一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡，聚光透鏡的入光面為旋轉對稱偶次階非球面，出光面為球面，從而使得所述內窺鏡冷光源僅僅使用一片聚光透鏡即可實現將帶拋物面反光碗的氙燈發出來的光會聚到導光棒中，并且滿足工作F數大于等于（其中NARod為導光棒的數值孔徑），從而減少了鏡片數，節省了空間。同時，通過調節所述聚光透鏡非球面的各項參數，可以使得經所述聚光透鏡會聚后形成的最小光斑所在的平面到聚光透鏡出光面的頂點距離大于等于18mm，從而方便在聚光透鏡和導光棒之間放置一個繞垂直于內窺鏡冷光源光學系統光軸的軸旋轉的調光用擋光片，為擋光片提供了兩種安裝方式，進而使得所述內窺鏡冷光源更具有靈活性。
【專利說明】一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光學領域，更具體的說是涉及一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡。
【背景技術】
[0002]內窺鏡是一個配備有燈光的管子，它可以經口腔進入胃內或經其他天然孔道進入人體內。利用內窺鏡可以看到X射線不能顯示的病變，因此它對醫生非常有用。例如，醫生可以借助內窺鏡觀察胃內的潰瘍或腫瘤，據此制定出最佳的治療方案。
[0003]氙燈因其可見光波段光譜功率分布比較平坦、色溫與太陽光接近、顯色性好而用于內窺鏡冷光源，但氙燈不像發光二極管(LED)那樣可以很方便地通過調節電流來改變輸出光的光通量。為使氙燈點亮后能夠穩定工作，常采用擋光片來調光。由氙燈發出的光經過拋物面反光碗反射后，近乎平行光，其光束角通常在±7°范圍以內。而內窺鏡鏡體中的導光棒其通光部分一端口徑大，比如4.5mm,另一端口徑小，比如2.5mm或3.0mm,導光棒的數值孔徑NA通常大于0.4。為了將帶拋物面反光碗的氙燈發出來的光充分地匯聚到導光棒中，需要借助聚光透鏡或其它聚光器件。
[0004]現有技術中，內窺鏡冷光源內聚光透鏡的鏡片數量至少兩片，多則三四片，且調光用擋光片是繞平行于內窺鏡冷光源光學系統光軸的軸旋轉的。這種設計布局，透鏡之間的距離或透鏡與導光棒之間的距離短，不方便使用繞垂直于內窺鏡冷光源光學系統光軸的軸旋轉的調光用擋光片 。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡，以解決現有技術內窺鏡冷光源中聚光透鏡的鏡片數量多且擋光片不便繞垂直于光軸的軸旋轉的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種用于內窺鏡冷光源的聚光透鏡，包括朝向所述內窺鏡冷光源中的光源的入光面和朝向與所述內窺鏡冷光源相接的鏡體中的導光棒的出光面，所述入光面為旋轉對稱偶次階非球面，所述出光面為球面；其中，所述入光面的曲面方程為:
CVO46SIOΠ14
「00081 ^ =-,+a^ +anr +a3r +a4r -\-a5r -\-a6r -\-a7r -\-a /
\+^j\-{\+k)c2r2二
[0009]c表示曲率，k表示圓錐系數，r表示徑向距離，\至％為多項式系數；所述出光面的頂點至最小光斑平面的距離> 18_，所述最小光斑平面是經所述透鏡聚光形成的最小光斑所在的垂直于光路光軸的平面。
[0010]優選地，所述聚光透鏡為玻璃聚光透鏡。
[0011]—種內窺鏡冷光源，包括光源和聚光透鏡，所述聚光透鏡為上面所述的用于內窺鏡冷光源的聚光透鏡，所述聚光透鏡的非球面朝向所述內窺鏡冷光源中的光源。[0012]優選地，所述內窺鏡冷光源中的光源為帶拋物面反光碗的氙燈。
[0013]一種內窺鏡系統，包括內窺鏡冷光源、鏡體和處理器，所述內窺鏡冷光源為上面所述的內窺鏡冷光源，所述內窺鏡冷光源與所述鏡體的一端相連，并通過鏡體內部的導光棒、光纖傳光束及發散用透鏡將內窺鏡冷光源發出的光導出，所述鏡體還與所述處理器相連。
[0014]優選地，所述內窺鏡冷光源中還包括擋光片，所述擋光片設置在所述內窺鏡冷光源的聚光透鏡出光面與所述鏡體的導光棒之間。
[0015]優選地，所述擋光片的旋轉軸垂直于所述聚光透鏡的光軸。
[0016]優選地，所述導光棒的入光面與所述聚光透鏡的像方焦平面重合。
[0017]優選地，所述導光棒的入光面位于所述聚光透鏡的像方焦平面和所述聚光透鏡之間。
[0018]經由上述的技術方案可知，本實用新型提供一種內窺鏡系統、內窺鏡冷光源及其聚光透鏡，所述聚光透鏡的入光面為旋轉對稱偶次階非球面，其出光面為球面，從而使得本實用新型提供的內窺鏡冷光源，僅僅使用一片聚光透鏡即可實現將帶拋物面反光碗的氙燈
發出來的光會聚到導光棒中，并且滿足工作F數大于等于1/2NArod (其中NArod為導光棒的數
值孔徑)，從而減少了鏡片數，節省了空間。
[0019]另外，由于所述聚光透鏡的入光面采用非球面，通過調節所述聚光透鏡非球面的各項參數，可以使得經所述聚光透鏡會聚后形成的最小光斑所在的平面到聚光透鏡出光面的頂點距離大于等于18_，從而方便在聚光透鏡和導光棒之間放置一個繞垂直于內窺鏡光學系統光軸的軸旋轉的調光用擋光片，即本實用新型提供的內窺鏡不僅可以安裝繞平行于內窺鏡冷光源光學系統光軸的軸旋轉的調光用擋光片，還可以安裝旋轉軸與內窺鏡冷光源光學系統光軸垂直的擋光片，為擋光片提供了兩種安裝方式，進而使得所述內窺鏡冷光源更具有靈活性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實用新型實施例提供的一種聚光透鏡剖面結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例提供的一電子內窺鏡的構成示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例提供的電子內窺鏡的內窺鏡冷光源局部放大圖。
【具體實施方式】
[0024]正如【背景技術】部分所述，現有技術中的內窺鏡，在冷光源和導光棒之間通常放置多個透鏡實現聚光，這樣其所需的空間或成本較大。另外，所述內窺鏡冷光源透鏡和所述導光棒之間的擋光片通常只能繞平行于所述內窺鏡冷光源光學系統光軸的軸旋轉，其應用受到限制。
[0025]基于此，發明人經過研究發現，提供一種內窺鏡冷光源聚光透鏡，包括朝向所述內窺鏡冷光源中的光源的入光面和朝向與所述內窺鏡冷光源相接的鏡體中的導光棒的出光面，所述入光面為旋轉對稱偶次階非球面，所述出光面為球面；其中，所述入光面的曲面方程為:
【權利要求】
1.一種用于內窺鏡冷光源的聚光透鏡，其特征在于，包括: 入光面，朝向所述內窺鏡冷光源中的光源； 出光面，朝向與所述內窺鏡冷光源相接的鏡體中的導光棒； 所述入光面為旋轉對稱偶次階非球面，所述出光面為球面；其中，所述入光面的曲面方程為:
2.根據權利要求1所述的用于內窺鏡冷光源的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡為玻璃聚光透鏡。
3.一種內窺鏡冷光源，其特征在于，包括光源和聚光透鏡，所述聚光透鏡為權利要求1-2任意一項所述的用于內窺鏡冷光源的聚光透鏡，所述聚光透鏡的非球面朝向所述內窺鏡冷光源中的光源。
4.根據權利要求3所述的內窺鏡冷光源，其特征在于，所述內窺鏡冷光源中的光源為帶拋物面反光碗的氙燈。
5.—種內窺鏡系統,其特征在于，包括內窺鏡冷光源、鏡體和處理器，所述內窺鏡冷光源為權利要求3-4任意一項所述的內窺鏡冷光源，所述內窺鏡冷光源與所述鏡體的一端相連，并通過鏡體內部的導光棒、光纖傳光束及發散用透鏡將內窺鏡冷光源發出的光導出，所述鏡體還與所述處理器相連。
6.根據權利要求5所述的內窺鏡系統,其特征在于，所述內窺鏡冷光源中還包括擋光片，所述擋光片設置在所述內窺鏡冷光源的聚光透鏡出光面與所述鏡體的導光棒之間。
7.根據權利要求6所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述擋光片的旋轉軸垂直于所述聚光透鏡的光軸。
8.根據權利要求7所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述導光棒的入光面與所述聚光透鏡的像方焦平面重合。
9.根據權利要求7所述的內窺鏡系統，其特征在于，所述導光棒的入光面位于所述聚光透鏡的像方焦平面和所述聚光透鏡之間。
【文檔編號】A61B1/00GK203693533SQ201320884701
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】李建軍, 陳云亮 申請人:深圳市開立科技有限公司