大程度保留清晰度的情况下，进一步降低内窥镜尺寸成为行业尖端需求。对此需求，给出了一种新型的端部设计方案，将发光源置于电子内镜的CCD及CMOS晶片后方或置于电子镜外，通过导光的方式将后置或电子境外的发光源产生的光线进行前置引导，做为端部照明，同时达到稳定而密封的要求。

如此方式存在较多的技术难点，其中最大的技术难点是，针对超细内窥镜前端镜头本身已经非常狭小的空间，如何透过简单可行而又高效的设计，将后置发光源产生的光线传导前端。

实用新型内容

针对现有电子内窥镜镜头在尺寸优化方面所存在的问题，需要一种新的电子内窥镜镜头方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种内窥镜镜头用端部部件，该部件能够实现内窥镜光源相对于成像模组进行后置，使内窥镜端部设计更紧凑，实现在保持同样像素，不影响现有清晰度的情况下，生产出更细的内窥镜。

为了达到上述目的，本实用新型提供的内窥镜镜头用端部部件，包括圆柱形端部体，所述圆柱形端部体的第一端的中部开设有容成像模组安置的安置空间。

进一步地，所述安置空间以圆柱形端部体横截面圆内接多边形方式设置在圆柱形端部体中。

进一步地，所述圆柱形端部体中设置有至少一个导光元件通道。

进一步地，所述至少一个导光元件通道沿安置空间的周向分布在圆柱形端部体中。

进一步地，所述导光元件通道贯穿所述圆柱形端部体的第一端或不贯穿所述圆柱形端部体的第一端。

进一步地，所述圆柱形端部体位于导光元件通道底部与第一端之间的部位为透明段。

进一步地，所述导光元件通道由开设在圆柱形端部体侧壁上的导光元件安置槽构成或由穿设在圆柱形端部体侧壁中的导光元件安置孔构成。

进一步地，所述圆柱形端部体上套设有一保护套管。

进一步地，所述保护套管与所述圆柱形端部体的第一端之间密封设置。

进一步地，所述圆柱形端部体的第二端开设有通孔，所述通孔与所述圆柱形端部体内的安置空间连通。

本实用新型提供的端部部件创造性的将支撑成像模组的结构部分同时具有导光功能，从而能够实现将导光元件(例如光纤束)安插在端部部件中(不占据其它空间，也无需另设让位空间)，以导引后置光源的光线到内窥镜前端，提供照明。

同时，本实用新型提供的端部部件能够满足结构稳定，内窥镜端部密封的要求，从而能够将内镜端部的尺寸缩小到镜头模组(成像模组)外接圆尺寸，继而使内窥镜端部设计更紧凑，实现在保持同样像素，不影响现有清晰度的情况下，生产出更细的内窥镜。

进一步的，本实用新型提供的端部部件使生产过程中成像模组装配容易，利于生产实现，有非常大的实用价值。

本实用新型提供的端部部件在具体应用时，能够对成像模组形成定位和支撑作用，同时具有导光功能，使内窥镜端部设计更紧凑，组装方便，适合密封要求，实现在保持同样像素，不影响现有清晰度的情况下，生产出更细的内窥镜。

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为现有圆柱形电子内窥镜端部结构示例图；

图2为现有CMOS和镜头组合的成像模组的结构示例图；

图3为本实用新型实例1中内窥镜镜头用端部部件的第一视角结构示例图；

图4为本实用新型实例1中内窥镜镜头用端部部件的第二视角结构示例图；

图5为本实用新型实例1中内窥镜镜头用端部部件的剖视图；

图6为本实用新型实例1中内窥镜镜头用端部部件的装配示例图；

图7为本实用新型实例1中内窥镜镜头用端部部件的装配结构剖视图。

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。

众所周知，内窥镜端部镜头模组与照明系统组合的尺寸最终决定了内窥镜伸入端的粗细，与此同时内窥镜端部镜头模组中成像晶片(如CMOS)尺寸已经无法进行大幅度的变动。

对此，本方案针对电子式内镜给出一种内窥镜镜头用端部部件，配合内窥镜中照明系统的发光源(如LED发光源)，实现发光源(如LED发光源)置于镜头模组的后方，而本端部部件用于定位并支撑安装成像模组，同时配合导光元件(例如光纤束)，实现将后置的发光源产生的光传导到镜头模组前，提供内窥镜照明，从而形成一个紧凑的新结构。

实例1

参见图3和图4所示，其所示为本实例给出的内窥镜镜头用端部部件的构成示例图。

由图可知，本内窥镜镜头用端部部件100主要包括圆柱形端部体110，该圆柱形端部体110用于提供成像模组200和导光元件300安置空间，以定位支撑成像模组200，以及安置导光元件300，使得导光元件300可与成像模组200配合，将后置于成像模组200后方的发光源(如LED发光源)产生的光传导到镜头模组前，提供成像模组200所需的照明。

为了便于表述，这里约定圆柱形端部体110上用于安置成像模组200的一端111为“顶端”，另一端112为“底端”。

该圆柱形端部体110在设计时，优选透明材质构成，但并不限于此，由此构成透明的圆柱形端部体110。

在此基础上，该圆柱形端部体110的顶端111作为出光端，同时在该出光端的中部沿圆柱形端部体110的轴向开设有容成像模组安置的安置空间120。

这里的安置空间120的口径大小与成像模组200对应，开设结构可以贯穿整个圆柱形端部体110，或设有台阶可供成像模组定位和固定。

作为举例，常规的成像模组为方形CCD及CMOS晶片，这里的圆柱形端部体110大小尺寸与成像模组配合，整体采用内部中空的圆柱形结构，同时优选为对应于成像模组中成像晶片(如CMOS)外接圆的结构尺寸；同时沿轴向中部设置对应于方形CCD及CMOS晶片的方形安置空间120，即该方形安置空间120以最接近圆柱形透明端部体110横截面圆内接四边形方式设置在圆柱形透端部体110中，使得空间最大化利用。

对于该方形安置空间120的长度L(或深度)可根据实际需求而定，以满足成像模组200的具体结构。

进一步的，本实例在圆柱形端部体110的底端112中部开设有一通孔130，该通孔130与圆柱形端部体110中的方形安置空间120连通，用于容成像模组200相关的数据线或电源线穿过(结合图4和图5所示)。

作为优选，该通孔130采用圆形通孔，这样占据空间小，结构简单稳定，同时便于圆柱形端部体的制备。

在此结构的圆柱形端部体110上，本实例进一步在圆柱形端部体110上设置有至少一个导光元件通道140，以用于安置导光元件300，使其能够与安置在圆柱形端部体110顶端的成像模组200配合，将后置于成像模组200后方的发光源(如LED发光源)产生的光传导到镜头模组前，提供成像模组200所需的照明。

对于导光元件通道140的数量可根据实际需求而定，可为一个、两个或以上。当设置多个导光元件通道140时，多个导光元件通道140沿安置空间的周向分布在圆柱形端部体中。而多个导光元件通道140之间的分布方式可根据实际情况而定，可以等距分布，也可以不是等距分布。

为了便于与导光元件300配合，便于导光元件300的安装，本实例优选在圆柱形端部体110的侧壁开设有相应的安置槽来构成相应的导光元件通道140。

如图3和图4所示，本实例优选在圆柱形端部体110的侧壁上，从圆柱形端部体110的底端112开始，沿圆柱形端部体的轴向面向圆柱形端部体110的顶端111，在侧壁开设上开设有相应的导光元件安置槽140，以用于安置导光元件300。

导光元件安置槽140的深度及形状可根据实际需求而定，此处不加以限定。作为举例，图示方案中的导光元件安置槽140采用横截面为方形的方形槽结构，以便于导光元件300的安装。

如此结构的导光元件安置槽140在具体设置时，贯穿圆柱形端部体110的底端112，但不贯穿圆柱形端部体110的顶端111，即在导光元件安置槽140与圆柱形端部体110的顶端111之间预留有一定厚度的预留段，如此在导光元件安置槽140的底端与圆柱形端部体110的顶端111之间形成有一隔离段113(即预留段)，该隔离段113能够对安置在导光元件安置槽140中的导光元件200的顶端形成覆盖和保护。同时由于圆柱形端部体110由透明材质构成，作为圆柱形端部体110一部分的隔离段113也为透明结构，如此，该透明的隔离段113能够整体作为导光介质，对安置在导光元件安置槽140中的导光元件300传播的光线进行传导，以从圆柱形端部体顶端111的端面射出，从而实现对安置在圆柱形端部体顶端111中的成像模组200进行照明。

对于每个导光元件安置槽140与圆柱形端部体顶端111端面之间的隔离段113的厚度可根据实际需求而定，可以相同，也可以不同。

再者，对于如此导光元件安置槽140的数量，以及在圆柱形端部体110侧壁上的设置位置，可根据实际需求而定，如能够满足所需的光通量即可。作为举例，图示方案在圆柱形端部体110侧壁上开设三个导光元件安置槽140，每个导光元件安置槽140对应于圆柱形端部体110中安置空间120的侧边对应。

作为上述导光元件安置槽140设置方案的替代方案，导光元件安置槽140也可以直接贯穿圆柱形端部体110的顶端111端面。如此安置在导光元件安置槽140的导光元件300能够直接伸入到圆柱形端部体110的顶端111的端面，分布在安置在圆柱形端部体顶端111中的成像模组200的旁边，以射出的光线直接对成像模组200进行照明。

如此结构的内窥镜镜头用端部部件100在具体应用时，可配合相应的保护套管400进行使用，以提高整个结构的可靠性。

具体的，该保护套管400可采用不锈钢保护套管400，其内径大小与内窥镜镜头用端部部件100的外径配合。如此，保护套管400能够套设在内窥镜镜头用端部部件100上，以内窥镜镜头用端部部件100侧壁上的导光元件安置槽140形成覆盖，对安置在导光元件安置槽140中的导光元件300形成覆盖保护，并对整个内窥镜镜头用端部部件100形成良好支撑，从而提高内窥镜镜头用端部部件应用结构的可靠性。

进一步地，保护套管400在与内窥镜镜头用端部部件100配合时，保护套管400的内壁与内窥镜镜头用端部部件100侧壁之间粘结固定，内窥镜镜头用端部部件100顶端与保护套管400之间优选采密封设置，如此在两者之间形成密封的粘结固定结构，进一步提高内窥镜镜头用端部部件应用结构的可靠性。

如图6和图7所示，本实例中给出的内窥镜镜头用端部部件100可与导光元件300和成像模组200组装配合形成内窥镜镜头组件。

本实例中给出的内窥镜镜头用端部部件100在具体应用时可采用透明导光材质一体成型的注塑件结构。如此构成的内窥镜镜头用端部部件100整体具有较强硬度，可对成像模组形成支撑。

而成像模组整体200嵌设在内窥镜镜头用端部部件100顶端的安置空间120中，同时将成像模组的数据线和/或电源线穿过内窥镜镜头用端部部件100底端的通孔130。

届时，将导光元件300，如导光光纤安置在内窥镜镜头用端部部件100侧壁上的导光元件安置槽140中，使得导光元件300的出光顶端与内窥镜镜头用端部部件100上的隔离段113抵接，该隔离段113可对导光元件300的出光顶端形成覆盖和保护，并作为导光介质进行导光。

最后，将保护套管400套设在安置有导光元件300和成像模组200的内窥镜镜头用端部部件100上，并进行密封连接，由此对内窥镜镜头用端部部件100提高高强度的结构支撑，并对安置在内窥镜镜头用端部部件100中的导光元件300形成保护。

如此组件中，安置在内窥镜镜头用端部部件100中的导光元件300，则可外接分布在成像模组的后方的发光源，导光元件300以及内窥镜镜头用端部部件100上的隔离段113配合构成后端发光源与前端成像模组之间的导光通道，由导光元件300将发光源产生的光线有效的导引到内窥镜镜头用端部部件100上的透明隔离段113，再由透明隔离段113将光线传导到内窥镜镜头用端部部件100的顶端，并从顶端的端面射出，继而实现对安置在圆柱形端部体顶端111中的成像模组200进行照明。

本实用新型提供的部件实现将导光元件与成像模组紧凑结合，结构稳定，易于密封，从而能够将内镜端部的尺寸缩小到接近镜头模组(成像模组)外接圆尺寸，继而使内窥镜端部设计更紧凑，实现在保持同样像素，不影响现有清晰度的情况下，生产出更细的内窥镜。

实例2

本实例给出另一种内窥镜镜头用端部部件100的方案，相对于实例1中的内窥镜镜头用端部部件方案，本实例给出的内窥镜镜头用端部部件100中的导光元件安置槽140采用穿设在圆柱形端部体侧壁中的导光元件安置孔结构来构成。该导光元件安置孔可以为盲孔结构或通孔结构。而其他的构成方案与实例1相同，此处不加以赘述。

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 (9)

1.内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，包括圆柱形端部体，所述圆柱形端部体的第一端的中部开设有容成像模组安置的安置空间；所述圆柱形端部体中设置有至少一个导光元件通道。

2.根据权利要求1所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述安置空间以圆柱形端部体横截面圆内接多边形方式设置在圆柱形端部体中。

3.根据权利要求1所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述至少一个导光元件通道沿安置空间的周向分布在圆柱形端部体中。

4.根据权利要求1所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述导光元件通道贯穿所述圆柱形端部体的第一端或不贯穿所述圆柱形端部体的第一端。

5.根据权利要求4所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述圆柱形端部体位于导光元件通道底部与第一端之间的部位为透明段。

6.根据权利要求1、3-5中任一项所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述导光元件通道由开设在圆柱形端部体侧壁上的导光元件安置槽构成或由穿设在圆柱形端部体侧壁中的导光元件安置孔构成。

7.根据权利要求1所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述圆柱形端部体上套设有一保护套管。

8.根据权利要求7所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述保护套管与所述圆柱形端部体的第一端之间密封设置。

9.根据权利要求1所述的内窥镜镜头用端部部件，其特征在于，所述圆柱形端部体的第二端开设有通孔，所述通孔与所述圆柱形端部体内的安置空间连通。

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