三维内窥镜系统的制作方法

1.本公开属于医疗设备技术领域，本公开尤其涉及一种三维内窥镜系统。


背景技术：

2.内窥镜可以经人体的天然孔道，或者是经手术做的小切口进入人体内，使用内窥镜进行的微创手术具有创伤性小、安全性及精确性高等优点，从而受到广泛应用。
3.在微创手术中，手术视野与图像质量是影响手术成功与否的重要因素。随着内窥镜技术的发展，对图像质量的要求也随之提高。传统的2d(二维)图像景深范围和视场范围相对受限且缺乏立体感，为了进一步提高手术操作精确性并降低操作难度，可以使用3d(三维)内窥镜提高图像质量，医生进行手术时可以更加直观地观察病变部位，提高诊断能力精度，降低治疗时间与病人的不适感，符合微创手术的发展方向。
4.现有的光学内窥镜技术普遍使用单光路结构，而3d内窥镜普遍为电子内窥镜，内窥镜前端设有传感器捕捉采集图像，与通常的光学内窥镜方案差距较大。采用光学结构的3d内窥镜的案例极少，这些案例中采用双光路三层管结构而且后端照明出口与成像出口位于同一端面，所以存在调试难度大、成像一致性差、灵活性差等缺点。
5.因此，普遍使用的内窥镜形成的2d图像景深和视场的范围都相对较小。而3d内窥镜解决传统内窥镜的以上图像质量问题，但尚未普遍使用，技术不够成熟，存在结构复杂、装配难度大、成像效果差等问题，部分还存在故障率较高、成像一致性较差、无法灵活地与外接设备配合等问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种三维内窥镜系统。
7.根据本公开的一个方面，提供一种三维内窥镜系统，包括：
8.主体组件，所述主体组件包括外管、第一内管、第二内管、第一镜头、第二镜头、支架和主体部；
9.光路组件，所述光路组件包括第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件和第二光路组件沿光轴方向平行设置，所述第一光路组件和第二光路组件容纳在所述主体组件的内部；
10.所述第一光路组件包括第一物镜组件、第一目镜组件、第一系统管，所述第一物镜组件包括第一物镜光路系统及容纳所述第一物镜光路系统的第一物镜管，所述第一目镜组件包括第一目镜光路系统及容纳所述第一目镜光路系统的第一目镜管，所述第一物镜组件和所述第一目镜组件前后连接并容纳在所述第一系统管的内部，所述第一光路组件容纳在所述第一内管的内部；
11.所述第二光路组件包括第二物镜组件、第二目镜组件、第二系统管，所述第二物镜组件包括第二物镜光路系统及容纳所述第二物镜光路系统的第二物镜管，所述第二目镜组件包括第二目镜光路系统及容纳所述第二目镜光路系统的第二目镜管，所述第二物镜组件
和所述第二目镜组件前后连接并容纳在所述第二系统管的内部，所述第二光路组件容纳在所述第二内管的内部。
12.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述主体部的前端与所述外管的后端固定连接，所述第一光路组件和第二光路组件贯穿所述外管和主体部，所述第一光路组件和第二光路组件的前端与所述外管的前端固定连接，所述第一光路组件和第二光路组件的后端与所述主体部的后端固定连接，所述主体部的侧部开设有照明入口，以便导入外部光源提供的照明光线。
13.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述外管的前端设置有照明出口，并且所述照明出口的面积与所述照明入口的面积相同。
14.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述支架固定设置在所述外管的前端，所述照明出口容纳在所述支架的内部，所述第一镜头和第二镜头分别与所述第一内管和第二内管的前端固定连接，并且穿过所述支架由所述支架支撑，沿着光轴方向平行设置。
15.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，还包括棱镜部，所述棱镜部包括第一转像棱镜、第二转像棱镜和棱镜支架，所述第一转像棱镜和第二转像棱镜分别设置在所述第一光路组件和第二光路组件的后端附近，并且所述第一转像棱镜和第二转像棱镜的成像平面分别与所述第一光路组件和第二光路组件的成像平面平行且同轴。
16.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，还包括密封部，所述密封部包括密封端盖及保护片，所述密封端盖包括与所述第一转像棱镜对应的第一出射通孔和与所述第二转像棱镜对应的第二出射通孔，所述保护片密封所述第一出射通孔和第二出射通孔。
17.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述第一出射通孔的光轴方向与所述第二出射通孔的光轴方向平行，并且与经由所述照明入口导入的照明光线的入射方向不在同一端面中。
18.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述第一转像棱镜和第二转像棱镜固定至所述棱镜支架，并且设置在所述密封部与主体部之间的密封空间内部。
19.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，还包括目镜罩，所述目镜罩与所述主体部固定连接并且所述密封部至少部分地设置在所述目镜罩与所述主体部之间以进行密封。
20.根据本公开的至少一个实施方式的三维内窥镜系统，所述第一物镜光路系统设置至所述第一物镜管后进行调试来构成第一物镜组件并且所述第二物镜光路系统设置至所述第二物镜管后进行调试来构成第二物镜组件，以及所述第一目镜光路系统设置至所述第一目镜管后进行调试来构成第一目镜组件并且所述第二目镜光路系统设置至所述第二目镜管后进行调试来构成第二目镜组件，第一物镜组件和第一目镜组件设置所述第一系统管中进行调试后放置至所述第一内管，并且所述第二物镜组件和第二目镜组件设置所述第二系统管中进行调试后放置至所述第二内管。
附图说明
21.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，
其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
22.图1是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的整体示意图。
23.图2是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的整体分解示意图。
24.图3是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的主体组件的分解示意图。
25.图4是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的光路组件的分解示意图。
26.图5是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的棱镜部的结构示意图。
27.图6是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的密封部的结构示意图。
28.图7是根据本公开的一个实施方式的三维内窥镜系统的目镜罩的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.10 三维内窥镜系统
31.100 主体组件
32.110 外管
33.121 第一内管
34.122 第一镜头
35.131 第二内管
36.132 第二镜头
37.140 支架
38.141 照明出口
39.150 主体部
40.151 照明入口
41.200 光路组件
42.210 第一光路组件
43.211 第一系统管
44.212 第一物镜光路组件
45.213 第一目镜光路组件
46.214 第一物镜管
47.215 第一目镜管
48.220 第二光路组件
49.221 第二系统管
50.222 第二物镜光路组件
51.223 第二目镜光路组件
52.224 第二物镜管
53.225 第二目镜管
54.300 棱镜部
55.311 第一转像棱镜
56.312 第二转像棱镜
57.320 棱镜支架
58.400 密封部
59.410 密封端盖
60.411 第一出射通孔
61.412 第二出射通孔
62.420 保护片
63.500 目镜罩。
具体实施方式
64.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
65.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
66.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
67.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
68.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
69.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
70.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明
存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
71.根据本公开的一个实施方式，提供了一种三维内窥镜系统。根据本公开的三维内窥镜系统，设计了四层结构，并且在物镜光学系统和目镜光学系统在调试完成后进行组装，从而可以有效地降低组装难度，提高成像效果。而且在本公开中创新地将照明入口设置在主体部的侧面，这样可以更加灵活地外接照明系统。而且根据本公开的三维内窥镜系统，能够耐受高温高压消毒。
72.下面将结合附图来对本公开的三维内窥镜系统进行详细地描述。
73.图1示出了根据本公开的一个实施例的三维内窥镜系统的整体示意图，图2示出了根据本公开的一个实施例的三维内窥镜系统的整体分解示意图，图3示出了根据本公开的一个实施例的三维内窥镜系统的主体组件的分解示意图。
74.如图1及图2所示，本公开的三维内窥镜系统10可以包括主体组件100、光路组件200、棱镜部300、密封部400和目镜罩500。
75.在本公开的一些实施方式中，主体组件100的后端与目镜罩500的前端可以固定连接，其中，密封部400至少部分地设置在主体组件100与目镜罩500之间用于实现密封。
76.如图3所示，本公开的三维内窥镜系统10的主体组件100可以包括外管110、第一内管121、第二内管131、第一镜头122、第二镜头132、支架140和主体部150。
77.第一镜头122设置在第一内管121的前端并且与第一内管121的前端固定连接。第二镜头132设置在第二内管131的前端并且与第二内管131的前端固定连接。
78.支架140设置成用于对第一内管121和第二内管131进行支撑。支架140固定设置在外管110的前端出口附近并且与外管110固定连接。通过该支架140支撑第一内管121和第二内管131，使得第一内管121和第二内管131在外管110的内部可以沿着光轴方向平行设置。
79.在支架140上可以设置有照明出口141。照明出口141的面积设置为与照明入口151的面积相同。支架140设置在外管110的前端出口附近，也就是说，照明出口141设置在外管110的前端出口附近处。
80.第一内管121、第二内管131及外管110的前端可以设置成斜面的形状，相应地，第一镜头122和第二镜头132成倾斜状态设置。在第一镜头122和第二镜头132的前端的斜面可以设置有保护片，该保护片可以与设置第一镜头122和第二镜头132的通孔固定连接，该保护片例如可以为蓝宝石保护片。第一镜头122和第二镜头132的后端可以分别与第一内管121和第二内管131固定连接。同样地，上面描述的支架140的前端也可以设置成斜面的形状，并且在将第一镜头122和第二镜头132装配至支架140后，第一镜头122的前端斜面和第二镜头132的前端斜面可以与支架140的前端斜面齐平。而且，支架140可以与外管110固定连接，支架140的前端斜面与外管110的前端斜面也可以设置成齐平状态。在本公开中，第一内管121和第二内管131的前端分别与第一镜头122和第二镜头132放置至支架140的通孔中并且固定连接。
81.如图3所示，该三维内窥镜系统10的主体部150的前端与外管110的后端固定连接。
主体部150还包括照明入口151，照明入口151被配置在主体部150的侧端，以便导入外部光源提供的照明光线。在本公开中，照明入口151所处的端面被配置为与第一光路组件210和第二光路组件220的成像平面所在的端面不同。例如，成像平面所处的端面可以与三维内窥镜系统10的后端面平行，而照明入口151也可以设置在主体部150的侧部端面。此外，在照明入口151内可以填充有光纤，并且可以通过外部光缆连接至外部光源来提供照明，以便操作者在使用过程中，通过照明光线可以清楚地得到患者人体内部的情况。根据本公开的照明入口151的设置，可以允许更加巧妙灵活地外接照明系统。
82.根据本公开的进一步实施方式，参照图2所示的分解图，该三维内窥镜系统还可以包括光路组件200，光路组件200可以包括第一光路组件210和第二光路组件220，并且第一光路组件210和第二光路组件220可以被设置在主体组件100的内部。第一光路组件210和第二光路组件220贯穿外管110和主体部150，第一光路组件210和第二光路组件220的前端与外管110的前端固定连接，第一光路组件210和第二光路组件220的后端与主体部150的后端固定连接
83.第一光路组件210和第二光路组件220可以配置为在主体组件100的内部沿光轴方向平行设置。
84.第一光路组件210和第二光路组件220的前端斜面与主体组件100的前端斜面平行。
85.图4示出了根据本公开的一个实施例的三维内窥镜系统10的光路组件的分解示意图。
86.如图3所示，第一光路组件210中的光学部件等可以设置在第一内管121中。在图4中示出了第一内管121中所容纳的部件。如图4所示，第一光路组件210还可以包括第一物镜组件212、第一目镜组件213和第一系统管211。其中，第一系统管211可以容纳在第一内管121中，并且第一物镜组件212和第一目镜组件213可以容纳在第一系统管211中。第一物镜组件212和第一目镜组件213被配置为前后连接放置。
87.在本公开中，第一物镜组件212可以包括第一物镜光路系统和第一物镜管214。第一物镜管214配置成容纳该第一物镜光路系统。将第一物镜光路系统放置至第一物镜管214中并且对第一物镜光路系统进行调试，在调试完成之后构成该第一物镜组件212。第一目镜组件213可以包括第一目镜光路系统和第一目镜管215，其中第一目镜管215配置成容纳第一目镜光路系统。将第一目镜光路系统可以放置至第一目镜管215中，然后对第一目镜光路系统进行调试，在调试完成之后可以构成该第一目镜组件213。
88.可以将调试好的第一物镜组件212和第一目镜组件213放置至第一系统管211中，并且进行调试，在调试完成之后则构成了第一物镜目镜系统。
89.参照图3，第二光路组件220中的光学部件等可以设置在第二内管131中。图4中示出了第二内管131所容纳的部件。如图4所示，第二光路组件220可以包括第二物镜组件222、第二目镜组件223和第二系统管221。其中，第二系统管221可以容纳在第二内管131中，并且第二物镜组件222和第二目镜组件223可以容纳在第二系统管221中。第二物镜组件222和第二目镜组件223被配置为前后连接放置。
90.同样，第二物镜组件222可以包括第二物镜光路系统和第二物镜管224。第二物镜管配置成容纳该第二物镜光路系统。将第二物镜光路系统放置至第二物镜管224中并且对
第二物镜光路系统进行调试，在调试完成之后构成该第二物镜组件222。第二目镜组件223可以包括第二目镜光路系统和第二目镜管225，其中第二目镜管225配置成容纳第二目镜光路系统。将第二目镜光路系统可以放置至第二目镜管225中，然后对第二目镜光路系统进行调试，在调试完成之后可以构成该第二目镜组件223。
91.可以将调试好的第二物镜组件222和第二目镜组件223放置至第二系统管221中，并且进行调试，在调试完成之后则构成了第二物镜目镜系统。
92.根据本公开的方式，可以将调制好的物镜和目镜光路系统分别放至相应的管中，这样可以降低组装过程中的难度，而且可以提高成像效果。
93.参照图2，该三维内窥镜系统还可以包括棱镜部300，棱镜部300的前端与主体组件100的后端固定连接，棱镜部300配置在主体组件100和密封部400之间的密封空间内部。
94.在本公开中，该三维内窥镜系统10的棱镜部300包括第一转像棱镜311和第二转像棱镜312。如图5所示，第一转像棱镜311和第二转像棱镜312分别设置在第一光路组件210和第二光路组件220的后端。也就是说，第一转像棱镜311可以与第一目镜组件213的后端对应设置，而第二转像棱镜312可以与第二目镜组件223的后端对应设置。第一转像棱镜311和第二转像棱镜312的成像平面可以设置成分别与第一光路组件210和第二光路组件220的成像平面平行。
95.该三维内窥镜系统的棱镜部300还可以包括棱镜支架320。第一转像棱镜311和第二转像棱镜312被固定连接在棱镜支架320上，例如可以配置在棱镜支架320的侧端。可以将棱镜支架320与主体部150固定连接。
96.三维内窥镜系统还包括密封部400，在图6中示出了该密封部400的具体结构。密封部400包括密封端盖410和保护片420。密封端盖410可以构成密封部400的主体。通过将密封部400设置且固定在主体部150和目镜罩500之间来实现内部部件的密封功能，从而可以允许该三维内窥镜系统耐受高温高压消毒等，避免损坏内部部件。在本公开中，密封部400可以与主体部150通过焊接的方式固定连接，并且目镜罩500可以与主体部150进行固定连接。
97.密封端盖410可以包括第一出射通孔411和第二出射通孔412。在本公开中，保护片420可以为蓝宝石材质，并且可以固定于第一出射通孔411和第二出射通孔412的外侧以实现第一出射通孔411和第二出射通孔412的密封的功能。
98.第一出射通孔411和第二出射通孔412分别与第一转像棱镜311和第二转像棱镜312一一对应。第一出射通孔411的光轴方向和第二出射通孔412的光轴方向平行，并且与经由照明入口151导入的照明光线的入射方向不在同一端面中。
99.目镜罩500可以与主体部150固定连接，并且密封部400至少部分的设置在目镜罩500与主体部150之间并实现密封的功能。目镜罩500可以设置有两个通孔，其中该两个通孔分别与第一出射通孔411和第二出射通孔412相对应，例如同光轴设置。这样可以将出射光线引导至目镜罩的外部。
100.在本公开中，第一物镜光路系统设置至第一物镜管后进行调试来构成第一物镜组件并且第二物镜光路系统设置至第二物镜管后进行调试来构成第二物镜组件，以及第一目镜光路系统设置至第一目镜管后进行调试来构成第一目镜组件并且第二目镜光路系统设置至第二目镜管后进行调试来构成第二目镜组件，第一物镜组件和第一目镜组件设置第一系统管中进行调试后放置至第一内管，并且第二物镜组件和第二目镜组件设置第二系统管
中进行调试后放置至第二内管。通过本公开的方式，可以有效地降低组装难度，提高成像效果。在本公开中采用了外管、内管、系统管、以及物镜管与目镜管的四层结构，与现有技术相比，组装难度降低且耐受高温高压。而且通过照明入口的巧妙设置可以更加灵活地外接外部照明系统。
101.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
102.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
103.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。