一种医用内窥镜冷光源的制作方法

本实用新型涉及一种光源，特别涉及一种医用内窥镜冷光源。

背景技术：

医用内窥镜是一种常用的医疗器械，由可弯曲部分、光源及一组镜头组成。内窥镜经人体的天然孔道，或者是经手术做的小切口进入人体的，使用时将内窥镜导入预检查的器官，可直接窥视有关部位的变化。医用内窥镜的光源用来把光线导入体内，照亮所要看的部分。早期是将小灯泡放在内窥镜前端，现代则将光源置于体外，经由光纤导入体内。

现有技术中的采用的医用内窥镜光源设备通常结构比较复杂，体积也非常庞大，使用时必须放在固定的位置上，需要通过导光束进行连接，不方便搬移，给医护人员的工作带来了很大的限制和制约。

另外，为了病患的安全，防止手术或者医疗过程中内窥镜上的细菌和病毒给病患带来威胁，内窥镜在使用之前必须在消毒杀菌液体中进行长时间的消毒和杀菌，此时最好可以将内窥镜的整个冷光源置于消毒杀菌液体，以实现全面的消毒杀菌。而要将内窥镜的整个冷光源置于消毒杀菌液体中的话，就必须要求内窥镜的整个冷光源为防水的。在内窥镜使用过程中，通常要对光源的亮度进行调整，以使得内窥镜适应各种使用环境。现有技术中通常采用电位器作为调光部件对光源的亮度进行调整，在调光过程中，操作人员必须直接接触电位器进行调整，因此电位器部件必须落出至冷光源外壳表面使得操作人员能够接触到，而电位器与电源以及光源直接为电连接，要使电位器部件落出冷光源外壳表面的话，冷光源就很难做到完全防水，因此现有技术中电位器作为调光部件对内窥镜的全面杀菌和消毒起到了一定的阻碍。

另外，现有技术中电位器作为内窥镜的调光部件对光源亮度的调整一般只有10个等级，每一级光源亮度等级明显，很难实现光源亮度的线性调整，而冷光源亮度调整过程中亮度的突变会直接影响内窥镜采集的图像质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种便携式且防水的医用内窥镜冷光源，并且该冷光源能够实现无极调光。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种医用内窥镜冷光源，包括壳体以及置于壳体内由下至上布置的用于放置电池的电池仓、电路板和LED光源板；

所述LED光源板上方设置有聚光器，所述聚光器外围设置有聚光固件，所述聚光器通过聚光固件与壳体内壁进行密封连接，构成壳体内部密封环境；

所述电路板上设置有LED光源控制模块，所述LED光源控制模块由电池仓中的电池进行供电，所述LED光源控制模块包括微控制器以及与微控制器连接的霍尔元件，所述LED光源板上的LED光源连接微控制器；

所述壳体外部且在电路板所处对应位置上设置有调光部件，所述调光部件包括运动部件以及置于运动部件上的磁铁，所述运动部件置于壳体外部上带动其上的磁铁相对于霍尔元件运动；

壳体上方固定或可拆卸的装设有与内窥镜进行连接的连接器。

优选的，所述连接器包括第一零件、第二零件和第三零件，所述第一零件包括第一圆柱体和第一圆环，所述第一圆柱体上端和第一圆环之间通过斜面连接，所述第二零件包括第二圆柱体以及第二圆柱体下端设置的第二圆环，所述第二零件通过第二圆环和第一零件的第一圆环进行卡接，所述第三零件包括第三圆柱体，第三圆柱体套设于第二圆柱体外部，其内壁与第二圆柱体外壁为无缝活动压接；所述连接器通过第一圆柱体连接壳体，通过第三圆柱体以锁扣或螺纹的方式与内窥镜进行连接。

优选的，所述聚光器呈锥形结构，聚光固件套设于聚光器外壁上，并且与聚光器外壁为密封连接；所述聚光固件包括一环绕聚光器外壁的圆环固件，所述圆环固件的外圆直径大于壳体上方开口，聚光器通过该圆环固件架设于壳体上方开口上，所述聚光固件在圆环固件下方设置有环绕聚光器外壁的用于放置胶圈的凹槽，聚光器架设于壳体上方开口后，通过凹槽中的胶圈与壳体内壁进行密封连接，构成壳体内部密封环境。

优选的，所述壳体和连接器的外壁均设置有多个凹槽。

优选的，所述壳体底部设置有供电池进出电池仓的开口，该开口上设置有密封盖。

优选的，所述壳体为圆柱体。

更进一步的，所述调光部件中的运动部件为套设于壳体外壁上的圆环运动部件，其中所述LED光源控制模块上的霍尔元件位于圆环运动部件的非中心位置处，圆环运动部件沿壳体外壁转动时带动磁铁相对于霍尔元件运动。

更进一步的，所述圆环运动部件外壁上设置有一突起，该突起上设置有一孔，所述磁铁置于该孔中。

优选的，所述LED光源控制模块还包括省电控制模块，所述省电控制模块包括场效应管和稳压器，所述场效应管的源极连接电池仓中电池的正极，栅极连接微控制器，通过微控制器控制场效应管的工作状态；所述场效应管的漏极通过稳压器连接霍尔元件的电源端；所述稳压器连接微控制器，通过稳压器为微控制器提供参考电压信号。

优选的，所述LED光源控制模块还包括分别与微控制器连接的恒流驱动模块和温度传感器，微控制器通过恒流驱动模块连接LED光源。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型医用内窥镜冷光源包括壳体以及置于壳体内由下至上布置的用于放置电池的电池仓、电路板和LED光源板；在LED光源板上方设置有聚光器，聚光器通过其上的聚光固件与壳体内壁进行密封连接，构成壳体内部密封环境；电路板上设置有微控制器以及与微控制器连接的霍尔元件，LED光源板上的LED光源与微控制器连接，由微控制器控制LED光源的亮灭。另外本实用新型对LED光源进行调光的调光部件为设置于壳体外的磁铁，通过调整磁铁与电路板上霍尔元件之间的距离能够实现LED光源的亮度调整，在本实用新型中置于壳体外部的调光元件无需和壳体内部的电路结构进行电连接，因此本实用新壳体内部可以做到全密封，实现完全防水的目的，并且本实用新型具有结构简单且便携的优点。

(2)本实用新型医用内窥镜冷光源对LED光源进行调光的调光部件设置在壳体外，该调光部件包括运动部件以及置于运动部件上的磁铁，运动部件置于壳体外壁上带动其上的磁铁相对于霍尔元件运动，当运动部件带动磁铁运动靠近霍尔元件时，则霍尔元件输出至微控制器的信号电压值升高，当运动部件带动磁铁运动远离霍尔元件时，则霍尔元件输出至微控制器的信号电压值降低。而微控制器输出至LED光源的脉冲信号频率随着霍尔元件的输出至微控制的信号电压值的升高而升高，因此本实用新型装置可以通过霍尔元件对光源亮度进行调整，由于霍尔元件对光源亮度的调整线性度极高，能够保证医用内窥镜在亮度调整过程中采集的图像质量，相比现有技术中采用电位器进行调光的方式，本实用新型能够实现无极调光。

(3)本实用新型医用内窥镜冷光源在壳体和连接器的外壁上均设置有多个凹槽，这些凹槽可以增大壳体和连接器外壁的表面积，更利于散热。另外本实用新型医用内窥镜冷光源的壳体为圆柱体，因此方便使用者拿握，另外调光部件中的运动部件为套设于壳体外壁上的圆环运动部件，LED光源控制模块上的霍尔元件位于圆环运动部件的非中心位置处，圆环运动部件外壁上设置有一突起，该突起上设置有一圆孔，磁铁置于该圆孔中，在对LED光源进行调光的时候，使用者只要推动圆环运动部件上的突起，即可实现圆环运动部件的运动，因此本实用新型冷光源的调光过程非常方便。

(4)本实用新型LED控制模块中还包括省电控制模块，省电控制模块包括与微控制器连接的场效应管，同时直流电源通过场效应管连接的稳压器，当微控制器检测到霍尔元件输出的电压值高于一定值的时候，输出脉冲信号控制LED光源工作，同时微控制器控制场效应管导通，通过稳压器为霍尔元件供电，使得霍尔元件保持正常工作；当微控制器检测到霍尔元件输出的电压值低于一定值并且持续一段时间时，微控制器进入低功耗模式；微控制器在进入低功耗模式后，控制场效应管每隔一段时间导通一次，使得霍尔元件每隔一段时间通电一次，从而每隔一段时间能够将电压信号反馈至微控制器，实现在微控制器低功耗模式的情况下定时判断霍尔元件输出的电压值是否高于一定值，当高于一定值时即唤醒微控制器，因此省电控制模块使得本实用新型装置能够节省用电的同时进行正常的判定工作。另外省电控制模块的稳压器连接微控制器，以输出稳定的电压至微控制器，为微控制器提供AD参考电压信号，使得微控制器即使在直流电源供电电压稍低的情况下，同样可以准确的判断出霍尔元件发送信号的电压值。

(5)本实用新型在微控制器和LED光源之间连接有恒流驱动模块，以输出恒流驱动LED光源，使得LED光源工作更加稳定。另外恒流驱动模块可以为多个并联的，使得每个恒流驱动模块的热度更低，提高LED光源的使用寿命。本实用新型装置包括与微控制器连接的温度传感器，当温度传感器检测到温度高于一定值时，控制不输出脉冲信号至LED光源，保证为微控制器及其他器件提供电源的电池能够安全使用。

附图说明

图1和2是本实用新型冷光源结构的剖视图。

图3是本实用新型冷光源结构的主视图。

图4是本实用新型冷光源结构的后视图。

图5是本实用新型冷光源结构的立视图。

图6是本实用新型冷光源电路板上LED光源控制模块的结构原理图。

图7是本实用新型运动部件结构图。

图8是本实用新型装置中霍尔元件的电路原理图。

图9和图10是本实用新型装置中省电控制模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种医用内窥镜冷光源，如图1至5所示，包括壳体以及置于壳体内由下至上布置的用于放置电池的电池仓1、电路板2和LED光源板3。其中本实施例的壳体为圆柱体。

如图1中所示，LED光源板3上方设置有聚光器4，聚光器4外围设置有聚光固件41，聚光器4通过聚光固件41与壳体内壁进行密封连接，构成壳体内部密封环境。

电路板2上设置有LED光源控制模块，LED光源控制模块由电池仓中的电池进行供电，如图6所示，LED光源控制模块包括微控制器以及与微控制器连接的霍尔元件21，LED光源板3上的LED光源31连接微控制器，微控制器根据霍尔元件输出信号的电压值，输出相应频率的脉冲信号至LED光源，以控制LED光源的工作状态。其中微控制器可以为单片机。

壳体外部且在电路板2所处对应位置上设置有调光部件5，调光部件5包括运动部件以及置于运动部件上的磁铁，运动部件置于外壁上带动其上的磁铁相对于霍尔元件运动。

在本实施例中置于壳体外部的调光元件无需和壳体内部的电路结构进行电连接，因此本实用新壳体内部可以做到全密封，实现完全防水的目的，并且本实用新型具有结构简单且便携的优点。另外本实施例中对LED光源进行调光的调光部件设置在壳体外，该调光部件包括运动部件以及置于运动部件上的磁铁，运动部件置于外壁上带动其上的磁铁相对于霍尔元件运动，当运动部件带动磁铁运动靠近霍尔元件时，则霍尔元件输出至微控制器的信号电压值升高，当运动部件带动磁铁运动远离霍尔元件时，则霍尔元件输出至微控制器的信号电压值降低。而微控制器输出至LED光源的脉冲信号频率随着霍尔元件的输出至微控制的信号电压值的升高而升高，因此本实用新型装置可以通过霍尔元件对光源亮度进行调整，由于霍尔元件对光源亮度的调整线性度极高，能够保证医用内窥镜在亮度调整过程中采集的图像质量，实现无极调光。

在本实施例中壳体内部设置有一带孔的隔板6，该隔板6周边固定与壳体内壁，其中LED光源板3放置于隔板6上，LED光源31与电路板2上LED光源控制模块中的微控制器之间的连线穿过隔板6的通孔以实现两者的连接。

如图1所示，本实施例壳体上方固定或可拆卸的装设有与内窥镜进行连接的连接器。本实施例中连接器包括第一零件、第二零件和第三零件，第一零件包括第一圆柱体71和第一圆环72，所述第一圆柱体71上端和第一圆环72之间通过斜面连接，其中第一圆环72的外圆半径小于第一圆柱体横截面的半径；所述第二零件包括第二圆柱体73以及第二圆柱体73下端设置的第二圆环74，第二圆柱体73横截面的半径小于第一圆柱体71横截面的半径，所述第二零件通过第二圆环73和第一零件的第一圆环72进行卡接，所述第三零件包括第三圆柱体75，第三圆柱体套设于第二圆柱体外部，其内壁与第二圆柱体外壁为无缝活动压接；连接器通过第一圆柱体连接壳体，通过第三圆柱体以锁扣或螺纹的方式与内窥镜进行连接。其中第一圆柱体内壁以螺纹的方式和壳体外壁进行旋转连接。

如图1中所示，本实施例中聚光器4呈锥形结构，聚光固件套设于聚光器4外壁上，并且与聚光器4外壁为密封连接；聚光固件包括一环绕聚光器4外壁的圆环固件41，圆环固件41的外圆直径大于壳体上方开口，聚光器4通过该圆环固件41架设于壳体上方开口上，所述聚光固件在圆环固件下方设置有环绕聚光器4外壁的用于放置胶圈的凹槽42，聚光器4架设于壳体上方开口后，通过凹槽42中的胶圈与壳体内壁进行密封连接，构成壳体内部密封环境。

本实施例中壳体和连接器的外壁均设置有多个凹槽，这些凹槽可以增大壳体和连接器外壁的表面积，更利于散热。本实施例中壳体底部设置有供电池进出电池仓的开口，该开口上设置有密封盖。

如图1和7中所示，本实施例中调光部件5中的运动部件为套设于壳体外壁上的圆环运动部件51，其中LED光源控制模块上的霍尔元件21位于圆环运动部件的非中心位置处，圆环运动部件51沿壳体外壁转动时带动磁铁52相对于霍尔元件运动。如图6中所示，本实施例圆环运动部件51外壁上设置有一突起，该突起53上设置有一孔，磁铁52置于该孔中。在对LED光源进行调光的时候，使用者只有推动圆环运动部件上的突起，即可实现圆环运动部件的运动，因此本实用新型冷光源的调光过程非常方便。在本实施例中，连接器与壳体进行连接后，圆环运动部件51在连接器第一圆柱体71的下方，并且在连接器第一圆柱体71底部设置有胶圈，通过该胶圈可以控制圆环运动部件的松紧。

如图6所示，本实施例电路板上的LED光源控制模块还包括省电控制模块、恒流驱动模块和温度传感器。

其中如图9和10所示，本实施例中省电控制模块包括场效应管和稳压器，场效应管的源极连接电池仓中电池的正极，栅极连接微控制器，通过微控制器控制场效应管的工作状态；如图8所示，场效应管的漏极通过稳压器连接霍尔元件的电源端；如图9所示，本实施例中的场效应管为耗尽型PMOS管，当微控制器输出为低电平时，PMOS管导通，直流电源通过稳压器为霍尔元件供电，当微控制器输出高电平时，PMOS管截止，霍尔元件断电。在本实施例中，当微控制器检测到霍尔元件输出的电压值高于1.65V时，输出脉冲信号控制LED光源工作，同时微控制器控制场效应管处于导通状态，通过稳压器为霍尔元件供电，使得霍尔元件保持正常工作。当微控制器检测到霍尔元件输出的电压值低于1.65并且持续2秒钟时，微控制器进入低功耗模式；微控制器在低功耗模式，通过输出的电平控制场效应管每隔1秒时间持续导通10毫秒，使得霍尔元件每秒钟时间能够持续通电10毫秒的时间，从而每秒的时间能够将其输出的电压信号反馈至微控制器，实现在微控制器低功耗模式的情况下定时判断霍尔元件输出的电压值是否高于1.65V，当高于1.65V值时，即唤醒微控制器，退出低功耗模式。

在本实施例中省电控制模块中的稳压器连接微控制器，通过稳压器为微控制器提供AD参考电压信号，使得微控制器即使在直流电源供电电压稍低的情况下，仍然能够进行正常的AD采样，同样可以准确的判断出霍尔元件发送信号的电压值。如图10所示，本实施例中稳压器为LM4040芯片，其中场效应管的漏极通过电阻连接LM4040芯片的引脚1，LM4040芯片的引脚1连接霍尔元件的电源端，为霍尔元件提供电源；LM4040芯片的引脚1连接微控制器。

本实施例冷光源在低功耗模式下，微控制器中只有与霍尔元件、场效应管以及稳压器连接的端口才处于工作状态，因此本实用新型在节省用电的同时进行正常的判定工作。

本实施例中，微控制器通过恒流驱动模块连接LED光源。其中本实施例中，恒流驱动模块的个数为两个，分别为第一恒流驱动模块和第二恒流驱动模块，微控制器通过并联的第一恒流驱动模块和第二恒流驱动模块连接LED光源。本实施例中微控制器和LED光源之间连接的恒流驱动模块能够输出恒定的电流驱动LED光源，使得LED光源工作更加稳定。并且恒流驱动模块可以为多个并联的，使得每个恒流驱动模块的热度更低，提高LED光源的使用寿命。

本实施例中，当温度传感器检测到温度高于一定值时，控制不输出脉冲信号至LED光源，保证为微控制器及其他器件提供电源的电池能够安全使用。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。