支架、照明装置及内窥镜的制作方法

支架、照明装置及内窥镜
【技术领域】
1.本技术涉及内窥镜技术领域，尤其是涉及一种支架、照明装置及内窥镜。


背景技术：

2.内窥镜通常采用前向照明的方式来照明前方区域的物体，并采集从前方区域的物体反射回来的照明光，从而获得前方区域的物体的图像。内窥镜的远端(即探测端)具有出光元件以及摄像元件，其中出光元件的出光口以及摄像元件的入光面设置于内窥镜的远端的端面上，出光元件的出光口用于朝向前方区域的物体投射照明光，摄像元件的入光面接收经物体反射回来的照明光，以获得物体的图像。在内窥镜的远端，出光元件及摄像元件通常通过支架固定，以维持出光元件与摄像元件的相对位置不变。出光元件与摄像元件被安装在支架的内部，并在支架的端面处露出出光元件的出光口以及摄像元件的入光面。
3.随着内窥镜应用的深入，要求内窥镜能够采集更广泛区域的物体的图像，例如除了内窥镜的前方区域外，还需要采集内窥镜的侧方区域的物体的图像，这就需要内窥镜的出光元件不仅能够朝向前方区域出光，还能够朝向侧向区域出光。但是，相关技术的内窥镜的远端的支架，包覆在出光元件的侧方区域，导致侧向出光出光比较困难。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种支架，用于满足内窥镜的侧向和前向照明。
5.为达到上述目的，在一方面，本技术实施例提供一种支架，包括主体，具有相对的第一端面和第二端面，所述主体上设有安装孔，所述安装孔贯通所述第一端面，所述主体在所述安装孔的外周设有凹陷部，所述凹陷部贯通所述第一端面与所述主体的侧面，所述主体还设置有导向槽，所述导向槽的一端贯通所述第二端面，所述导向槽的另一端朝向所述第一端面延伸，并与所述凹陷部连通。
6.在某些可能的实施方式中，包括多个所述凹陷部，所述多个凹陷部在所述安装孔的外周均匀布置。
7.在某些可能的实施方式中，所述导向槽在所述主体的侧面上形成有开口。
8.在某些可能的实施方式中，所述导向槽设置为v型槽。
9.在某些可能的实施方式中，所述主体的外侧设置有外壳，所述外壳可滑动地设置于所述主体上。
10.在第二方面，本技术实施例提供一种照明装置，包括激发光源、导光元件、波长转换元件以及如上所述的支架；
11.所述激发光源用于出射激发光；
12.所述导光元件设置于所述导向槽内，用于接收所述激发光，并将所述激发光传导至所述波长转换元件；
13.所述波长转换元件设置在所述凹陷部内，用于将所述激发光转换波长不同于所述激发光的受激光，并朝向前向和侧向方向出射所述受激光。
14.在某些可能的实施方式中，所述波长转换元件与所述凹陷部的底面之间设置有透明热沉。
15.在某些可能的实施方式中，所述透明热沉面向所述导光元件的一侧设置有二向色性层，所述二向色性层用于透射所述激发光并反射接收到的所述受激光。
16.在某些可能的实施方式中，所述透明热沉的底面与所述凹陷部的底面面接触，且所述透明热沉的侧面与所述凹陷部的侧面面接触。
17.在某些可能的实施方式中，所述波长转换元件的前向出光的光路上设置有扩散片。
18.在第三方面，本技术实施例提供一种内窥镜，包括：
19.如上所述的照明装置；和
20.摄像元件，设置于所述安装孔内。
21.本技术的有益效果：
22.本技术实施例的支架，安装孔用于安装摄像元件，凹陷部贯通主体的第一端面和侧面，使得其前向和侧向区域可以出光，进而在安装照明装置后能够朝向侧向和前向方向出光。
【附图说明】
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
24.图1为本技术实施例的内窥镜的截面结构示意图；
25.图2为本技术实施例的内窥镜的探测端的截面结构示意图；
26.图3为本技术实施例的内窥镜的探测端的拆分结构示意图；
27.图4为本技术实施例的内窥镜的探测端的局部剖面结构示意图；
28.图5为本技术实施例的内窥镜的探测端的局部截面结构示意图；
29.图6a为本技术实施例的内窥镜的探测端的横截面结构示意图；
30.图6b为本技术实施例的内窥镜的探测端的横截面结构示意图。
【具体实施方式】
31.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，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或排列顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述技术特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可
以是机械连接，也可以是电连接或相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件之间的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.下文的公开提供了许多不同的实施例或示例用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文仅对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复使用参考数字和/或参考字母，这种重复使用是为了简化和清楚地表述本技术，其本身不指示所讨论的各种实施例和/或设定之间的特定关系。此外，本技术在下文描述中所提供的各种特定的工艺和材料仅为实现本技术技术方案的示例，但是本领域普通技术人员应该意识到本技术的技术方案也可以通过下文未描述的其他工艺和/或其他材料来实现。
34.进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本技术的实施例。然而，本领域技术人员应意识到，即使没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本技术的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本技术之重点。
35.应理解，本技术说明书附图1至附图6b示出了内窥镜的示意性图例，其中，内窥镜包含照明装置、摄像装置以及支架，本技术说明书附图1至附图6b以内窥镜作为整体进行示意，本技术实施例的支架与本技术实施例的照明装置参照附图1至附图6b即可。
36.本技术实施例的支架适用于内窥镜，其用于配置在内窥镜的探测端(或称为末端)，在支架上安装照明装置的出光元件和摄像装置的摄像元件，以通过出光元件投射照明光来照亮物体，并通过摄像元件采集从物体反射回来的照明光，以进一步获得物体的图像。
37.请一并参照图1至图5，本技术实施例提供一种支架，包括主体1，主体1具有相对的第一端面100和第二端面101，主体1上设置有安装孔10，安装孔10贯通主体1的第一端面100，主体1在安装孔10的外周设置有凹陷部11，凹陷部11贯通第一端面100以及主体1的侧面，主体1上还设有导向槽12，导向槽12的一端贯通第二端面101，导向槽12的另一端朝向第一端面100延伸，并与凹陷部11连通。
38.安装孔10用于安装摄像元件2，摄像元件2用于采集从支架的前向区域和侧向区域的物体反射回来的照明光，以用于获得物体的图像；凹陷部 11用于安装照明装置3的波长转换元件30，波长转换元件30用于转换激发光并朝向前向方向和侧向方向出光，前向的出光经过第一端面100朝向前方投射出去，以照明前向区域的物体，侧向的出光经过凹陷部11的侧面朝向侧向区域投射出去，以照明侧向区域的物体；导向槽12用于安装照明装置3的导光元件31，导光元件31用于将激发光源32出射的激发光传导至波长转换元件30，以使激发光激发波长转换元件30产生受激光。在本技术实施例中，通过支架的凹陷部11的设置，不仅能够保持朝向前向区域出光，还可以朝向侧向区域出光，从而能够扩展内窥镜的照明装置的照明区域。
39.主体1可以选择为沿自身长度方向延伸的柱状结构，其横截面形状为圆形。凹陷部11可以选择为从主体1的第一端面100的边缘处朝向第二端面101的方向向下凹陷，以使得凹陷部101贯通第一端面100的边缘区域，以及主体1的侧面。在其他的一些示例中，主体1也可以选择为其他的截面形状，例如椭圆形、多边形等规则形状或类似的不规则形状。
40.根据本技术的一些实施例，安装孔10可以选择设置在主体1的中心处，或者在一些实施例中，安装孔10也可以选择偏心设置在主体1上，即安装孔10的中心轴线与主体1的中心轴线不重合。
41.如图6a与图6b，凹陷部11的数量可以选择为一个或多个。当凹陷部 11的数量为一个时，凹陷部11可以位于安装孔10的周围的任意位置处；当凹陷部11的数量为多个时，凹陷部11可以在安装孔10的周围均匀布置。例如，在一个示例中，凹陷部11的数量为两个，且两个凹陷部11之间的圆周角为180度。当凹陷部11的数量为两个或更多时，多个凹陷部11 内可以安装多个波长转换元件30，从而多个波长转换元件30出射的受激光能够覆盖主体1的侧向区域的更加广泛的区域。
42.根据本技术的一些实施例，如图3至图5，导向槽12在主体1的侧面向上形成有开口。主体1通常被配置为狭长的主体，相应导光元件31的长度较长，通过开口将导光元件31从侧面伸入到导向槽12内，将明显地降低导光元件31的安装难度。进一步地，被安装在导向槽12内的导光元件 31可以通过点胶的方式固定在导向槽12内，例如导向槽12的长度方向上的多个位置分别进行点胶处理，处理起来十分方便，并且安装的可靠性很好。
43.具体示例性说明，导向槽12可以选择为v型槽。导向槽12朝向开口的方向上，横截面面积逐渐增加，即开口的尺寸大，内部的尺寸小，可以对导光元件31进行导向，并且开口能够具有充足的点胶操作的空间。
44.主体1的外表面还设置有外壳102，外壳102可沿主体1的长度方向可滑动地设置于主体1上，外壳102用于在导光元件31安装好之后封闭住导向槽12的开口，以保护导向槽12内部的元件。外壳102可以选择为金属外壳，以确保具有足够的强度。具体示例性说明，当安装导光元件31时，滑动外壳102，使得外壳102在主体1上的位置移动到导向槽12的上方或下方，露出导向槽12，从而方便将导光元件31安装到导向槽12内，当导光元件31安装到导向槽12之后，滑动外壳102使外壳102覆盖导向槽12 的外侧，从而起到保护导向槽12内的导光元件31的作用。
45.下面详细介绍本技术实施例的照明装置，需要注意的是，上文介绍本技术实施例的支架时，已经对照明装置进行了简要的描述，因此下文描述本技术实施例的照明装置时，相关的部分可以相互参照。
46.需要注意的是，本技术实施例的照明装置主要应用于内窥镜中，以主动照明待探测的区域，进而通过内窥镜的摄像装置来采集待探测区域的图像。当然，本技术实施例的照明装置也可以应用在其他主动照明的场景，例如汽车大灯、射灯、舞台灯、探照灯、路灯或其他主动照明目标区域的主动照明装置。
47.本技术实施例还提供一种照明装置，包括激发光源32、导光元件31、波长转换元件30以及如上所述的支架。激发光源32用于出射激发光；导光元件31设置在导向槽12内，用于接收激发光，并将激发光传导至波长转换元件30，波长转换元件30设置在凹陷槽11内，用于将激发光转换为波长不同于激发光的受激光，被转换的受激光朝向波长转换元件30的前向区域和侧向区域出射，从而照明前向区域和侧向区域的物体。
48.波长转换元件30可以选择为包含荧光材料的介质，例如为荧光粉片。波长转换元件30受激发光的激发而产生受激光，通常受激光的波长大于激发光的波长，例如采用蓝光激发光，波长转换元件30选择为包含黄色荧光材料时，产生黄色波段范围的受激光，波长转
换元件30选择为包含红色荧光材料时，产生红色波段范围的受激光。波长转换元件30产生的受激光是 360度角度的出光，因此产生的部分受激光从波长转换元件30的前方表面朝向前向区域出射，产生的部分受激光从波长转换元件30的后方表面出射，其中，波长转换元件30的后方表面出射的受激光中，部分受激光出射到照明装置的侧向区域，部分受激光朝向导光元件31的方向出射。
49.需要注意的是，通常波长转换元件30无法将全部的激发光转换为受激光，因此还存在部分未被波长转换元件30转换的激发光，该激发光透射过波长转换元件30，并在波长转换元件30的前方表面朝向前向区域出射，该部分激发光与朝向前向区域出射的受激光混合形成白光。
50.在本技术的一些实施例中，光源32包括激光二极管，激光二极管出射激发光，例如蓝色激发光、绿色激发光、黄色激发光等。激发光经过导光元件31传导至波长转换元件30。
51.导光元件31例如为光导纤维。在激发光源32设置为激光二极管时，光导纤维可以是单根的光导纤维，这样可以显著地降低照明装置整体的尺寸。
52.在本技术的一些实施例中，照明装置还包括透明热沉33，透明热沉33 设置在导光元件31与波长转换元件30之间。透明热沉33用于吸收波长转换元件30产生的热量，并将吸收到的热量传导至主体1，以利用主体1将热量散发，避免波长转换元件30积累热量。透明热沉33的上表面与波长转换元件30的下表面面接触，透明热沉33的底面与凹陷部11的底面面接触，并且透明热沉33的一个侧面与凹陷部11的侧面面接触，透明热沉33 通过多个表面的面接触，提高热交换面积，提供高效的散热。为了实现透明热沉33的紧固，透明热沉33例如通过胶粘通过透明热沉33与凹陷部 11的接触面粘结。在本技术的一些实施例中，波长转换元件30例如为在透明热沉33的表面成型。
53.在另一方面，透明热沉33还用于将导光元件31传导的激发光透射到波长转换元件30，此外，为了增加投射到侧向区域的光通量，透明热沉33 还可以被设置为反射部分波长转换元件30朝向导光元件31的方向出射的受激光，并将该部分受激光反射到侧向区域。透明热沉33在可选的示例中可以选择为蓝宝石玻璃片。在本技术的一些实施例中，透明热沉33面向导光元件31的一侧上设置有二向色性层(未示出)，二向色性层对于不同波长范围的光束展现不同的光学性能，例如在本技术实施例中，二向色性层透射激发光，并且反射接收到的受激光。
54.在本技术的一些实施例中，波长转换元件30背离透明热沉33的一侧设置有扩散片34，其中，扩散片34位于波长转换元件30前向出光的光路上，可以与波长转换元件30之间设置间隙，也可以与波长转换元件30结合在一起，形成一个整体。扩散片34用于接收波长转换元件30出射的受激光与未被转换的激发光的混合光，并将该混合光均匀化处理，以提高朝向前向区域出射的混合光的均匀性，避免摄像元件2采集的前向区域的照明光的中心区域的光亮度过大。
55.在本技术的一些实施例中，激发光源32与导光元件31之间还设置有耦合光学系统，耦合光学系统用于将激发光源32出射的激发光耦合入导光元件31内。耦合光学系统例如包括准直透镜350与聚光透镜351，准直透镜350用于将激发光源32出射的激发光准直，聚光透镜351接收经过准直后的激发光，并将该激发光聚焦到导光元件31的入光口。
56.在本技术的一些实施例中，照明装置还包括管壳36，管壳36例如为 to管壳，激发
光源32、耦合光学系统以及导光元件31面向耦合光学系统一端的端部同轴设置在管壳36内，导光元件31例如为光导纤维，其面向耦合光学系统一侧的端部设置于陶瓷插芯37内。耦合光学系统包括准直透镜350和聚光透镜351，准直透镜350通过支架固定在激发光源32的出光面处，聚光透镜351与陶瓷插芯37分别设置在一玻璃管38的两端，以实现定位和固定，各光学元件保持同轴设置，以提高光的利用率。光源33的背面设置有散热器39，散热器39与光源33通过面接触的方式传导热量，并且散热器39与管壳36固定连接，以实现紧固，散热器39的背面通过多个散热翅片来提高空气对流，提高散热的效率。
57.下面详细介绍本技术实施例的内窥镜，需要注意的是，上文介绍本技术实施例的支架和照明装置时，已经对内窥镜进行了简要的描述，因此下文描述本技术实施例的内窥镜时，相关的部分可以相互参照。
58.本技术实施例还提供一种内窥镜，如上所述的照明装置以及摄像元件 2，其中，摄像元件2设置在支架的安装孔10内。其中，照明装置与摄像元件均通过支架固定，照明装置用于朝向前向区域和侧向区域投射照明光，以照亮前向区域和侧向区域的物体，摄像元件2用于采集从前向区域和侧向区域的物体反射回来的照明光，以获得前向区域和侧向区域的物体的图像。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“某些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例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或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。