一种降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的制作方法

1.本发明涉及内窥镜的技术领域，尤其涉及一种降低光信号干扰的内窥镜镜头结构。


背景技术：

2.现有的内窥镜镜头光源和图像传感器通过同一个镜片实现照明和图像接收，光源会对图像传感器的光学信号产生干扰，影响图像传感器的成像质量。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低光信号干扰的内窥镜镜头结构。
4.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，包括：
6.第一镜片组件和至少部分设于所述第一镜片组件的外缘的第二镜片组件，其中，所述第一镜片组件和所述第二镜片组件之间设有不透光层；
7.光源组件和图像传感器，其中，
8.所述光源组件抵于所述第二镜片组件且所述图像传感器与所述第一镜片组件之间具有第一间距d1、
9.或所述图像传感器抵于所述第一镜片组件且所述光源组件与所述第二镜片组件之间具有第二间距d2、
10.或所述图像传感器抵于所述第一镜片组件且所述光源组件抵于所述第二镜片组件。
11.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第二镜片组件为环状结构，所述第二镜片组件环绕于所述第一镜片组件外，所述第二镜片组件与所述第一镜片组件同轴设置。
12.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件与所述图像传感器同轴设置。
13.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，包括多个所述光源组件，多个所述光源组件至所述第二镜片组件的距离相等。
14.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述不透光层设于所述第一镜片组件的侧面和/或所述第二镜片组件的侧面。
15.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述不透光层采用黑色高分子防水涂料、纳米复合陶瓷涂料、黑色水性玻璃漆、玻璃鳞片涂料中的一种或多种。
16.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件的侧面为斜面，所述第一镜片组件靠近所述图像传感器的端面的外径小于所述第一镜片组件远离所述图像传感器的端面的外径；所述第二镜片组件的侧面的形状与所述第一镜片组件的侧面的形状相匹配。
17.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件的侧面为斜面，所述第一镜片组件靠近所述图像传感器的端面的外径大于所述第一镜片组件远离所述图像传感器的端面的外径；所述第二镜片组件的侧面的形状与所述第一镜片组件的侧面的形状相匹配。
18.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件的厚度与所述第二镜片组件的厚度相同。
19.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件的厚度与所述第二镜片组件的厚度不同。
20.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件的厚度小于所述第二镜片组件的厚度。
21.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一间距d1为：0≦d1≦5mm。
22.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第二间距d2为：0≦d1≦5mm。
23.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，还包括：外壳和内壳，所述内壳的至少一部分可拆卸地设于所述外壳的内部，所述外壳用于固定所述第一镜片组件和所述第二镜片组件，所述内壳用于固定所述光源组件和所述图像传感器。
24.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件与所述第二镜片组件之间、所述第二镜片组件与所述外壳之间密封设置。
25.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件、所述第二镜片组件为光学镜片或平面玻璃。
26.上述的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，其中，所述第一镜片组件、所述第二镜片组件优选为al2o3，来自schott、ohara、sumita目录的任何种类的光学玻璃，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)。
27.本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
28.(1)本发明的光源和图像传感器通过独立、且具有不透光层的镜片分别实现照明和图像接收的功能，有效避免了光源对图像传感器的光学信号干扰，确保图像传感器成像质量良好稳定。
附图说明
29.图1是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的示意图。
30.图2是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第一实施例的示意图。
31.图3是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第二实施例的示意图。
32.图4是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图。
33.图5是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图。
34.图6是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图。
35.附图中：11、第二镜片组件；12、第一镜片组件；2、光源组件；21、光源；22、电路板；23、线缆；3、图像传感器；4、壳体；41、外壳；42、内壳。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
37.图1是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的示意图，图2是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第一实施例的示意图，图3是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第二实施例的示意图，图4是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图，图5是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图，图6是本发明的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构的第五实施例的示意图，请参见图1至图6所示，示出一种较佳实施例的降低光信号干扰的内窥镜镜头结构，包括：第一镜片组件12和至少部分设于第一镜片组件12的外缘的第二镜片组件11，其中，第一镜片组件12和第二镜片组件11之间设有不透光层。还包括：光源组件2和图像传感器3，其中，光源组件2抵于第二镜片组件11且图像传感器3与第一镜片组件12之间具有第一间距d1、或图像传感器3抵于第一镜片组件12且光源组件2与第二镜片组件11之间具有第二间距d2、或图像传感器3抵于第一镜片组件12且光源组件2抵于第二镜片组件11。
38.进一步，作为一种较佳的实施例，第二镜片组件11为环状结构，第二镜片组件11环绕于第一镜片组件12外，第二镜片组件11与第一镜片组件12同轴设置。
39.优选的，第一镜片组件12为圆形，第二镜片组件11为圆环形。
40.在其他优选的实施例中，第一镜片组件12也可以是例如矩形等其他形状，第二镜片组件11可以是能够与第一镜片组件12的外缘紧密贴合的环形。
41.在其他的实施例中，第一镜片组件12的侧面和第二镜片组件11的侧面也可能仅有部分地贴合，例如第二镜片组件11仅设置于第一镜片组件12的一侧的情况，即可能的仅采用一个光源21的情况。
42.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12与图像传感器3同轴设置。
43.进一步，作为一种较佳的实施例，包括多个光源组件2，多个光源组件2至第二镜片组件11的距离相等。
44.进一步，作为一种较佳的实施例，不透光层设于第一镜片组件12的侧面和/或第二镜片组件11的侧面。
45.进一步，作为一种较佳的实施例，不透光层采用黑色高分子防水涂料、纳米复合陶瓷涂料、黑色水性玻璃漆、玻璃鳞片涂料中的一种或多种。
46.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的侧面为斜面，第一镜片组件12靠近图像传感器3的端面的外径小于第一镜片组件12远离图像传感器3的端面的外径；第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配。
47.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的侧面为斜面，第一镜片组件12靠近图像传感器3的端面的外径大于第一镜片组件12远离图像传感器3的端面的外径；第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配。
48.具体地，上述的斜面指的是第一镜片组件12在例如图2、图3等剖视角度的视图中的边界呈斜面的状态。鉴于第一镜片组件12实际为三维立体的结构，因此第一镜片组件12的侧面实际应为环形面，第一镜片组件12实际形成程了类似圆台的结构。
49.更具体地，第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配指的是第二镜片组件11的侧面的至少一部分能够与第一镜片组件11的侧面紧密地贴合。
50.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的厚度与第二镜片组件11的厚度相同。
51.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的厚度与第二镜片组件11的厚度不同。
52.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的厚度小于第二镜片组件11的厚度。
53.进一步，作为一种较佳的实施例，第一间距d1为：0≦d1≦5mm。
54.进一步，作为一种较佳的实施例，第二间距d2为：0≦d1≦5mm。
55.进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：壳体4，壳体4包括外壳41和内壳42，内壳42的至少一部分可拆卸地设于外壳41的内部，外壳41用于固定第一镜片组件12和第二镜片组件11，内壳42用于固定光源组件2和图像传感器3。
56.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12与第二镜片组件11之间、第二镜片组件11与外壳41之间密封设置。
57.第一镜片组件12和第二镜片组件11用于将内部元件与外部密封，以便更好地清洁消毒并避免内部部件受潮。其中，内部元件具体指的是光源组件2、图像传感器3等结构。
58.进一步，作为一种较佳的实施例，光源组件2包括：光源21、用于设置和管理光源21的电路板22、以及用于为光源21供电的线缆23。
59.进一步，作为一种较佳的实施例，其中，第一镜片组件12、第二镜片组件11为光学镜片或平面玻璃。
60.例如，在一种可能的实施例中，第一镜片组件12和第二镜片组件11均为光学镜片或平面玻璃。
61.再例如，在另一种可能的实施例中，第一镜片组件12和第二镜片组件11中的一个为光学镜片，第一镜片组件12和第二镜片组件11中的另一个为平面玻璃。
62.此外，在其他的实施例中，第一镜片组件12和第二镜片组件11优选为al2o3，来自schott、ohara、sumita目录的任何种类的光学玻璃，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)。
63.需要特别指出的是，本发明中的上述技术特征、以及下述各实施例中的技术特征可以根据实际需要在不矛盾的情况下任意组合。
64.以下提供若干个实施例作为本发明的详细说明，需要特别指出的是，以下的实施例仅属于本发明的较佳的实施例，而并非全部的实施例。
65.第一实施例：
66.请参见图2所示，本发明提供的第一实施例包括：第一镜片组件12和环绕于第一镜片组件12的外缘的第二镜片组件11，其中，第一镜片组件12和第二镜片组件11之间设有不透光层。还包括：光源组件2和图像传感器3，其中，光源组件2抵于第二镜片组件11且图像传感器3与第一镜片组件12之间具有第一间距d1。
67.进一步，作为一种较佳的实施例，图像传感器3为光电转换电子元件。
68.进一步，作为一种较佳的实施例，图像传感器3为cmos传感器，ccd元件等。
69.进一步，作为一种较佳的实施例，图像传感器3的观察距离优选为5cm。
70.进一步，作为一种较佳的实施例，图像传感器3与第一镜片组件12同轴设置。
71.进一步，作为一种较佳的实施例，第一间距d1为0≦d1≦5mm。
72.进一步，作为一种较佳的实施例，图像传感器3的视场角优选为120
°
。
73.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的侧面为斜面，第一镜片组件12靠近图像传感器3的端面的外径小于第一镜片组件12远离图像传感器3的端面的外径；第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配。
74.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的侧面相对于第一镜片组件12的轴向方向的倾斜角为0-60
°
。
75.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12的侧面相对于第一镜片组件12的轴向方向的倾斜角为60
°
，此时达到最佳的视野观察视角。
76.第二实施例：
77.请参见图3所示，本发明提供的第二实施例包括：第一镜片组件12和环绕于第一镜片组件12的外缘的第二镜片组件11，其中，第一镜片组件12和第二镜片组件11之间设有不透光层。还包括：光源组件2和图像传感器3，其中，图像传感器3抵于第一镜片组件12且光源组件2与第二镜片组件11之间具有第二间距d2。
78.进一步，作为一种较佳的实施例，光源组件2包括：光源21、用于设置和管理光源21的电路板22、以及用于为光源21供电的线缆23。
79.进一步，作为一种较佳的实施例，光源21为led灯。
80.进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：壳体4，壳体4包括外壳41和内壳42，内壳42的至少一部分可拆卸地设于外壳41的内部，外壳41用于固定第一镜片组件12和第二镜片组件11，内壳42用于固定光源组件2和图像传感器3。
81.具体地，光源21位于外壳41内。
82.进一步，作为一种较佳的实施例，光源21的数量为至少一个或多个。
83.进一步，作为一种较佳的实施例，光源21的数量为多个，且光源21均匀地分布于图像传感器3的周围。或光源21相对于图像传感器3呈圆周阵列。
84.进一步，作为一种较佳的实施例，多个光源21与第二镜片组件11之间的距离均相等，从而达到均匀光照和光强的效果。
85.进一步，作为一种较佳的实施例，第二距离d2为0≦d2≦5mm。
86.进一步，作为一种较佳的实施例，光源21也可以使用其他普通灯或照明光源，例如光纤等。
87.第三实施例：
88.本发明提供的第三实施例中，第一镜片组件12和第二镜片组件11之间设置有隔光或吸光的不透明涂层。该不透明涂层为不透明涂料或具有隔光效果的喷漆。
89.进一步，作为一种较佳的实施例，不透明涂层可以是黑色高分子防水涂料，纳米复合陶瓷涂料，黑色水性玻璃漆，玻璃鳞片涂料或其他具有同样效果的其他材料。
90.第四实施例：
91.本发明提供的第四实施例中，包括：壳体4，壳体4包括外壳41和内壳42，内壳42的至少一部分可拆卸地设于外壳41的内部，外壳41用于固定第一镜片组件12和第二镜片组件
11，内壳42用于固定光源组件2和图像传感器3。
92.进一步，作为一种较佳的实施例，内壳42靠近第一镜片组件12、第二镜片组件11的一端的直径小于外壳41远离第一镜片组件12、第二镜片组件11的一端，从而使内壳42与外壳41能够相互配合地连接。
93.进一步，作为一种较佳的实施例，外壳41和内壳42之间可以通过胶水或机械结构实现固定连接。
94.进一步，作为一种较佳的实施例，壳体4的材料可以但不限于采用医用金属，医用塑料和其他高分子材料。
95.进一步，作为一种较佳的实施例，壳体4具备足够的支撑力且具有良好的散热效果
96.第五实施例：
97.请参见图4至图6所示，本发明提供的第五实施例包括：第一镜片组件12和环绕于第一镜片组件12的外缘的第二镜片组件11，其中，第一镜片组件12和第二镜片组件11之间设有不透光层。还包括：光源组件2和图像传感器3，其中，图像传感器3抵于第一镜片组件12且光源组件2与第二镜片组件11之间具有第二间距d2、或图像传感器3抵于第一镜片组件12且光源组件2抵于第二镜片组件11。同时，第一镜片组件12的侧面为斜面。
98.请参见图5所示，其中，第一镜片组件12靠近图像传感器3的端面的外径大于第一镜片组件12远离图像传感器3的端面的外径；第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配。
99.请参见图6所示，其中，第一镜片组件12靠近图像传感器3的端面的外径小于第一镜片组件12远离图像传感器3的端面的外径；第二镜片组件11的侧面的形状与第一镜片组件12的侧面的形状相匹配。
100.进一步，作为一种较佳的实施例，配合使用的图像传感器3的视场角fov为100
°
，采用如图6中的第一镜片组件12的侧面结构，其中，第一镜片组件12的侧面相对于第一镜片组件12的轴向方向的倾斜角为50
°
，此时达到最佳的视野观察视角。
101.进一步，作为一种较佳的实施例，第一镜片组件12和第二镜片组件11的厚度可以采用不同尺寸的相互配合。
102.请参见图4所示，在一种较佳的实施例中，第一镜片组件12的厚度小于第二镜片组件11的厚度，从而减小第一镜片组件12对图像传感器3的出射光和入射光的信号的影响，在同等透镜材质下达到较好的透过率。
103.在另一种较佳的实施例中，第一镜片组件12的厚度与第二镜片组件11的厚度相同，从而使得光源21与第二镜片组件11之间具有更大的接触面积，以减小光源21发热时向镜片的热传导，降低端部工作温度较高的风险。
104.在其他较佳的实施例中，第一镜片组件12的厚度大于第二镜片组件11的厚度，在这种情况下镜片结构便于组装。
105.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。