内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备技术方案

本发明专利技术提供内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备，属于医疗器械领域，用于解决现有的电子内窥镜的尺寸较大且照明角度较小的问题。透镜包括沿其中心轴线方向相对设置的入光面和出光面，入光面用于接收光，沿由入光面的径向外侧向径向内侧的方向，入光面向出光面的方向凹陷设置，出光面包括中部的中心曲面部和与中心曲面部的外边缘平滑连接的环形曲面部。光纤传导的光通过入光面的折射后，能够与出光面的形状更加适配，再经过出光面的中心曲面部和环形曲面部折射，中间曲面部与环形曲面部配合保证出光面的出光均匀性，环形曲面部能够增大出光角度，实现大角度的照明，且一片透镜即可实现大角度照明，结构更加紧凑。结构更加紧凑。结构更加紧凑。

【技术实现步骤摘要】
内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备


[0001]本专利技术属于医疗器械
，涉及内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备。

技术介绍

[0002]电子内窥镜(endoscopy)是一种可插入人体体腔和脏器内腔进行直接观察、诊断、治疗的，集光、机、电等高精尖技术于一体的医用电子光学仪器。随着电子内窥镜在医疗器械领域中得到越来越广泛的使用，对电子内窥镜照明系统的大角度和小空间的需求也日益增加。
[0003]目前电子内窥镜的照明系统采用LED光源直接照明、导光光纤照明、微透镜阵列照明等方式，这些照明方式均有其局限性。其中，LED光源直接照明方式的缺点在于尺寸较大，在内窥镜前端占据空间较大，且会有很大的发热量，同时照明均匀性差，这些劣势严格限制了LED直接照明方式在医疗内窥镜中应用。导光光纤照明方式的缺点在于导光光纤的照明角度受光纤的NA值影响，能达到的发散角很小，往往很难达到内窥镜成像现场的要求。微透镜阵列照明方式缺点在于对设备前端的空间位置所需较大，整体尺寸空间较大，照明视角较小。
[0004]针对上述问题，现有技术中提出了采用透镜与导光光纤配合的照明方式，但仍存在着整体尺寸空间较大，照明视角较小问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备，以减小电子内窥镜的尺寸、增大照明角度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例的第一方面提供一种透镜。
[0008]透镜，包括沿其中心轴线方向相对设置的入光面和出光面，入光面用于接收光；
[0009]其中，沿由入光面的径向外侧向径向内侧的方向，入光面向出光面的方向凹陷设置；
[0010]出光面包括中部的中心曲面部和与中心曲面部的外边缘平滑连接的环形曲面部，沿由出光面的径向外侧向径向内侧的方向，中心曲面部向入光面的方向凹陷设置，环形曲面部向远离入光面的方向凸出设置。
[0011]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的透镜具有如下优点：
[0012]透镜包括沿其中心轴线方向相对设置的入光面和出光面，将入光面设置为中部向出光面凹陷的曲面形状，光通过该形状的入光面的折射后，能够与出光面的形状更加适配，再经过出光面的中心曲面部和环形曲面部折射，中间曲面部与环形曲面部配合保证出光面的出光均匀性，环形曲面部能够增大出光角度，从而达到很好的发散效果，实现大角度的照明。另外，将入光面和出光面整合在一个透镜上，入光面位于透镜的一端，出光面位于透镜的另一端，利用一个透镜即可实现大角度照明，结构更加紧凑。
[0013]本专利技术主要从透镜用于内窥镜照明系统来进行描述。本专利技术实施例提供的透镜因具有照明角度大，结构紧凑的优点，可用于大角度照明需求的场所，例如可用于内窥镜照明系统、管道检测摄像内窥镜系统、光学仪器等。应用于医疗器械领域中的内窥镜照明系统，起到增大照明角度作用，为医疗手术检测工作提供更为充足的照明；如应用于工业的管道检测摄像内窥镜系统中，为管道检测提供大角度照明以便可以查看到管道内部的裂纹、腐蚀和焊缝等。
[0014]作为本专利技术实施例透镜的一种改进，入光面的中心点与出光面的中心点连成的直线与透镜的轴线重合。
[0015]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，入光面和出光面均相对于透镜的轴线中心对称。
[0016]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，由径向外侧向内侧的方向，所述入光面的曲率半径逐渐变小，和/或，所述中心曲面部的曲率半径是逐渐变大，所述环形曲面部的曲率半径是先逐渐变小后逐渐变大。
[0017]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，在透镜中，入光面上设置有匀光结构。
[0018]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，匀光结构包括菲涅尔结构、鳞甲结构、磨砂结构、和/或毛化结构。
[0019]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，菲涅尔结构包括沿透镜的轴线方向依次相连的多个凹槽，凹槽沿入光面的切向深度为8μm～12μm；和/或，从入光面向出光面的方向，各个凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角是逐渐增大。
[0020]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，由入光面向出光面的方向，多个凹槽依次包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽与第七凹槽；
[0021]第一凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角角度为24.1
°
～25.2
°
；第二凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为25.3
°
～26.0
°
；第三凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为26.1
°
～27.3
°
；第四凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为27.2
°
～29.1
°
；第五凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为30.6
°
～32.3
°
；第六凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为37.5
°
～39.8
°
；第七凹槽的侧壁与透镜的轴线之间的夹角角度为39.9
°
～40.6
°
。
[0022]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，透镜的入光侧端面中部内凹形成安装盲孔，安装盲孔由敞开端向盲端的方向包括相连通的安装段和承光段，安装段用于安装光纤，承光段的孔壁面构成入光面。
[0023]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，透镜的入光侧端面上设置有定位柱。
[0024]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，定位柱设置有多个，多个定位柱关于透镜的轴中心对称布置。
[0025]作为本专利技术实施例透镜的进一步改进，透镜的折射率n＝1.4～1.8；和/或，透镜的阿贝常数Vd＝25～70；和/或，
[0026]透镜的直径为0.15mm～2mm；和/或，
[0027]沿透镜中心轴线方向的厚度为0.1mm～1mm之间。
[0028]本专利技术实施例的第二方面提供一种内窥镜照明系统。
[0029]内窥镜照明系统包括光纤和透镜，光纤的出光端面与透镜的入光面相对设置。
[0030]本专利技术提供的内窥镜照明系统由于采用了上述的透镜具有以下优点：
[0031]内窥镜照明系统包括光纤和透镜，光纤的出光端面与透镜的入光面相对设置，如此，光纤传导的光，经过透镜的入光面和出光面的折射，实现光线的大角度照明。光纤和透镜的配合能够将耦合光源放置在内窥镜后端，一方面，隔绝了光源电路产生的热效应，配合透镜的入光面和出光面结构可以实现大的发散角度和工作区域照度均匀分布的照明方式，另一方面能够使得内窥镜照明系统结构更加紧凑。
[0032]作为本专利技术实施例内窥镜照明系统的一种改进，光纤与透镜形成过盈配合。
[0033]作为本专利技术实施例内窥镜照明系统的进一步改进，光纤的出光端面为平面，且出光端面与透镜的中心轴线垂直。
[0034]本专利技术实施例的第三方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括沿其中心轴线方向相对设置的入光面和出光面，所述入光面用于接收光；其中，沿由所述入光面的径向外侧向径向内侧的方向，所述入光面向所述出光面的方向凹陷设置；所述出光面包括中部的中心曲面部和与所述中心曲面部的外边缘平滑连接的环形曲面部，沿由所述出光面的径向外侧向径向内侧的方向，所述中心曲面部向所述入光面的方向凹陷设置，所述环形曲面部向远离所述入光面的方向凸出设置。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述入光面的中心点与所述出光面的中心点连成的直线与所述透镜的轴线重合。3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述入光面和所述出光面均相对于所述透镜的轴线中心对称。4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，由径向外侧向内侧的方向，所述入光面的曲率半径逐渐变小，和/或，所述中心曲面部的曲率半径是逐渐变大，所述环形曲面部的曲率半径是先逐渐变小后逐渐变大。5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述入光面上设置有匀光结构。6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述匀光结构包括菲涅尔结构、鳞甲结构、磨砂结构、和/或毛化结构。7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述菲涅尔结构包括沿所述透镜的轴线方向依次相连的多个凹槽，所述凹槽沿所述入光面的切向深度为8μm～12μm；和/或，从所述入光面向所述出光面的方向，各个所述凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角逐渐增大。8.根据权利要求7所述的透镜，其特征在于，由所述入光面向所述出光面的方向，所述多个凹槽依次包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽与第七凹槽；所述第一凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角角度为24.1
°
～25.2
°
；第二凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角角度为25.3
°
～26.0
°
；所述第三凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角角度为26.1
°
～27.3
°
；所述第四凹槽的侧壁与所述透镜的轴线之间的夹角角度为27.2
°
～29.1
°
；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪远，王球，吴禹，
申请(专利权)人：南京微纳科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：