TWI824335B - 內視鏡之結構 - Google Patents
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Abstract
一種內視鏡之結構，係設有一外殼，於端部的中央設有攝像鏡頭，並在該攝像鏡頭的周側環設有數個LED燈，該攝像鏡頭及LED燈與電路板結合而置於外殼內的容置空間內，其特徵在於：在該內視鏡外殼端部的攝像鏡頭及LED燈前方設有一光學鏡套；該光學鏡套設有一攝像穿透區及照明穿透區，分別對正於攝像鏡頭及LED燈的正前方，該攝像穿透區為改變攝像鏡頭取像焦距的透鏡組成，而該照明穿透區係該照明穿透區係具有凸透鏡的結構，使LED燈的光束通過照明穿透區之後得到聚光及偏轉光線至該攝像穿透區的焦距位置上。以使內視鏡的拍攝更為清晰。
Description
本發明是關於一種內視鏡之結構；尤指一種使用在醫上診療，需要較高清晰度及高效率照明的內視鏡。
當病人身體內部的臟器不舒服，醫者需對病人施以診療，在現代的醫療技術中，經常會使用內視鏡來觀察，該內視鏡包括但不限於是耳鏡、鼻鏡、喉鏡、氣管內視鏡、胃鏡、腸鏡、婦女鏡、尿道鏡、膽鏡等；該內視鏡主要是具有一小圓柱形的外殼，內部設有微型的攝像鏡頭、照明系統、基本電路、訊號傳輸等設備，該訊號可以是有線或無線的設計，但基本的構造都相類似。
請參看第9圖所示，本發明所探討的範疇，在於習用內視鏡內視鏡外殼70的前端設有一攝像鏡頭80，在該鏡頭80周側環設有數個照明用之LED燈81，又由於內視鏡設備價格不低，一般的設計上需符合重複使用為原則，故使用時應特別考量病人的內分泌、血水、膿血等污染物，須避免由內視鏡外殼70的的前端滲到後端的內部組成，故在該內視鏡的外殼70的鏡頭80及LED燈81前端封設有一透明的阻隔鏡片71，該阻隔鏡片71為一平板玻璃鏡片，因此在實際使用時常有下列的問題存在：
1.由於內視鏡的體積為超微型的設計，因此本來內視鏡的亮度就略顯不
足，該內視鏡的攝像鏡頭80係設於端部的中央，向前拍攝前方標的物BB’，而環設於攝像鏡頭80的數個LED燈81則向前投射光線，但該標的物BB’雖可被鏡頭80周側的LED燈81所照亮，但是由於諸LED燈81的光束90,91是平均向前呈大角度漫射出去，真正投射到前方標的物BB’上的亮度其實十分有限，且LED燈81所射出大部份的光束90,91投射出去是照射在鏡頭80所能拍攝的視角92之外，這些非照射在標的物BB’上的光源就是一種「浪費」，所以習用內視鏡的照明效能一直難以提升，對觀察病情而言十分不利；再則該光束90,91平均向前散射時又透過了最前端沾染體液的阻隔鏡片71，又更減弱了投射的光線強度，因此內視鏡雖是使用多年的醫療器具，但受限體積及安全因素之下，內視鏡的照明度始終不足，這是習用內視鏡極需改良的地方。
2.由於內視鏡內的鏡頭80規格是固定的，具有一定的焦距，但在拍攝時，受限於有些待診視的器官無法太深入或者可以超近距拍攝，因此不論是較遠或較近的距離，內視鏡不見得能拍到清楚的畫面，最好能依需要略改變焦距才能將標的物BB’拍攝清楚，可是習用內視鏡的鏡頭80已固定而無法更改，所以拍攝時，常有照片是模糊不清的缺點，可是人體的內部器官必需在特別的焦距下才能拍攝清楚，但習用的內視鏡受限於體積因素，是不容易達到這個目的。
3.為了避免感染，近來醫界設有一種矽膠製的透明保護膜，用以套在內視鏡的前方，使用過後，只要將該保護膜丟棄，達到防止污染的目的，但由於內視鏡再套上一層矽膠保護膜時，不但容易在鏡頭前形成皺紋，加上又阻隔一些光線，使用上清晰度更低，因此大幅降低了內視鏡的視察
能力，多半的醫者不願使用。
4.習用的內視鏡，依診療的需要，拍攝不同的臟器有遠近的不同，故攝像鏡頭投射的遠近也各有不同的規格，因此內視鏡在設計上，也需要考量製造不同的尺寸來使用，故內視鏡內的攝像鏡頭及LED燈就要配置不同的規格，在製造上更為繁鎖，成本提高，是習用又一缺點。
本發明之主要目的，在將習用內視鏡前端的阻隔鏡去除，而改以一特殊兼具有改變攝影焦距及導引光線聚光的光學鏡套取代，該光學鏡套具有中央的攝像穿透區及環設於該穿透區的照明穿透區，分別對正於攝像鏡頭及LED燈的正前方，使攝像穿透區提供攝像鏡頭需要的焦距，而照明穿透區能將LED燈的光線完全導引到標的物上，不但能切合攝像所需的焦距，也能減少光線的浪費，以使醫診的內視觀察更為清晰而明亮。
為達到上述的目的，本發明可以用下列的方式來達成：
設內視鏡之結構，具有一外殼，於該外殼端部的中央設有攝像鏡頭，並在該攝像鏡頭的周側環設有數個LED燈，該攝像鏡頭及LED燈與電路板結合而置於外殼內的容置空間內，其特徵在於：在該內視鏡外殼端部的攝像鏡頭及LED燈前方設有一光學鏡套；該光學鏡套設有一攝像穿透區及照明穿透區，分別對正於攝像鏡頭及LED燈的正前方，該攝像穿透區為改變攝像鏡頭取像焦距的透鏡組成，而該照明穿透區係該照明穿透區係具有凸透鏡的結構，使LED燈的光束通過照明穿透區之後得到聚光及偏轉光線至該攝像穿透區的焦距位置上。以使內視鏡的拍攝更為清晰
本發明之另一目的，在將前述的光學鏡套的周邊環設有薄
膜套，能使該光學鏡套直接套設於內視鏡上，在使用一次之後，即予丟棄，完成一次性使用的目標，達到避免感染的目的。
〔本發明〕
10:外殼
11:端部
12:電路板
13:容置空間
20:攝像鏡頭
201:攝像視角
202:攝像視角
21:LED燈
30,300,301:光學鏡套
31,310,311:攝像穿透區
32,320,321:照明穿透區
32A:菲涅爾透鏡結構
33:套頭
34:彈性套膜
40:光束
41:光束
50:膠囊式外殼
60:電池
AA’:標的物
L1:焦距
L2:焦距
〔習用〕
BB’:標的物
70:外殼
71:阻隔鏡片
80:鏡頭
81:LED燈
90:光束
91:光束
92:視角
第1圖係本發明之組合及剖面結構示意圖。
第2圖係本發明之使用說明示意圖1。
第3圖係本發明之使用說明示意圖2。
第4-1圖係本發明之透光鏡結構1剖面結構示意圖。
第4-2圖係本發明之透光鏡結構2剖面結構示意圖。
第5圖係本發明之透光鏡聚光區組成變化示意圖。
第6圖係本發明之透光鏡以抛棄式為目的的變化示意圖1。
第7圖係本發明之透光鏡以抛棄式為目的的變化示意圖1。
第8圖係本發明之使用在無線式內視鏡的實施例示意圖。
第9圖係習用內視鏡使用缺失示意圖。
請參看第1、2圖所示，為本發明內視鏡，至少包含有：
一外殼10，於端部11的中央設有攝像鏡頭20，並在該攝像鏡頭20的周側環設有數個LED燈21，該攝像鏡頭20及LED燈21與電路板12結合而置於外殼10內的容置空間13內，其特徵在於：在該內視鏡外殼10端部11的攝像鏡頭20及LED燈21前方設有一光學鏡套30。
請參看第1、2、4-1圖所示，該光學鏡套30設有一攝像穿透區31及照明穿透區32，分別對正於攝像鏡頭20及LED燈21的正前方，以本案所示圖式的實施例而言，該攝像穿透區31係設於外殼10端部11的中央位置，而照明穿透區32則環設於攝像穿透區31的外緣，該照明穿透區32係具有凸透鏡的結構，使得LED燈21的光束40,41在通過照明穿透區32之後得到聚光及偏轉光線至標的物AA’的攝像視角201範疇內，使得大部份的光束40,41皆能射向標的物AA’而得到充足的照明，使攝像鏡頭20得到清晰的攝像能力。
該光學鏡套30之照明穿透區32，雖在本案的圖式中係為外凸的結構，但在實際使用時仍可使用雙凸結構(圖中未示)，然而為使光束40,41能被導引到特別的角度(如第2圖示意)以配合攝像鏡頭20的攝像視角201範疇內，該照明穿透區32可設成自由曲面將光線予以導引偏至所需的範圍內；該照明穿透區32亦可配合反射膜而製成凹弧狀結構，以使光線被反射到標的物上(圖中未示)；再如第5圖所示，是該光學鏡套30之照明穿透區32另一變化示意圖，即在照明穿透區32設有菲涅爾透鏡結構32A(Fresnel lens)，能更減輕重量及減少體積。
第1、2、4-1圖中揭示該光學鏡套30的攝像穿透區31係為凸透鏡311的結構，這能使攝像鏡頭20與標的物AA’得到較短的焦距L1，適合在容易靠近患處的內視距離；但若是該攝像穿透區31設為平面(圖中未示)，則適合中距離的觀測。
請參看第3、4-2圖所示，為光學鏡套300的另一實施例，該光學鏡套300設有一攝像穿透區310及照明穿透區320，分別對正於攝像鏡
頭20及LED燈21的正前方，該攝像穿透區310係設於中央位置，而照明穿透區320則環設於攝像穿透區310的外緣；惟該攝像穿透區310係為凹透鏡的結構，這能使攝像鏡頭20與標的物AA’得到較長的焦距L2，適合在不容易靠近患處的較遠內視距離；而該照明穿透區320為具有凸透鏡的結構，並使得LED燈21的光束40,41在通過照明穿透區320之後得到聚光及偏轉光線至標的物AA’的攝像視角202範疇內，使攝像鏡頭20得到充分的光線並提昇清晰的攝像能力。
請參看第6、7圖所示，為本發明的另一種實施方式，該光學鏡套301仍設有一攝像穿透區311及照明穿透區321，分別對正於攝像鏡頭20及LED燈21的正前方，惟該光學鏡套301係鑲設在一筒狀套頭33端部中央，而在該套頭33的周緣封設有一彈性套膜34；該光學鏡套301能以筒狀套頭33套設在內視鏡的外殼10端部，再以彈性套膜34緊緊套設包覆在內視鏡的外殼10的周緣，除了能達到前述增加光線及攝像清晰的目的之外，能夠使用完立即丟棄，達到不污染的目的，亦能保留較昂貴的內視鏡重要零件，以節省成本。
請參看第8圖所示，本發明特徵的內視鏡，亦可使用在無線型的內視鏡上，即在外部套設有膠囊式外殼50，及在內視鏡的容置空間13內增電池60及無線設備(圖中未示)，亦可使用在此無線型的內視鏡，亦能增加攝像的清晰能力。
因此，使用本發明時，將具有如下的優點：
1.由於本發明光學鏡套中設有照明穿透區，能導引自LED燈射出的光線，調整光束集中在攝像視角內的標的物上，能更清楚的診療觀察病情，是
本發明主要的優點。
2.由於本發明光學鏡套中設有攝像穿透區，只要簡單替換成凸透鏡或凹透鏡系列，就可以分別使用在需要焦距短或長的攝像場合，使醫療診斷上得到更清晰的拍攝，有效掌握病情，是本發明另一優點。
3.本發明的結構適合使用在現有的內視鏡場合，諸如：有線式或無線式的型式，因此能符合現有的內視鏡規格，在搭配現有的產品並不困難，很容易生產及使用。
本發明所述的結構，僅是較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故當熟悉此技藝所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，例如：大致改變元件之形狀或尺寸，凹凸鏡的數目變化以等效取代，運用類似的光學系統，或使用雷同的材質等，但係運用本發明之特徵者，皆應涵蓋於本發明之特徵內。
10:外殼
11:端部
12:電路板
13:容置空間
20:攝像鏡頭
21:LED燈
30:光學鏡套
31:攝像穿透區
32:照明穿透區
Claims (9)
- 一種內視鏡之結構，包含有：一外殼，在該外殼的一端部中央設有攝像鏡頭，並在該攝像鏡頭的周側環設有數個LED燈，該攝像鏡頭及LED燈與電路板結合而置於外殼內的容置空間內，其特徵在於：在該內視鏡外殼端部的攝像鏡頭及LED燈前方設有一光學鏡套；該光學鏡套設有一攝像穿透區及照明穿透區，分別對正於攝像鏡頭及LED燈的正前方，該攝像穿透區為改變攝像鏡頭取像焦距的透鏡組成，而該照明穿透區係具有凸透鏡的結構，使LED燈的光束通過照明穿透區之後得到聚光及偏轉光線至該攝像穿透區的焦距位置上。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該攝像穿透區係設於外殼端部的中央位置，而照明穿透區則環設於攝像穿透區的外緣。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套之照明穿透區，為外凸結構、雙凸結構的其中之一。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套之照明穿透區為自由曲面結構。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套之照明穿透區，為菲涅爾透鏡結構。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套之攝像穿透區為自由曲面結構。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套之攝像穿透區，為凸透鏡結構、凹透鏡結構、平面透鏡結構的其中之一。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，該光學鏡套係鑲設在一筒狀套頭端部中央，而在該套頭的周緣封設有一彈性套膜，且該彈性套膜係套於內視鏡外殼上。
- 如請求項1所述之內視鏡之結構，在該內視鏡外殼的外面再套設有一膠囊式外殼。
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