可調焦的電子光學系統及可調焦電子耳鏡的製作方法

2023-07-18 07:59:01 2

專利名稱：可調焦的電子光學系統及可調焦電子耳鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療器具技術領域，尤其涉及一種可調焦的電子光學系統。本實用新型還涉及應用該電子光學系統的電子耳鏡。
背景技術：
臨床上，醫護人員在觀察或治療病體的耳道、耳鼓膜等時，需要藉助專用的醫療器具，如電子耳鏡。如圖I所示，申請人之前申請有中國實用新型「可攜式電子耳鏡」，其公開的技術方案主要包括一手柄，該手柄的前側上方設置有一觀測單元，該觀測單元容置在一條狀的套管51中，該套管51的前端為觀測端,該套管51的後端用於與該手柄連接。其中，該觀測單元至少包括一光學成像系統，該光學成像系統包括了一組靠近該觀測端的放大鏡52、位於該放大鏡後側的焦距調整系統，及位於該焦距調整系統後側的光學成像設備。該焦距·調整系統包括至少兩片固定於套筒54內的透鏡53，彼此之間保持一預設距離，透鏡53與放大鏡52同軸設置，套筒54與一微動馬達55動力連接。使用者通過控制手柄上的焦距調整按鈕來控制微動馬達55，從而可以令透鏡53沿光軸方向前後移動，以實現調整焦距的技術目的。上述電子耳鏡是一種利用微動馬達做為調焦動力的電動調焦技術。電動調焦技術是一種半自動的調焦技術，雖然調焦迅速便捷，但其結構比較複雜。在實際應用中，由於預先設定的與調焦相關的參數不能隨著實際情況的變化及時調整，或因部件磨損等原因，導致該類電子耳鏡在調整焦距方面精確度較低。因此本領域的技術人員一直致力於開發一種調整焦距精確且操作便利的電子耳鏡，以及該種電子耳鏡的核心部件可調焦的電子光學系統。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中的電子光學系統調焦不精確、操作不便利等缺陷，提供一種可調焦的電子光學系統。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種可調焦的電子光學系統，至少包括本體，設置在所述本體上的透鏡組件，與所述透鏡組件同光軸設置的感光組件；還包括手動調焦結構，所述感光組件與所述手動調焦結構聯動設置以調整所述感光組件與所述透鏡組件之間的焦距。本實用新型由於設置了上述手動調焦結構，在調焦操作時可以根據使用者的實際視覺效果隨時採用人工手段調整焦距，尤其是可以調整現有的電子調焦結構反應遲滯的細微焦距，因此具有調焦精度高，調焦操作便利的有益效果。較佳地，所述手動調焦結構包括一可旋轉運動的驅動件及一可直線往復運動的被動件；所述驅動件與所述被動件聯動連接，所述感光組件與所述被動件固定連接。進一步地，所述驅動件為一偏心輪，所述偏心輪由輪柄和偏心設置的輪體組成，所述輪體可轉動地設置在所述腰形槽中。採用上述的結構設計，本實用新型利用偏心輪結構將來自輪柄的手動驅動的旋轉動作轉換為固定在被動件上的感光組件的直線往復動作，實現了手動調整焦距的技術目的，具有調校精確，結構簡單，調焦便利等有益效果。較佳地，所述輪柄為非圓柱軸，所述輪體上開設有與所述非圓柱軸匹配的安裝孔。前述「非圓柱軸」的含義為軸的橫截面為橢圓、多邊形、不規則形、或半圓形等。顯然，此處的形狀限定尤其是指輪柄上與安裝孔配合的那一端部，而非對輪柄的整體形狀做限定。由於非圓柱形的輪柄不是軸向對稱的迴旋體形狀，因此輪柄與輪體的安裝位置更直觀。本實用新型由於上述的結構設計，在安裝調試時，更便於在輪柄的轉角零值與焦距調整值之間建立對應的聯繫。較佳地，所述本體內還設置有一用於引導所述被動件滑動方向的導向部件，所述被動件與所述導向部件的工作部滑動連接。由於採用上述的結構設計，減小了手動調焦結構中滑動部件的滑動阻力，本實用新型的電子光學系統具有移動阻尼小，調焦輕便的有益效果。較佳地，所述被動件上還設置有限位部件。或，所述被動件上還包括一限位部。較佳地，所述電子光學系統還包括照明組件。進一步地，所述照明組件包括光源及設置在所述透鏡組件周圍的光源輸出部件。較佳地，所述輪柄的一端部上固定設置有大直徑手輪。由於採用上述的結構設計，將大轉角的手輪結構對應於滑塊小範圍的位移行程(即感光組件的小範圍的調焦幅度)，本實用新型的可調焦的電子光學系統在微距調焦方面獲得了良好的實施效果。本實用新型還提供了一種應用上述任一電子光學系統的電子耳鏡，至少包括耳鏡本體，所述耳鏡本體中設置有所述可調焦的電子光學系統。進一步地，所述耳鏡本體主要包括對合的外殼及連接件，所述可調焦的電子光學系統設置在所述外殼的內部。本實用新型的電子耳鏡，由於採用了本實用新型的可調焦的電子光學系統，具有整體上結構簡單，調焦精確，操作簡便等有益效果。

圖I為現有技術中一電子耳鏡的結構示意圖；圖2為本實用新型的可調焦的電子光學系統一具體實施例的結構示意圖；圖3為沿圖2中A-A線剖視圖；圖4為沿圖2中B-B線剖視圖；圖5為圖2所示實施例調焦後的結構示意圖；圖6為本實用新型的電子耳鏡一具體實施例的局部結構示意圖。其中包括光學系統殼體1，鏡體11，線孔12，平釘13，後堵14，橡膠圈15，扁圓金屬件16，透鏡組件2，感光組件3，手動調焦結構4，輪柄41，輪體42，安裝孔421，手輪43，手輪釘431，滑塊44，腰形槽441，限位部件442，導向部件5，照明組件6，LED組件61，光源輸出部件62。
具體實施方式
[0027]
以下結合附圖給出本實用新型的可調焦的電子光學系統及電子耳鏡的具體實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案及有益效果。實施例I :如圖2、圖3所示，本實用新型的一具體實施例，主要包括用作本體的光學系統殼體I及鏡體11，設置在光學系統殼體I上的透鏡組件2，設置在光學系統殼體I內部的感光組件3、照明組件6。光學系統殼體I為工程塑料或鋁材等常規材質澆注成型，透鏡組件2為本技術領域的公知技術，本文不再贅述。感光組件3 為 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor :互補金屬氧化物半導體)組件，與透鏡組件2同光軸設置。在其他實施例中，感光組件3也可以採用CCD (Charge Coupled Device :電荷I禹合兀件)組件。照明組件6包括用作光源的LED組件61及設置在透鏡組件2周圍的光源輸出部件62, LED組件61與光源輸出部件62之間通過光纖連接形成一光通路。光學系統殼體I中設置有線孔12用於光纖的穿設。本實用新型還包括一手動調焦結構4。結合圖4所示,具體地,本實施例中的手動調焦結構4包括一用作驅動件的偏心輪，該偏心輪由大致長軸形的輪柄41和扁平的輪體42構成。輪柄41通過一端部緊密地插設在輪體42上開設的安裝孔421內，與輪體42固定連接為一體。尤為關鍵地，輪體42與輪柄41為偏心設置，即輪體42的軸心線與輪柄41的軸心線設置在不同的軸線上，兩部件共同構成一大致為「T」字型的偏心結構。輪柄41的另一端部上安裝有手輪43。在組裝時，先將設置在光學系統殼體I內的部件組裝在一起然後推入光學系統殼體I內，然後把輪柄41插入滑塊44中，從反向將一外螺母套入輪柄41，將外螺母與殼體I上的內螺母擰合在一起。由於設置了扁圓金屬件16，輪柄41不會從滑塊44內脫落出來。然後，將手輪43套設在輪柄41上，最後擰緊手輪釘431。手輪43在被施加扭矩時會帶動由輪柄41和輪體42組成的偏心輪繞輪柄41的軸線旋轉。為製造或安裝的便利，輪柄41可以以多段拼接而成。輪柄41可以採用圓柱軸。但優選地，如本實施例中，輪柄41為圓柱軸切削去一部分後形成的半圓柱軸。此處的形狀限定尤其是指輪柄41上與安裝孔421配合的那一端部，而非對輪柄41的整體形狀做限定。由於非圓柱形的輪柄不是軸向對稱的迴旋體形狀，如此結構設計的目的在於，輪柄41與輪體42的安裝位置更直觀，便於安裝人員對輪柄41的轉角(即輪體42的轉角)零值與滑塊44的位移行程(即焦距調整值)之間的關聯性調試。輪柄41的其他部分，可以選用圓柱體，或多邊體。手動調焦結構4還包括一用作被動件的滑塊44。滑塊44在朝向輪體42的一側開設有一腰形槽441。腰形槽441上的兩個半圓形端部的間距大於輪體42的直徑，但腰形槽441上兩直線側壁之間的距離與輪體42的直徑相等，輪體42可轉動地插設在腰形槽441中。腰形槽441上兩直線側壁之間的距離與輪體42的直徑之間的「相等關係」的精確程度直接影響到手動調焦結構的調焦精度。兩數值之間的差值越小，調焦精度越高。但若差值過小，手輪43轉動的阻尼會明顯增大，調焦操作的手感會下降。當然，手感的下降並不影響調焦精度。滑塊44的一端還設置有限位部件442。限位部件442可以是一與滑塊44固定連接的單獨部件，也可以是與滑塊44 一體形成的，即限位部件442也可以是滑塊44上的一部分。限位部件442的作用是限制滑塊44的位移行程，當限位部件442抵靠到一固定部分時，滑塊44的位移行程到達一個端點，手動調焦結構4的焦距調整範圍也相應地到達一個端值。在本具體實施例中，感光組件3通過限位部件442與滑塊44固定連接在一起。在其他實施例中，根據具體結構，感光組件3可以直接地固定設置在滑塊44上。上述結構都是通過滑塊44的中介作用，在感光組件3與手動調焦結構4的手輪43之間建立聯動的設 置關係，以通過轉動手輪43調整感光組件3與透鏡組件2之間的相對位置。為便於滑塊44的移動，光學系統殼體I內還設置有一導向部件5。滑塊44可滑動地設置在導向部件5的工作部分上。導向部件5的存在，即便利了滑塊44的移動，也便利了整個手動調焦結構4的安裝和調試。在具體實施中，為加強各零部件的安裝牢固程度，並便於維修，在光學系統殼體I內還設置有平釘13、後堵14、橡膠圈15等。圖3中各處標註的後堵14為同一部件的各個部分。平釘13、後堵14、橡膠圈15等部件的存在與否，並不影響本實用新型的可調焦的電子光學系統的原理的實現。本具體實施例中，通過將手輪43的直徑選為一個相對輪柄41較大的值，使手輪43在形成約0° -105°的旋轉角時具有一較大的圓周方向的位移行程，將前述較大的圓周方向的位移行程對應地轉換成滑塊的直線位移行程，使滑塊44具有O. 5mm-5mm的位移量。相應地,在具體應用中電子耳鏡的整體景深的調整值約為19mm-30mm。由於將大轉角的手輪結構對應於小範圍的調焦幅度，本實用新型的可調焦的電子光學系統在微距調焦方面獲得了良好的實施效果，具有突出的實質性特點和顯著的進步。本實用新型的可調焦的電子光學系統由於設置了上述手動調焦結構，在實際使用中，使用者可以根據即時的視覺效果，通過轉動手輪隨時調整焦距，尤其是可以調整現有的電子調焦結構反應遲滯的細微焦距，因此整個可調焦的電子光學系統具有調焦精度高，調焦操作便利的有益效果。本實用新型的可調焦的電子光學系統可以應用於各種電子耳鏡，只需對各種電子耳鏡的外殼結構做一些簡單的適應變化，或根據電子耳鏡的內部空間要求根據常規技術手段對本光學系統的殼體做一些適應性設計，無需創造性勞動即可實現。本實用新型的可調焦的電子光學系統還可以應用在其他小型醫療設備，或需要精確對焦的實際使用設備中。實施例2 如圖6所示，本實用新型的應用了可調焦的電子光學系統的電子耳鏡一具體實施例，至少包括耳鏡本體，在耳鏡本體中設置有本實用新型的可調焦的電子光學系統。具體地，耳鏡本體主要包括對合的外殼10及起固定作用的連接件，可調焦的電子光學系統通過殼體I固定設置在外殼10的內部。外殼10可採用一次成型的模壓件等常規技術手段實現。可調焦的電子光學系統在外殼10中的固定連接方式也為公知的技術，本文不再贅述。以下結合本實用新型的電子耳鏡的使用方法，詳細說明本實用新型的電子耳鏡的具體結構及有益效果。在實際應用時，耳內的物象經由透鏡組件2投射到CMOS晶片上，經過圖像處理後被使用者視覺接受。當使用者感覺到圖像模糊時，需要開始調整焦距。此時，如圖6所示，使用者可以轉動手輪43，帶動輪柄41、輪體42旋轉。由於輪柄41、輪體42為偏心輪結構，輪體42的旋轉被腰形槽441轉化為滑塊44的直線往復運動。由於感光組件3與滑塊44聯動，因此，手輪43的轉動就帶動了感光組件3在光軸上的直線位移，實現了調整焦距的技術目的。圖6中虛線所示為感光組件3位移後的位置， Δ為像的位移距離。本實用新型將調焦用的輪柄設置在光學鏡頭的下方，通過手動大幅度調整輪體的旋轉角度，精確控制感光組件在光軸上的前後位置，再附以數百萬像素的高精度CMOS晶片，整個電子耳鏡能夠清晰地捕捉耳道至耳鼓膜之間任意一點的清晰圖像。本實用新型中的手輪及輪柄的位置設計符合人體工程學原理，使用者在握住電子耳鏡的同時，只用一個食指便可方便地進行調焦操作，操作時感覺輕便自如，且調焦精度聞。本實用新型的電子耳鏡由於應用了本實用新型的可調焦的電子光學系統，具有結構簡單，調焦精確，操作簡便等有益效果。以上雖然描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種可調焦的電子光學系統，至少包括本體，設置在所述本體上的透鏡組件，與所述透鏡組件同光軸設置的感光組件；其特徵在於還包括手動調焦結構，所述感光組件與所述手動調焦結構聯動設置以調整所述感光組件與所述透鏡組件之間的焦距。
2.如權利要求I所述的電子光學系統，其特徵在於所述手動調焦結構包括一可旋轉運動的驅動件及一可直線往復運動的被動件；所述驅動件與所述被動件聯動連接，所述感光組件與所述被動件固定連接。
3.如權利要求2所述的電子光學系統，其特徵在於所述驅動件為一偏心輪，所述偏心輪可轉動地設置在所述被動件上的一腰形槽中。
4.如權利要求3所述的電子光學系統，其特徵在於所述偏心輪由輪柄和偏心設置的輪體組成，所述輪體可轉動地設置在所述腰形槽中。
5.如權利要求4所述的電子光學系統，其特徵在於所述輪柄為非圓柱軸，所述輪體上開設有與所述非圓柱軸匹配的安裝孔。
6.如權利要求2所述的電子光學系統，其特徵在於所述本體內還設置有一用於引導所述被動件滑動方向的導向部件，所述被動件與所述導向部件的工作部滑動連接。
7.如權利要求2所述的電子光學系統，其特徵在於所述被動件上還設置有限位部件；或所述被動件上還包括一限位部。
8.如權利要求I所述的電子光學系統，其特徵在於所述電子光學系統還包括照明組件，所述照明組件包括光源及設置在所述透鏡組件周圍的光源輸出部件。
9.如權利要求4所述的電子光學系統，其特徵在於所述輪柄的一端部上固定設置有手輪。
10.一種應用權利要求I至9任一所述的電子光學系統的可調焦電子耳鏡，至少包括耳鏡本體，其特徵在於，所述耳鏡本體中設置有所述可調焦的電子光學系統。
專利摘要本實用新型公開了一種可調焦的電子光學系統，至少包括本體，設置在所述本體上的透鏡組件，與所述透鏡組件同光軸設置的感光組件；還包括手動調焦結構，所述感光組件與所述手動調焦結構聯動設置以調整所述感光組件與所述透鏡組件之間的焦距。本實用新型還公開了一種應用上述可調焦的電子光學系統的電子耳鏡。本實用新型由於設置了上述手動調焦結構，在調焦操作時可以根據使用者的實際視覺效果及時採用人工手段調整焦距，尤其是可以調整現有的電子調焦結構反應遲滯的細微焦距，因此具有調焦精度高，調焦操作便利等有益效果。
文檔編號A61B1/227GK202477638SQ20112027457
公開日2012年10月10日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者俞錫鵬, 韓沁馳 申請人:上海科沁機電有限公司