電子內(nèi)窺鏡光源光路控制系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，特別涉及一種電子內(nèi)窺鏡光源光路控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在醫(yī)療檢查及手術(shù)中越來(lái)越被廣泛應(yīng)用，光源為系統(tǒng)提供檢查或手術(shù)過(guò)程中持續(xù)的照明及氣壓裝置。其中的照明系統(tǒng)為鏡體前端圖像采集提供照明，根據(jù)實(shí)際檢查或手術(shù)需要不同亮度的照明來(lái)配合，因此就需要對(duì)冷光源的光量進(jìn)行對(duì)應(yīng)的手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整。針對(duì)電子內(nèi)窺鏡光源光路控制系統(tǒng)，目前具有代表性的技術(shù)方案為：

一種光源光量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)案例(us06629925)，采用電機(jī)控制，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向上拉左右遮光板，使得遮光板分別通過(guò)其各自的軌道運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閉合；反之，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)遮光板的打開(kāi)。這種結(jié)構(gòu)加工相對(duì)比較復(fù)雜，電機(jī)扭力相對(duì)大，成本較高。

另外一種光源光量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)案例(cn101449962a)，通過(guò)電機(jī)控制遮光葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到遮光調(diào)節(jié)光源光量大小甚至完全遮擋的目的。這種方案對(duì)電機(jī)扭力也相對(duì)較大，且光量調(diào)節(jié)精度不高。

針對(duì)擋光保護(hù)措施，目前現(xiàn)有方案為一種機(jī)械結(jié)構(gòu)(cn20141058145)，利用彈簧或彈片自身彈性作用，導(dǎo)光插入部插入時(shí)，頂開(kāi)擋光片；取出后，擋光片在彈性作用下自動(dòng)復(fù)位，遮擋住光路，這種方案增加了結(jié)構(gòu)成本，裝配工藝也相對(duì)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電子內(nèi)窺鏡光源光路控制系統(tǒng)。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種電子內(nèi)窺鏡光源光路控制系統(tǒng)，在光源殼體的后端安裝導(dǎo)光部連接座，該導(dǎo)光部連接座上開(kāi)設(shè)插入孔，光源殼體內(nèi)從前往后設(shè)有燈源、聚光透鏡組和機(jī)械光圈，其特征在于：所述機(jī)械光圈具有底座，底座上開(kāi)有第一光孔，在底座的一側(cè)安裝蓋板，該蓋板上正對(duì)第一光孔的位置開(kāi)有第二光孔，所述底座的內(nèi)腔中并排設(shè)置第一遮光片和第二遮光片，第一遮光片位于第二遮光片的前側(cè)，這兩塊遮光片在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下能夠朝著相反的方向運(yùn)動(dòng)，所述第一遮光片上開(kāi)有第一調(diào)光孔，第二遮光片上開(kāi)有與第一調(diào)光孔相配合的第二調(diào)光孔；

所述導(dǎo)光部連接座上的插入孔分成前中后三段，插入孔中段的直徑最小、后段的直徑最大，在插入孔的前段內(nèi)嵌裝直線軸承，該直線軸承的斜前方設(shè)有第二光電開(kāi)關(guān)，第二光電開(kāi)關(guān)位于機(jī)械光圈的后方，第二光電開(kāi)關(guān)通過(guò)控制電路與步進(jìn)電機(jī)連接。

采用以上技術(shù)方案，底座上的第一光孔和蓋板上的第二光孔組成供光線通過(guò)的固定孔，而第一遮光片上的第一調(diào)光孔和第二遮光片上的第二調(diào)光孔組成大小可調(diào)的通光孔。當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光孔、第二調(diào)光孔、第一光孔和第二光孔四者的中心位于一條直線時(shí)，通光孔完全打開(kāi)；當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光孔與第二調(diào)光孔完全錯(cuò)位時(shí)，通光孔完全關(guān)閉；當(dāng)?shù)谝徽{(diào)光孔和第二調(diào)光孔部分重疊時(shí)，通光孔部分打開(kāi)，并且可以通過(guò)調(diào)整第一調(diào)光孔與第二調(diào)光孔的重疊量來(lái)調(diào)節(jié)通光孔的大小，以滿足實(shí)際的需要。與背景技術(shù)相同，本發(fā)明減少了專用的機(jī)械擋光結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)成本更低；同時(shí)，本發(fā)明零部件少，易于裝配；兩塊遮光片由同一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的同步性好，并且控制精度高。

系統(tǒng)啟動(dòng)后光圈自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)鏡體導(dǎo)光部未插入之前，第二光電開(kāi)關(guān)未檢測(cè)到信號(hào)，機(jī)械光圈仍保持關(guān)閉；當(dāng)鏡體導(dǎo)光部插入后，第二光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào)，此時(shí)系統(tǒng)控制機(jī)械光圈處于打開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到處理器的調(diào)光指令后，即開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械光圈的調(diào)節(jié)，從而使得對(duì)外輸出的光量有相應(yīng)的改變。本發(fā)發(fā)明可實(shí)現(xiàn)鏡體導(dǎo)光部未插入前始終保持機(jī)械光圈處于關(guān)閉狀態(tài)，使燈源發(fā)出的強(qiáng)光不會(huì)照射到光源設(shè)備外部，避免了對(duì)操作者造成刺眼等損傷。

在導(dǎo)光部連接座上設(shè)計(jì)有直線軸承，因直線軸承本身精度較高，其與導(dǎo)光部連接座配合精度也相對(duì)較高，當(dāng)導(dǎo)光部插入后，導(dǎo)光部的位置精度就取決于直線軸承的位置精度，因此，能很好地保證導(dǎo)光部與光源聚焦后光斑的重合度，提高燈源光量的利用率。另外，導(dǎo)光部與直線軸承內(nèi)孔配合，直線軸承內(nèi)孔為若干高精度的滾珠，保證配合精度的同時(shí)，大大減少了插入及拔出的摩擦力，提高了操作便利性。

所述步進(jìn)電機(jī)安裝于底座的底部，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸伸入底座的內(nèi)腔中，在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上套裝撥桿，撥桿上具有兩個(gè)對(duì)稱布置的撥動(dòng)柱，其中一個(gè)撥動(dòng)柱伸入第一遮光片下端的第一橫槽中，另一個(gè)撥動(dòng)柱伸入第二遮光片下端的第二橫槽中。以上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，通過(guò)撥動(dòng)柱與橫槽的配合，能夠?qū)⑺欧姍C(jī)的扭矩轉(zhuǎn)換成遮光片的上下運(yùn)動(dòng)，可靠性好。

為了確保遮光片只在上下方向運(yùn)動(dòng)，在所述底座的內(nèi)腔中設(shè)置有左右兩組導(dǎo)向柱，每組導(dǎo)向柱分成上下兩個(gè)，各導(dǎo)向柱伸入第一遮光片上的第一導(dǎo)向槽或/和第二遮光片上的第二導(dǎo)向槽中，各導(dǎo)向槽從上往下延伸。

在所述底座內(nèi)腔的頂部安裝有能夠感應(yīng)第一遮光片的第一光電開(kāi)關(guān)，該第一光電開(kāi)關(guān)通過(guò)控制電路與步進(jìn)電機(jī)連接。以上結(jié)構(gòu)在第一遮光片運(yùn)動(dòng)至第一光電開(kāi)關(guān)位置時(shí)，此時(shí)通光孔完全關(guān)閉，第一光電開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)使伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，既準(zhǔn)確又可靠。

在所述底座的內(nèi)腔中設(shè)置有兩根左右對(duì)稱的滑動(dòng)導(dǎo)軌，該滑動(dòng)導(dǎo)軌從上往下延伸，且滑動(dòng)導(dǎo)軌的橫截面為圓弧形，所述第一遮光片與兩根滑動(dòng)導(dǎo)軌的弧頂接觸。以上結(jié)構(gòu)第一遮光片與滑動(dòng)導(dǎo)軌線性接觸，大大減小了該遮光片在滑動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的扭矩也大大減低，能夠節(jié)省成本。

所述第一遮光片和第二遮光片均由黑色不透光輕質(zhì)材料制成。以上結(jié)構(gòu)在滿足功能要求的同時(shí)，重量非常輕，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力也非常小，也能減低步進(jìn)電機(jī)的扭矩，節(jié)省生產(chǎn)成本。

作為優(yōu)選，所述第一遮光片和第二遮光片均由pvc或pc制成。

為了便于對(duì)導(dǎo)光部插入導(dǎo)向，所述插入孔的中段為前小后大的錐孔。

作為優(yōu)選，所述第二光電開(kāi)關(guān)安裝于開(kāi)關(guān)支架的上端，開(kāi)關(guān)支架的下端與光源殼體的內(nèi)底壁相固定。

有益效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，零部件少，易于裝配，成本低，對(duì)電機(jī)扭力的需求小，能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)光量的大小，調(diào)節(jié)精度高，可靠性好；一方面能夠確保導(dǎo)光部的位置精度，以保證導(dǎo)光部與光源聚焦后光斑的重合度，從而提高了燈源光量的利用率，并且大大減少了導(dǎo)光部插入及拔出的摩擦力，提高了操作便利性；另一方面，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)鏡體導(dǎo)光部未插入前始終保持機(jī)械光圈處于關(guān)閉狀態(tài)，避免了對(duì)操作者造成刺眼等損傷，既簡(jiǎn)化了裝配工藝，又降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明導(dǎo)光部插入后的狀態(tài)圖。

圖3是機(jī)械光圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是機(jī)械光圈的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖5是通光孔完全打開(kāi)的狀態(tài)圖。

圖6是通光孔部分打開(kāi)的狀態(tài)圖。

圖7是通光孔完全關(guān)閉的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，在光源殼體8內(nèi)從前往后依次設(shè)置燈源14、聚光透鏡組15和機(jī)械光圈p。其中，機(jī)械光圈p由底座1、蓋板2、第一遮光片3、第二遮光片4、步進(jìn)電機(jī)5和撥桿6等構(gòu)成。在底座1的上部開(kāi)有第一光孔11，第一光孔11為圓孔。底座1的后端敞口，且底座1的敞口由蓋板2封口，該蓋板2通過(guò)螺釘與底座1相固定，在蓋板2上正對(duì)第一光孔11的位置開(kāi)有第二光孔21，第二光孔21也為圓孔。在底座1的內(nèi)腔中并排設(shè)置第一遮光片3和第二遮光片4，第一遮光片3位于第二遮光片4的前側(cè)。第一遮光片3和第二遮光片4均由黑色不透光輕質(zhì)材料制成，可以是pvc、pc，或者其它適合的材料，厚度優(yōu)選為0.2mm。

如圖3、圖4所示，在第一遮光片3上開(kāi)有第一調(diào)光孔33，第二遮光片4上開(kāi)有與第一調(diào)光孔33相配合的第二調(diào)光孔43，第一調(diào)光孔33和第二調(diào)光孔43均為圓孔。在底座1的底部安裝步進(jìn)電機(jī)5，該步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸伸入底座1的內(nèi)腔中，在步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸上固定套裝撥桿6，撥桿6上具有兩個(gè)對(duì)稱布置的撥動(dòng)柱61，其中一個(gè)撥動(dòng)柱61伸入第一遮光片3下端的第一橫槽31中，另一個(gè)撥動(dòng)柱61伸入第二遮光片4下端的第二橫槽41中。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)撥桿6旋轉(zhuǎn)時(shí)，在撥動(dòng)柱61與橫槽的配合下，一塊遮光片向上運(yùn)動(dòng)，而另一塊遮光片向下運(yùn)動(dòng)。在底座1內(nèi)腔的頂部安裝有能夠感應(yīng)第一遮光片3的第一光電開(kāi)關(guān)7，該第一光電開(kāi)關(guān)7通過(guò)控制電路與步進(jìn)電機(jī)5連接。

如圖3、圖4所示，在底座1的內(nèi)腔中設(shè)置有兩根左右平行并對(duì)稱的滑動(dòng)導(dǎo)軌13，該滑動(dòng)導(dǎo)軌13從上往下延伸，且滑動(dòng)導(dǎo)軌13的橫截面為弧頂朝后的圓弧形，第一遮光片3與兩根滑動(dòng)導(dǎo)軌13的弧頂接觸。底座1的內(nèi)腔中還設(shè)置有左右兩組導(dǎo)向柱12，每組導(dǎo)向柱12分成上下兩個(gè)，各導(dǎo)向柱12伸入第一遮光片3上的第一導(dǎo)向槽32或/和第二遮光片4上的第二導(dǎo)向槽42中，各導(dǎo)向槽從上往下延伸，在導(dǎo)向柱和導(dǎo)向槽的配合下，遮光片只在上下方向運(yùn)動(dòng)，且不好發(fā)生左右方向的偏移。

如圖1、圖2所示，在光源殼體8的后端安裝導(dǎo)光部連接座9，該導(dǎo)光部連接座9的布置位置及安裝方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不作贅述。在導(dǎo)光部連接座9上開(kāi)設(shè)有前后貫通的插入孔91，插入孔91分成前中后三段，插入孔91中段的直徑最小、后段的直徑最大，并且插入孔91的中段為前小后大的錐孔，起導(dǎo)向作用。在插入孔91的前段內(nèi)嵌裝直線軸承10，直線軸承10的內(nèi)孔直徑比插入孔91中段最小處的直徑略小。直線軸承10的前端一體形成有環(huán)形凸臺(tái)，該環(huán)形凸臺(tái)與導(dǎo)光部連接座9的前端面貼合，且環(huán)形凸臺(tái)通過(guò)螺釘與導(dǎo)光部連接座9相固定。

如圖1、圖2所示，在直線軸承10的斜前方設(shè)有第二光電開(kāi)關(guān)11，第二光電開(kāi)關(guān)11位于機(jī)械光圈p的后方，第二光電開(kāi)關(guān)11安裝于開(kāi)關(guān)支架12的上端，開(kāi)關(guān)支架12的下端與光源殼體8的內(nèi)底壁相固定。當(dāng)導(dǎo)光部13插入導(dǎo)光部連接座9的插入孔91后，導(dǎo)光部13與直線軸承10內(nèi)孔配合，直線軸承10內(nèi)孔為若干高精度的滾珠，保證配合精度的同時(shí)，大大減少了插入及拔出的摩擦力，提高了操作便利性；同時(shí)，能很好地保證導(dǎo)光部13與光源聚焦后光斑的重合度，提高燈源光量的利用率。第二光電開(kāi)關(guān)11通過(guò)控制電路與步進(jìn)電機(jī)5連接，第二光電開(kāi)關(guān)11反饋信號(hào)自動(dòng)控制機(jī)械光圈的打開(kāi)及關(guān)閉，可實(shí)現(xiàn)鏡體導(dǎo)光部13未插入前始終保持機(jī)械光圈處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣燈源發(fā)出的強(qiáng)光不會(huì)照射到光源設(shè)備外部，避免了對(duì)操作者造成刺眼等損傷。

機(jī)械光圈的工作原理如下：

底座1上的第一光孔11和蓋板2上的第二光孔21組成供光線通過(guò)的固定孔，而第一遮光片3上的第一調(diào)光孔33和第二遮光片4上的第二調(diào)光孔43組成大小可調(diào)的通光孔。系統(tǒng)運(yùn)行后，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)5收到指令需要減小通光孔或關(guān)閉通光孔時(shí)，步進(jìn)電機(jī)5帶動(dòng)撥桿6順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，撥桿6帶動(dòng)第一遮光片3往上移動(dòng)，帶動(dòng)第二遮光片4往下移動(dòng)，此時(shí)中間的通光孔尺寸逐漸減小(見(jiàn)圖4)，達(dá)到通光孔徑尺寸減小的目的，燈源光量也相對(duì)減?。划?dāng)步進(jìn)電機(jī)5旋轉(zhuǎn)到一定角度后，第一遮光片3移動(dòng)到光電開(kāi)關(guān)7處，此時(shí)通光孔徑完全關(guān)閉(見(jiàn)圖5)，光電開(kāi)關(guān)7發(fā)出信號(hào)通光孔已完全關(guān)閉，步進(jìn)電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，當(dāng)需要打開(kāi)或增大通光孔時(shí)，步進(jìn)電機(jī)5收到指令往逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，撥桿6帶動(dòng)第一遮光片3往下移動(dòng)，帶動(dòng)第二遮光片4往上移動(dòng)，此時(shí)中間的通光孔尺寸逐漸增大，達(dá)到通光孔徑尺寸增大的目的，燈源光量也相對(duì)增大；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)5相對(duì)通光孔關(guān)閉的初始位置旋轉(zhuǎn)一定步數(shù)后，兩塊遮光片移動(dòng)到對(duì)應(yīng)極限位置(即完全重疊)，通光孔徑完全打開(kāi)(見(jiàn)圖3)。

本發(fā)明未敘及的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不作贅述。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。