CN216387574U - 一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统及内窥镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，包括平台，所述平台顶部沿光路方向依次间隔设置有玻璃透镜和液体透镜；所述平台内部设置有用于液体流动以驱动所述液体透镜内薄膜的通道。本实用新型还公开了包含上述内窥镜成像系统的内窥镜。本实用新型光学系统能够达到真正意义上的光学变焦的目的。双层平台不仅提供了精确定义的对准结构以便对光学元件进行精确对准，而且双层平台有内置的集成的流体通道以驱动可调谐液体透镜。因此，本实用新型光学系统性能突出的条件下，整个系统的尺寸更加小型化与集成化。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统及内窥镜。
背景技术
内窥镜是现代医学的一项关键技术，使临床医生能够接触到身体内部，能够对身体内部进行诊断调查，以及进行微创手术。现代临床使用的内窥镜探头结合了两个部分，第一部分是一个光学成像系统，用于对可疑病变区域进行可视化，直径在1.2毫米和3毫米之间，第二部分是一个管状通道，通常被称为工作通道。通过它可以插入额外的诊断工具或手术配件。成像系统与工作通道的结合使得医生能够从可疑区域提取组织样本以进行病理活检。因此，第一部分的光学成像系统是医用内窥镜的重要组成部分，它的成像好坏直接影响着内窥镜的使用效果。
为了便于病理诊断时所采用的内窥镜能够进行大视场搜索目标，而且又希望放大观察到细胞的状态。一般需要成像系统同时具有大视场视觉引导与高分辨显微成像功能。因此，如何在医用内窥镜中实现调焦、变焦是内窥镜发展的新要求。
但是现有内窥镜探头存在的普遍问题是定焦光学系统，而单一倍率的图像很难满足使用需求，结构复杂且尺寸偏大。例如公告号为CN210697582U的专利说明书中公开了一种胶囊内窥镜系统，包括胶囊内窥镜，数据接收仪以及图像工作站，所述胶囊内窥镜用于在被检体内自适应的进行采集图像数据，并将图像数据发射到数据接收仪，所述数据接收仪用于接收和存储胶囊内窥镜发射的图像数据，并根据接收到的图像数据的质量发出控制胶囊内窥镜是否工作的指令；所述图像工作站用于显示数据接收仪所接收的图像数据；
另外，市面上目前存在的变焦内窥镜利用可沿内窥镜光轴移动的移动镜头/镜头组，如公告号为CN209826645U的专利说明书中公开了一种内窥镜。内窥镜包括壳体、第一操作组件、插入部、基座及镜头模块。壳体包括第一容置空间。第一操作组件设置在壳体之一端并包括与第一容置空间相连通的第一开口。基座容置在第一容置空间内并包括第二容置空间，插入部之另一端与基座相连接，插入部通过第一操作组件转动而带动基座相对壳体沿第一方向移动。镜头模块设置在基座内并包括马达组件及影像感测组件。马达组件容置在第二容置空间内并包括移动件，移动件包括第二开口，第二开口与第一开口相互对应设置。影像感测组件容置在第二容置空间内并与马达组件相连接，影像感测组件包括固定件及设置于其内的影像传感器，固定件与第二开口相连接，影像感测组件沿第二方向移动。上述方案涉及复杂的大行程驱动机制，结构复杂且尺寸偏大，从而限制了其应用。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，体积小，无活动部件，静音，无需马达，对焦速度迅速。
一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，包括平台，所述平台顶部沿光路方向依次间隔设置有玻璃透镜和液体透镜；所述平台内部设置有用于液体流动以驱动所述液体透镜内薄膜的通道。
本方案将可调谐液体透镜引入内窥镜光学系统中以实现光学变焦，加入玻璃透镜为了增大视场与校正像差。光学变焦内窥镜可以方便地从广角视角切换到特写视角进行高分辨率成像。这大大减少了操作过程中镜体的移动，以减少手术的复杂性和创伤的风险。此外，光学变焦内窥镜还使医生能够观察到放大的图像，以便进一步检查。这有别于采用电子或数字放大的标准内窥镜，后者只是放大了显示屏上的图像，但图像质量/分辨率却下降了。高倍率光学变焦内窥镜允许对一些异常组织进行具体的定性，其准确性足以推迟活检，以节省成本并提高效率。
作为优选，所述通道的主体沿光路方向设置。
作为优选，所述玻璃透镜包括间隔设置的多个，所述液体透镜包括间隔设置的多个，所述通道设置有对应的多条。
作为优选，所述平台包括贴合设置，位于顶部的第一层和位于底部的第二层，所述第一层在贴合面设置有在贴合后形成所述通道的第一凹槽。
进一步优选，所述第二层在贴合面设置有在贴合后与所述第一凹槽形成定位插孔的第二凹槽，所述定位插孔内设置有用于液体注入的插管。
作为优选，所述平台顶部对应玻璃透镜、液体透镜位置设置有用于定义玻璃透镜、液体透镜位置的定位槽。
作为优选，所述平台的材质为硅、玻璃或金属。当采用硅材质时，可采用MEMS技术对平台进行加工，当采用玻璃材质，可采用3D打印技术对平台进行加工，当采用金属材质，可采用CNC精加工对平台进行加工，上述加工方式允许使用精确定义的对准结构对光学元件进行精确对准，还包括集成在平台本身的流体通道，使得集成充满液体的可调谐膜透镜成为可能，它允许通过施加液压来调整光学系统的焦距。这种光学微系统探针不仅集成了光学和高精度机械学，而且还集成了流体学和焦距可调透镜，因此，这个硅基平台的灵活性可以实现许多的不同的光学设置，如长焦和短焦系统。而且此硅基平台有集成的流体通道以驱动液体透镜和精准定义光学元件位置的凹槽。相比于传统机械变焦而言，采用液体透镜来进行变焦的光学系统体积小，无活动部件，静音，无需马达，对焦速度迅速等一系列优点。
本实用新型的目的在于提供一种包含上述内窥镜成像系统的内窥镜。
本实用新型的有益效果：
相比与现有内窥镜光学系统，本实用新型光学系统能够达到真正意义上的光学变焦的目的。双层平台不仅提供了精确定义的对准结构以便对光学元件进行精确对准，而且双层平台有内置的集成的流体通道以驱动可调谐液体透镜。因此，本实用新型光学系统性能突出的条件下，整个系统的尺寸更加小型化与高度集成化。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为平台的结构示意图；
图3为平台的主视剖视图；
图4为平台第一层的结构示意图；
图5为平台第一层另一角度的结构示意图；
图6为平台第二层的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-6所示，一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，包括平台1，平台1顶部沿光路方向依次间隔设置有玻璃透镜2和液体透镜3，平台1内部设置有通道101，通道101与液体透镜3的液体通道相连通，驱动液体经通道101以驱动液体透镜内薄膜，实现变焦。该液体透镜3的结构及原理均为现有技术，此处不在赘述。
本实施例中，平台1包括叠放的两层，第一层11位于顶部，第二层12位于底部；第一层11在贴合面设置有第一凹槽111，在贴合后，与第二层12的贴合面形成通道101。通道101的主体具体沿光路方向设置，通道101的主体在对应液体透镜3的下方向上延伸，与对应液体透镜3相通。另外在通道101内设置有插管4，以方便液体的注入；为了方便对插管4的位置进行定义，第二层12在贴合面设置有第二凹槽121，在贴合后与第一凹槽111形成定位插孔13，插管4即插设在对应的定位插孔13中。定位插孔13的孔径也可根据实际进行调整。
本实施例中，平台1的第一层11和第二层12的材质为为硅、玻璃、金属或其他材质，通过对应的加工技术加工出对应的凹槽。
玻璃透镜2包括间隔设置的多个，液体透镜3也包括间隔设置的多个，通道101设置有对应的多条。本实施例中，玻璃透镜2设置为一个，液体透镜3设置为两个，通道101对应为两条，当然也可根据需要增加或减少液体透镜3的数量，也可以通过增加玻璃透镜2的数量来消像差。
为了驱动两个或以上液体透镜3，本实施例中，通道101的主体平行且相隔一定距离设置，同时需要液体透镜3自身流道结构的变化来适应平台1内通道101的位置。
为了精确定义玻璃透镜2和液体透镜3的位置，本实施例中，同样通过相应的加工技术，在平台1的第一层11的顶部对应玻璃透镜2、液体透镜3位置加工形成对应的定位槽112。
采用上述方法，整个系统的尺寸可以非常小，横截面积可以小于1mm*1mm。这样系统就能够集成或者替换掉现有内窥镜光学系统的成像探头上。
一种内窥镜，包括上述的内窥镜成像系统，该系统已在上述进行详细介绍，此处不再重复。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，其特征在于，包括平台，所述平台顶部沿光路方向依次间隔设置有玻璃透镜和液体透镜；所述平台内部设置有用于液体流动以驱动所述液体透镜内薄膜的通道。
2.根据权利要求1所述的基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，其特征在于，所述通道的主体沿光路方向设置。
3.根据权利要求1所述的基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，其特征在于，所述玻璃透镜包括间隔设置的多个，所述液体透镜也包括间隔设置的多个，所述通道设置有对应的多条。
4.根据权利要求1所述的基于液体变焦透镜的内窥镜成像系统，其特征在于，所述平台包括贴合设置，位于顶部的第一层和位于底部的第二层，所述第一层在贴合面设置有在贴合后形成所述通道的第一凹槽。
5.根据权利要求4所述的内窥镜成像系统，其特征在于，所述第二层在贴合面设置有在贴合后与所述第一凹槽形成定位插孔的第二凹槽，所述定位插孔内设置有用于液体注入的插管。
6.根据权利要求1所述的内窥镜成像系统，其特征在于，所述平台顶部对应玻璃透镜、液体透镜位置设置有用于定义玻璃透镜、液体透镜位置的定位槽。
7.根据权利要求1-6任一所述的内窥镜成像系统，其特征在于，所述平台的材质为硅、玻璃或金属。
8.一种内窥镜，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的内窥镜成像系统。
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