本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)等的硬鏡攝像頭及該硬鏡攝像頭的齊變焦光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

硬鏡攝像頭是進(jìn)行微創(chuàng)外科手術(shù)時(shí)的核心功能器件之一，其光學(xué)成像性能對(duì)微創(chuàng)手術(shù)的成功與否有直接影響。目前的硬鏡攝像頭一般配備齊變焦光學(xué)系統(tǒng)。齊變焦光學(xué)系統(tǒng)是指焦距在一定范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)改變，而保持像面不動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)。采用齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的硬鏡攝像頭在視場(chǎng)變換的過(guò)程中，目標(biāo)大小連續(xù)變化而不丟失，這對(duì)于微創(chuàng)手術(shù)時(shí)圖像的觀察與目標(biāo)跟蹤有重要的意義。

齊變焦光學(xué)系統(tǒng)一般包括對(duì)焦鏡片模組、變焦鏡片模組與固定鏡片模組。其中固定鏡片模組在齊變焦光學(xué)系統(tǒng)中的位置固定不變，通過(guò)改變對(duì)焦鏡片模組、變焦鏡片模組與固定鏡片模組之間的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)大小連續(xù)變化且像面恒定，也即實(shí)現(xiàn)齊變焦。其中，固定鏡片模組的定位精度(相對(duì)于齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的軸線的垂直度、與軸線的同軸度、軸向位置的準(zhǔn)確度)對(duì)保持像面的恒定有直接影響。

現(xiàn)有的固定鏡片模組的固定主要采用以下兩種方式：(1)涂膠粘接，直接將鏡片柱面涂膠粘接在齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的螺旋槽套筒內(nèi)。由于鏡片的兩端面都是弧面，在操作時(shí)對(duì)鏡片的接觸為線接觸，所以難以保證鏡片的垂直度。同時(shí)，若在套筒內(nèi)打膠，需深入套筒內(nèi)部，操作不便。另外，膠粘為非可逆操作，拆卸時(shí)極有可能損壞鏡片。(2)先將鏡片與鏡筒固定，再用緊定螺釘來(lái)固定鏡筒，緊定螺釘直接緊定在鏡筒的柱面上。此種方法在用緊定螺釘固定鏡筒時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致鏡筒出現(xiàn)傾斜或軸向位置出現(xiàn)變化，從而影響成像效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)齊變焦光學(xué)系統(tǒng)中的固定鏡片模組定位精度不高影響成像效果的問(wèn)題，提供一種具有精確定位精度的齊變焦光學(xué)系統(tǒng)，以及具有該齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的硬鏡攝像頭。

一種齊變焦光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用于硬鏡攝像頭，包括套筒以及設(shè)置在套筒內(nèi)的固定鏡片模組，所述套筒的內(nèi)表面上設(shè)有定位件，所述固定鏡片模組的一端卡置在該定位件處，所述固定鏡片模組的另一端的周向上至少部分設(shè)有錐面，所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)還包括緊固件，所述緊固件由外而內(nèi)穿設(shè)所述套筒并抵持在所述錐面上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括設(shè)置在所述套筒內(nèi)的對(duì)焦鏡片模組、第一變焦鏡片模組和第二變焦鏡片模組，其中對(duì)焦鏡片模組、第一變焦鏡片模組、固定鏡片模組和第二變焦鏡片模組依次設(shè)置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述固定鏡片模組包括同光軸設(shè)置的單一鏡片和組合鏡片，所述錐面設(shè)置在所述單一鏡片或組合鏡片上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述固定鏡片模組包括同光軸設(shè)置的單一鏡片和組合鏡片，所述固定鏡片模組還包括鏡筒，所述單一鏡片和組合鏡片設(shè)置在鏡筒上，所述錐面設(shè)置在所述鏡筒的一個(gè)端面上，所述鏡筒的另一個(gè)端面卡置在所述定位件處。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單一鏡片和組合鏡片相對(duì)于所述鏡筒的軸線方向垂直設(shè)置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述定位件為一體成型于所述套筒的內(nèi)表面上的凸起。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述凸起具有臺(tái)階面，所述臺(tái)階面與所述套筒的內(nèi)表面垂直，或所述臺(tái)階面相對(duì)所述套筒的內(nèi)表面傾斜設(shè)置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述錐面為一個(gè)，且連續(xù)設(shè)置在所述固定鏡片模組的另一端的整個(gè)周向上，或者所述錐面為多個(gè)，多個(gè)所述錐面間隔設(shè)置在所述固定鏡片模組的另一端的周向上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述緊固件為至少兩個(gè)，所述緊固件為錐形緊定螺釘或彈性件。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述緊固件為錐形緊定螺釘，所述錐形緊定螺釘?shù)腻F度與所述錐面的錐度一致。

上述硬鏡攝像頭及齊變焦光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)在套筒內(nèi)設(shè)置定位件，并在固定鏡片模組上設(shè)置錐面，并借助緊固件作用在錐面上使固定鏡片模組可以與定位件緊貼，而定位件的設(shè)置不同于固定鏡片模組，容易滿足定位件的設(shè)置精度，因而可以保障固定鏡片模組的定位精確度，相較于現(xiàn)有技術(shù)所采用的方案而言，該齊變焦光學(xué)系統(tǒng)中的固定鏡片模組的定位精度更高，且組裝過(guò)程簡(jiǎn)單可逆，方便省時(shí)，采用上述的齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的硬鏡攝像頭可具有更高的成像質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的分解示意圖；

圖2為圖1所示齊變焦光學(xué)系統(tǒng)的部分剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2中所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種齊變焦光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用于硬鏡攝像頭。所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)包括套筒60以及設(shè)置在套筒60內(nèi)的一系列光學(xué)元件。這些光學(xué)元件包括濾光鏡組11、對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30、固定鏡片模組40和第二變焦鏡片模組50。一實(shí)施例中，濾光鏡組11、對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30、固定鏡片模組40和第二變焦鏡片模組50依次設(shè)置在套筒60內(nèi)。

濾光鏡組11用于濾除進(jìn)入套筒60內(nèi)的特定波長(zhǎng)光，使影響成像的部分光不能進(jìn)入套筒60內(nèi)。對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30和第二變焦鏡片模組50均活動(dòng)設(shè)置在套筒60內(nèi)，即對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30和第二變焦鏡片模組50可沿著套筒60的軸向發(fā)生位置的改變。套筒60的軸向?yàn)辇R變焦光學(xué)系統(tǒng)的光軸，也即各個(gè)光學(xué)元件的光軸。固定鏡片模組40在套筒60內(nèi)的位置固定不變。所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)工作過(guò)程中，通過(guò)改變對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30和第二變焦鏡片模組50在套筒60內(nèi)的位置，可以實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景的成像，且能夠?qū)崿F(xiàn)該成像大小連續(xù)變化且像面恒定。

一實(shí)施例中，所述對(duì)焦鏡片模組20包括對(duì)焦鏡片21和對(duì)焦鏡筒22，對(duì)焦鏡片21通過(guò)對(duì)焦鏡筒22設(shè)置在套筒60內(nèi)。對(duì)焦鏡片21可以是一個(gè)鏡片，也可以是多個(gè)鏡片的組合。所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)所述對(duì)焦鏡片模組20的對(duì)焦調(diào)節(jié)件23，對(duì)焦調(diào)節(jié)件23穿設(shè)套筒60并連接在對(duì)焦鏡筒22上。一實(shí)施例中，套筒60上設(shè)置具有特定形狀的對(duì)焦調(diào)節(jié)槽62，例如呈一定角度的彎曲弧形。對(duì)焦調(diào)節(jié)槽62的具體形狀和長(zhǎng)度可以綜合考慮其他光學(xué)元件的組合以及光學(xué)元件的數(shù)量等參數(shù)而設(shè)計(jì)。所述對(duì)焦調(diào)節(jié)件23穿過(guò)該對(duì)焦調(diào)節(jié)槽62并露出在套筒60外，驅(qū)動(dòng)對(duì)焦調(diào)節(jié)件23沿著對(duì)焦調(diào)節(jié)槽62移動(dòng)時(shí)，即可改變對(duì)焦鏡片模組20在套筒60內(nèi)的位置。

一實(shí)施例中，所述第一變焦鏡片模組30包括第一變焦鏡片31和第一變焦鏡筒32，第一變焦鏡片31通過(guò)第一變焦鏡筒32設(shè)置在套筒60內(nèi)。第一變焦鏡片31可以是一個(gè)鏡片，也可以是多個(gè)鏡片的組合。所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)所述第一變焦鏡片模組30的第一變焦調(diào)節(jié)件33，第一變焦調(diào)節(jié)件33穿設(shè)套筒60并連接在第一變焦鏡筒32上。一實(shí)施例中，套筒60上設(shè)置具有特定形狀的第一變焦調(diào)節(jié)槽63，例如呈一定角度的彎曲弧形。第一變焦調(diào)節(jié)槽63的具體形狀和長(zhǎng)度可以綜合考慮其他光學(xué)元件的組合以及光學(xué)元件的數(shù)量等參數(shù)而設(shè)計(jì)。所述第一變焦調(diào)節(jié)件33穿過(guò)該第一變焦調(diào)節(jié)槽63并露出在套筒60外，驅(qū)動(dòng)第一變焦調(diào)節(jié)件33沿著第一變焦調(diào)節(jié)槽63移動(dòng)時(shí)，即可改變第一變焦鏡片模組30在套筒60內(nèi)的位置。

一實(shí)施例中，所述第二變焦鏡片模組50包括第二變焦鏡片51和第二變焦鏡筒52，第二變焦鏡片51通過(guò)第二變焦鏡筒52設(shè)置在套筒60內(nèi)。第二變焦鏡片51可以是一個(gè)鏡片，也可以是多個(gè)鏡片的組合。所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)所述第二變焦鏡片模組50的第二變焦調(diào)節(jié)件55，第二變焦調(diào)節(jié)件55穿設(shè)套筒60并連接在第二變焦鏡筒52上。一實(shí)施例中，套筒60上設(shè)置具有特定形狀的第二變焦調(diào)節(jié)槽65，例如呈一定角度的彎曲弧形。第二變焦調(diào)節(jié)槽65的具體形狀和長(zhǎng)度可以綜合考慮其他光學(xué)元件的組合以及光學(xué)元件的數(shù)量等參數(shù)而設(shè)計(jì)。所述第二變焦調(diào)節(jié)件55穿過(guò)該第二變焦調(diào)節(jié)槽65并露出在套筒60外，驅(qū)動(dòng)第二變焦調(diào)節(jié)件55沿著第二變焦調(diào)節(jié)槽65移動(dòng)時(shí)，即可改變第二變焦鏡片模組50在套筒60內(nèi)的位置。

在本實(shí)用新型中，所述齊變焦光學(xué)系統(tǒng)還包括用于抵持固定鏡片模組40的緊固件61，所述套筒60的內(nèi)表面上設(shè)有定位件，所述固定鏡片模組40的一端卡置在該定位件處，所述固定鏡片模組40的另一端的周向上至少部分設(shè)有錐面81，所述緊固件61由外而內(nèi)穿設(shè)所述套筒60并抵持在所述錐面81上。

在裝配時(shí)，所述的一端進(jìn)入套筒60內(nèi)，并與所述定位件接觸，然后借助緊固件61由外而內(nèi)穿過(guò)套筒60的側(cè)壁，并抵持在錐面81上，由于錐面81傾斜，使得緊固件61作用在固定鏡片模組40上的力轉(zhuǎn)化成光軸方向上的力，進(jìn)而使固定鏡片模組40緊貼在套筒60內(nèi)表面的定位件上。

定位件可采用額外的附加構(gòu)件的形式設(shè)置在套筒60內(nèi)表面，一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述定位件為一體成型于所述套筒60的內(nèi)表面上的凸起71。一些實(shí)施例中，不排除使用另外的附加定位元件設(shè)置在該凸起71上以對(duì)固定鏡片模組40進(jìn)行輔助定位。

通過(guò)先行設(shè)置定位件，由于不同于固定鏡片模組40的結(jié)構(gòu)特征或材質(zhì)，對(duì)定位件的操作或者加工均可保證其在套筒60內(nèi)的垂直度與軸向定位精度，再結(jié)合緊固件61與固定鏡片模組40的錐面81的配合作用，從而保障了固定鏡片模組40的安裝精度。而通過(guò)對(duì)套筒60內(nèi)表面與固定鏡片模組40外表面之間的間隙的合理誤差設(shè)計(jì)，可以有效保證固定鏡片模組40與套筒60的同軸度。

一實(shí)施例中，所述凸起71具有臺(tái)階面72，所述臺(tái)階面72與所述套筒60的內(nèi)表面垂直。在另外的一些實(shí)施例中，所述凸起71形成的臺(tái)階面72也可相對(duì)所述套筒60的內(nèi)表面傾斜設(shè)置，固定鏡片模組40的所述一端抵持在傾斜的臺(tái)階面72上同樣能夠達(dá)到精準(zhǔn)軸向定位的作用。

在一些實(shí)施例中，所述錐面81可以為一個(gè)，且連續(xù)設(shè)置在所述固定鏡片模組40的另一端的整個(gè)周向上。在另外的一些實(shí)施例中，所述錐面81也可以為多個(gè)，多個(gè)所述錐面81間隔設(shè)置在所述固定鏡片模組40的另一端的周向上。

與所述錐面81配合的緊固件61為至少兩個(gè)。優(yōu)選的，緊固件61的數(shù)量為三個(gè)，并且沿固定鏡片模組40的周向均勻分布。

在一實(shí)施例中，所述緊固件61為錐形緊定螺釘。相應(yīng)的，在套筒60上設(shè)有匹配的螺紋孔64。緊固件61由外而內(nèi)螺合在螺紋孔64中并抵持在固定鏡片模組40的錐面81上。

一些實(shí)施例中，所述錐形緊定螺釘?shù)腻F度與所述錐面81的錐度一致，可以使緊固件61與錐面81更好的配合，避免緊固件61的尖端劃傷錐面81。

可以理解，所述緊固件61并不限定為錐形緊定螺釘，還可以是彈簧、彈墊等彈性件。相應(yīng)的，可以形成通孔來(lái)代替上述螺紋孔64以與這些彈性件匹配。彈性件具有產(chǎn)生指向軸心的彈力，抵持固定鏡片模組40后同樣可驅(qū)使固定鏡片模組40向設(shè)有定位件的方向移動(dòng)從而使固定鏡片模組40與定位件緊貼。

一些實(shí)施例中，所述固定鏡片模組40包括同光軸設(shè)置的單一鏡片41和組合鏡片43。進(jìn)一步地，所述固定鏡片模組40還包括鏡筒42，所述單一鏡片41和組合鏡片43設(shè)置在鏡筒42上。具體的，在鏡筒42相對(duì)兩端分別設(shè)有單一鏡片定位部53和組合鏡片定位部54。單一鏡片41設(shè)置在單一鏡片定位部53上，組合鏡片43設(shè)置在組合鏡片定位部54上。

上述實(shí)施例中描述的對(duì)焦鏡片模組20、第一變焦鏡片模組30、固定鏡片模組40和第二變焦鏡片模組50的具體組成，例如鏡片的數(shù)量、鏡筒與鏡片的相對(duì)位置以及是否設(shè)置鏡筒，均可以根據(jù)具體情況靈活而定，因而應(yīng)理解上述描述不是對(duì)這些光學(xué)元件的組成的具體限定。

在一些實(shí)施例中，所述固定鏡片模組40可僅包含單一鏡片41，因而單一鏡片41的一端與所述定位件緊貼，單一鏡片41的另一端則形成所述錐面81。在另外一些實(shí)施例中，所述固定鏡片模組40可通過(guò)單一鏡片41與所述定位件緊貼，而所述錐面81形成在組合鏡片43上。概括而言，所述固定鏡片模組40與定位件的緊貼的位置，以及與緊固件61抵持的錐面81所形成的位置，可以是固定鏡片模組40的同一個(gè)元件上，也可以是分別在兩個(gè)不同元件上，這視固定鏡片模組40的具體組成來(lái)決定。

如圖2中所示，一優(yōu)選的方案中，所述錐面81設(shè)置在所述鏡筒42的一個(gè)端面上；所述鏡筒42的另一個(gè)端面卡置在所述定位件處。其中，單一鏡片41和組合鏡片43可相對(duì)于鏡筒42垂直設(shè)置，尤其是相對(duì)于鏡筒的軸向方向垂直設(shè)置。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以確保單一鏡片41和組合鏡片43沿套筒和鏡筒軸向的定位精度，而且可以保證鏡片與鏡筒的垂直度，進(jìn)而有利于確保單一鏡片41和組合鏡片43的同軸度。

本實(shí)用新型通過(guò)在套筒內(nèi)設(shè)置定位件，并在固定鏡片模組上設(shè)置錐面，并借助緊固件的作用以保障固定鏡片模組的定位精確度，相較于現(xiàn)有技術(shù)所采用的方案而言，精度更高，且組裝過(guò)程簡(jiǎn)單可逆，方便省時(shí)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。