专利名称：一种能够测量的自聚焦内窥镜的制作方法
技术领域：
本发明属于自聚焦内窥镜结构的改进，涉及被观察物尺寸的测量。
随着变折射率光学理论的深入研究，自聚焦内窥镜已得到广泛应用。目前应用在医疗、建筑、公安侦破等行业中的自聚焦内窥镜有各种各样，其结构基本是以自聚焦透镜作为成像物镜，其后端耦合的中继透镜棒作为成像视管，把成像传至目镜，以传光束将冷光源的光线传至窥镜端头，并在这些组成的外周包裹有护套；现有内窥镜存在的不足是，其只能用来观察内腔中物体的形状或病变等情况，却不能得知被观察物体的尺寸大小，而了解有关被观察物的大小尺寸对某些工作来说非常重要，因为其直接影响着所作出判断的准确性和解决办法，然而至今未见有能够测量的窥镜或是解决问题的办法；近年来有许多人在着手解决这个问题，力图通过最简单的结构和最方便的办法使内窥镜具有测量被观察物的功能。
本发明的目的在于提供一种既能观察内腔中物体形状、又能测量被观察物尺寸的自聚焦内窥镜，其具有结构简单、使用方便的优点。
本发明的解决技术方案是这样完成的，所设计自聚焦内窥镜的组成有窥镜护套、成像物镜及其后端面耦合的中继透镜棒，其结构特点为在所述的成像物镜与中继透镜棒的耦合面上制作有分划线，并在窥镜护套外表面沿轴向制有标准刻度。所述的分划线可以制在物镜后端面，也可以制在中继镜的前端面。
测量时，把内窥镜置于内腔中与被观察物体接触，从内窥镜护套上得到窥镜进深的刻度值为基数，然后将内窥镜后移，使被测目标在分划线上得到对应的像高X1，并在护套上也能得到一刻度值，用基数减去该值，得到第一次测量目标的距离L1；再将内窥镜后移，使被测目标在分划线上得到另一个像高X2，在护套上又得出对应刻度值，再用基数减去该值，从而得到第二次所测目标的物距L2；设被测目标尺寸为Y，透镜的中心折射率为n0，成像物镜长度为Z，成像物镜分布常数为A，据公式Y=L1L2n0A(X1-X2)(L2-L1)Sin(A·Z)]]>可以计算出被测目标的尺寸。
由于本发明在内窥镜护套外表面制有标准刻度，且在成像物镜与中继透镜棒的耦合面上制作有分划线，结合本发明所提供的测量和计算方法，使得本发明所设计制作的内窥镜集观察与测量功能为一体，既能观察物体形状或病变，又能同时测量物体的大小尺寸，从而准确地得到有关仪器内腔缺陷、或人体内腔的病变及肿瘤尺寸，为判断确定最佳解决方法提供了重要而且可靠的信息。另外本发明还具有结构简单、制作容易、使用方便等优点。
附
图1为本发明所设计自聚焦内窥镜的结构示意图；附图2为本发明成像物镜后端面制有分划线的示意图；图中1为成像物镜，2为中继透镜棒，3为传光束，4为窥镜钢管护套，5为刻度值，6为分划线。
以下结合附图对本发明的结构及其测量方法作以详细说明参见附图，所设计的自聚焦内窥镜的组成有窥镜护套、传光束、成像物镜及其后端面耦合的中继透镜棒，在护套外表面制有以毫米为单位的标准刻度，并在成像物镜后端面的直径线上制有分划线(如图2)，当然分划线也可以制成二个同心圆。
测量时，只需按上述步骤和要求进行，再按上述的公式计算，即可得出被测目标的尺寸；若还需要测量不同方向的尺寸时，只需将内窥镜旋转相应的角度，按上述方法再次测量即可。由于窥镜确定后，上述公式中的透镜中心折射率n0、成像物镜长度Z和分布常数A就成为固定值，这样就得到一个系统参数，并使计算公式简化，现设系统参数C=n0ASin(A·Z),]]>那么Y=CL1L2(X1-X2)(L2-L1)]]>。为操作更方便、计算更简单，在制作分划线时，将分划线制为2组，每组为二条线段(参见图2)把最外二条线之间的间隔区域确定为第一次成像的像高X1，最内二条线的间隔区域确定为第二次成像的像高X2,(X1-X2)即为固定值，也就是在制作分划线时，把二组分划线的间距差制成固定值。例如内窥镜成像物镜直径为0.7mm，在其直径线上制作两组分划线(如图2)，其将后端面直径分成五个区域，最外两条线之间间隔为0.5mm，为第一次成像的像高X1，最内二条之间间隔为0.4mm，为第二次成像的像高X2，那么二者差为0.1mm，即(X1-X2)=0.1mm，这样在计算时就十分简单，即Y=CL1L2×0.1(L2-L1)]]>。具体测量时，把内窥镜置于内腔中与被测物接触，从保护套上得到的进深值为基数，内窥镜后移一个位置，使被测目标成像于最外二条线间，用基数减去此时护套上的刻度值就得到第一次测量的物距L1，然后再将内窥镜后移一个位置，使被测目标成像于最内二条线间，再用基数减去这次的刻度值，便得到第二次测量的物距L2，如设系统参数C=1.34,B=X1-X2=0.1，那么根据公式Y=1.34×L1L2×0.1(L2-L1)]]>就能很方便地算出被测目标的尺寸。其中被测目标并不要求是被测物的整体，可以是被测物的局部，得到局部也可以估算出整体。
制作时，据成像物镜的直径和材料先设计出透镜的参数和长度，使所有光线都成像于物镜的后端面，将其作为参考平面，为制作方便和成品率高，通常利用光刻方法在其后端面的直径线上制作分划线，可用机械方法在窥镜护套外表面刻制标准刻度，以上方法及内窥镜的制作均为已有技术，在此就不再赘述。另外分划线也可制成一组，而把成像的镜边设为外组分划线，同样可以完成测量。
权利要求
1．一种能够测量的自聚焦内窥镜。其构成有窥镜护套、传光束、成像物镜及其后端耦合的中继透镜棒，其特征在于在所述的成像物镜与中继透镜棒的耦合面上制有分划线，并在窥镜护套外表面制有标准刻度。
2．根据权利要求1所述的自聚焦内窥镜，其特征在于。所述的分划线制作在成像物镜后端面的直径线上，在同一直径线上有两组分划线，每组为两条。
3．根据权利要求1或2所述的自聚焦内窥镜，其特征在于，用其测量被观察物的具体方法为把内窥镜置于内腔中与被观察物相触时，从护套上得到的刻度值为基数，然后将内窥镜后移一个位置，使被测目标在分划线上得到一像高X1，并在护套上得到对应的刻度值，用基数减去该值得到第一次测量的物距L1。再将内窥镜后移一个位置，使被测目标在分划线上得到另一个像高X2，在护套上又得到对应的刻度值，再用基数减去该值得到第二次所测的物距L2，设被测目标尺寸为Y，由公式Y=L1L2n0A(X1-X2)(L2-L1)Sin(A·Z)]]>即可计算出被测目标的尺寸，式中n0为透镜的中心折射率。Z为成像物镜长度，A为成像物镜分布常数。
4．根据权利要求3所述的自聚焦内窥镜，其特征在于，在窥镜结构被确定后，设系统参数C=n0ASin(A·Z)]]>，在分划线设定后，设两组分划线的间隔差B=(X1-X2)，则所述计算公式Y=CL1L2B(L2-L1)]]>。
全文摘要
一种能够测量的自聚焦内窥镜,其结构特点是在成像物镜与中继透镜棒的耦合面的直径线上制作有分划线,且在窥镜护套外表面制有标准刻度,结合所提供的测量和计算方法,其不但能用于观察内腔中物体的形状,而且能测量被观察物体的尺寸,为工作人员提供更为可靠的数据、信息,并具有结构简单、制作容易、使用方便等特点,适于医疗、建筑、公安侦破等行业的使用。
文档编号A61B1/00GK1228289SQ9811302
公开日1999年9月15日 申请日期1998年11月20日 优先权日1998年11月20日
发明者高凤, 姚胜利, 阎国安, 周劲松 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所