1.本实用新型涉及内窥镜技术领域,特别是涉及一种光源装置。本实用新型还涉及一种内窥镜检查系统。
背景技术:
2.内窥镜检查系统已经广泛地应用于对人类患者或动物的诊断和。内窥镜与光源装置连接,可以通过其细长的插入部分,插入到受检对象的体腔,照亮腔内,并通过插入部分头端的成像器件对体腔内进行成像。
3.光源装置可以是包括白光和特殊光的光源,白光用于普通观察模式,特殊光用于观察组织表面微血管或表面结构,或其他特性的组织。在现有的一些光源装置中,可以使用多种不同波长的发光器件组合,来输出白光和/或特殊光。具体为,多种不同波长的光经合光
组件汇合后通过汇聚
透镜聚焦于内窥镜的进光端,并被导入内窥镜中。然而,汇合后产生的
光束截面较大,在汇聚透镜的聚焦处的光斑也较大,而内窥镜的进光端的截面较小,这样,导致耦合进内窥镜中的光较少,造成大量的光损失,并产生较大的热量。
技术实现要素:
4.本实用新型的目的是提供一种光源装置,用于内窥镜检查系统,可以使输出至内窥镜进光端的光斑小于或等于内窥镜进光端的端面,以提高光耦合进入内窥镜中的效率,减少光损失以及产热量。本实用新型还提供一种内窥镜检查系统。
5.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
6.一种光源装置,用于内窥镜检查系统,包括发光模组和汇聚组件,
所述汇聚组件设置于所述发光模组的出光光路上,用于将所述发光模组的出射光束汇聚至内窥镜的进光端;
7.所述发光模组包括发光器件和光束处理组件,所述光束处理组件设置于所述发光器件的出光一侧,所述光束处理组件用于调整所述发光器件出射光的光束截面大小,使得输出至所述内窥镜的进光端的光斑小于或等于所述内窥镜的进光端端面。
8.可选地,所述光束处理组件包括沿着所述发光器件的光轴依次排列的至少两级子处理组件,所述至少两级子处理组件用于逐级减小所述发光器件出射光的光束角度,直至所述光束角度变为0;
9.其中,所述光束角度是指所述发光器件出射的光线与所述发光器件的主光轴之间的最大夹角。
10.可选地,所述光束处理组件包括沿着所述发光器件的光轴依次排列的准直子组件和至少一级缩束子组件,所述准直子组件用于将所述发光器件的出射光进行准直并使准直后的光束入射至所述缩束子组件,任一级所述缩束子组件用于将入射至本缩束子组件的平行光束的截面缩小。
11.可选地,所述缩束子组件包括汇聚透镜和准直透镜,所述汇聚透镜用于将入射至
本汇聚透镜的光束汇聚并出射至所述准直透镜,所述准直透镜用于对入射至本准直透镜的光束进行准直。
12.可选地,所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜到所述发光器件的距离满足以下条件式:
13.2esinα1=2fsinα2;
14.其中,n表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜到所述发光器件的距离,f表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜的直径,e表示所述发光器件发光面的直径,α1表示所述发光器件出射光的光束角度,α2表示所述发光器件出射光通过所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜后的光束角度。
15.可选地,所述汇聚组件包括沿着光轴依次排列的至少两级子汇聚组件,任一级所述子汇聚组件用于调整入射至本子汇聚组件的光束角度以及光束截面大小,使得通过本子汇聚组件的光束截面减小;
16.距离所述内窥镜的进光端最近的所述子汇聚组件还用于将光束汇聚至所述内窥镜的进光端。
17.可选地,任一级所述子汇聚组件包括至少两个透镜。
18.可选地,包括至少两个所述发光模组,所述光源装置还包括合光组件,所述合光组件用于将至少两个所述发光模组的出射光汇合为一束,使汇合光束入射至所述汇聚组件。
19.可选地,至少两个所述发光模组包括相邻且并列布置的第一发光模组和第二发光模组,所述合光组件包括并列布置的第一合光片和第二合光片,所述第一合光片与所述第一发光模组对应,所述第二合光片与所述第二发光模组对应;
20.所述第一合光片的尺寸与入射至所述第一合光片的光束截面大小正相关,所述第二合光片的尺寸与入射至所述第二合光片的光束截面大小正相关,所述第一发光模组和所述第二发光模组之间距离满足以下条件式:l
1 sinθ1≥d,l
2 sinθ2≥d;
21.其中,d1表示所述第一发光模组和所述第二发光模组之间距离,l1表示所述第一合光片的长度,θ1表示所述第一合光片与入射至所述第一合光片的光束的夹角,l2表示所述第二合光片的长度,θ2表示所述第二合光片与入射至所述第二合光片的光束的夹角,d表示汇合光束的直径。
22.可选地,所述汇聚组件中距离所述合光组件最近的透镜直径大于或等于所述汇合光束的直径。
23.一种内窥镜检查系统,至少包括光源装置和内窥镜,所述光源装置的出射光汇聚至所述内窥镜的进光端,所述内窥镜内设置有导光部,所述导光部用于将进入的光传导,使光从所述内窥镜的出光端发射出,所述光源装置采用以上所述的光源装置。
24.由上述技术方案可知,本实用新型所提供的一种光源装置,包括发光模组和汇聚组件,汇聚组件设置于发光模组的出光光路上,用于将发光模组的出射光束汇聚至内窥镜的进光端。其中,发光模组包括发光器件和光束处理组件,光束处理组件设置于发光器件的出光一侧,光束处理组件用于调整发光器件出射光的光束截面大小,使得输出至内窥镜的
进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面,由此,可以提高光耦合进入内窥镜中的效率,减少光损失以及产热量。
25.本实用新型还提供一种内窥镜检查系统,能够达到上述有益效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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他的附图。
27.图1为本实用新型一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图;
28.图2为本实用新型又一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图;
29.图3为本实用新型又一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图;
30.图4为本实用新型实施例的光束处理组件中距离发光器件最近的透镜与发光器件的相对位置示意图;
31.图5为本实用新型一实施例提供的一种光源装置的汇聚组件的示意图;
32.图6为本实用新型又一实施例提供的一种光源装置的汇聚组件的示意图;
33.图7为本实用新型实施例的光源装置采用的一个二向镜的光谱透过率曲线;
34.图8为本实用新型一实施例提供的一种光源装置的结构示意图;
35.图9为本实用新型又一实施例提供的一种光源装置的结构示意图;
36.图10为现有的一种光源装置的结构示意图;
37.图11为对图9所示的光学结构仿真得到的在汇聚面的光斑及其数据分析图;
38.图12为对图10所示的光学结构仿真得到的在汇聚面的光斑及其数据分析图。
39.说明书附图中的附图标记包括:
40.第一透镜-101,第二透镜-102,准直透镜-103,准直子组件-104,缩束子组件-105,第三透镜-106,第四透镜-107,第一子汇聚组件-108,第二子汇聚组件-109,第五透镜-110,第六透镜-111,第七透镜-112,第八透镜-113,第九透镜-114,第十透镜-115,第十一透镜-116,第十二透镜-117;
41.观测对象-200,第一发光模组-201,第二发光模组-202,第三发光模组-203,第四发光模组-204,第一合光片-205,第二合光片-206,第三合光片-207,光束处理组件-208,汇聚组件-209,内窥镜-210;
42.第一发光器件-301,第二发光器件-302,第三发光器件-303,第四发光器件-304,汇聚透镜-305。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
44.本实施例提供一种光源装置,用于内窥镜检查系统,包括发光模组和汇聚组件,所述汇聚组件设置于所述发光模组的出光光路上,用于将所述发光模组的出射光束汇聚至内窥镜的进光端;
45.所述发光模组包括发光器件和光束处理组件,所述光束处理组件设置于所述发光器件的出光一侧,所述光束处理组件用于调整所述发光器件出射光的光束截面大小,使得输出至所述内窥镜的进光端的光斑小于或等于所述内窥镜的进光端端面。
46.发光器件的出射光通过光束处理组件后发射出,通过光束处理组件调整发光器件出射光的光束截面大小,使得发光模组的出射光束通过汇聚组件汇聚后,输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面。因此,本实施例的光源装置可以使输出至内窥镜进光端的光斑小于或等于内窥镜进光端端面,以提高光耦合进入内窥镜中的效率,减少光损失以及产热量。
47.可选地,光束处理组件可包括一片透镜,比如采用一片准直透镜,该准直透镜能够将发光器件的出射光进行准直并且使得准直后的光束通过汇聚组件聚焦后,输出至内窥镜进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面。但在实际应用中,设计出满足上述应用要求的准直透镜难度较大,比如当设计出的准直透镜对发光器件出射光的准直效果满足要求时,该准直透镜只能设置在距离发光器件相对较远的位置处,对应地,该准直透镜出射的平行光束的直径通常会比较大。可参考图1所示,图1为一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图,如图所示,准直透镜103设置于发光器件100的出光一侧,将发光器件100的出射光进行准直,出射光束的直径为a。
48.优选地在一些实施方式中,光束处理组件可包括沿着所述发光器件的光轴依次排列的至少两级子处理组件,所述至少两级子处理组件用于逐级减小所述发光器件出射光的光束角度,直至所述光束角度变为0。其中,所述光束角度是指发光器件出射的光线,与发光器件的主光轴之间的最大夹角,当所述光束角度变为0时,光束与发光器件的主光轴平行,成为平行光。
49.本实施方式中,光束处理组件通过多级子处理组件对发光器件的出射光进行逐级准直,既可以获得较佳的准直效果,又可有效地减小光束截面。本实施方式中,对光束处理组件包括的子处理组件数量不做限定,对每一子处理组件包括的透镜数量、透镜面形不做限定。示例地可参考图2,图2为又一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图,如图所示,光束处理组件包括沿着发光器件100的光轴依次排列的第一透镜101和第二透镜102,其中,第一透镜101对发光器件100的出射光束进行初级准直,使出射光束的光束角度从α1缩小至α2,第二透镜102则对第一透镜101出射的光束进行次级准直,使出射光束形成满足准直要求的平行光(光束角度为0)。图2所示发光模组的出射光束直径为a,与图1所示发光模组相比,图2所示发光模组的出射光束直径a小于图1所示发光模组的出射光束直径a。可见,在本实施方式中,通过第一透镜101进行初级准直,通过第二透镜102进行次级准直,可以在容易地实现较佳准直效果的同时,使光束截面减小。
50.需要说明的是,在图2所示的发光模组中,是以包括两级子处理组件以及两个子处理组件都只包括一片透镜为例说明的,可以理解的是,在其他实施例中,光束处理组件可包括其他数量的子处理组件以及每一子处理组件可包括其他数量的透镜,也都在本实用新型保护范围内。
51.在一些实施方式中,光束处理组件包括沿着发光器件的光轴依次排列的准直子组件和至少一级缩束子组件,准直子组件用于将所述发光器件的出射光进行准直并使准直后的光束入射至所述缩束子组件,任一级所述缩束子组件用于将入射至本缩束子组件的平行光束的截面缩小,本实施方式中,通过准直子组件对发光器件出射光的准直作用以及缩束子组件对光束的缩束作用,实现将发光模组的出射光束截面减小,以使得输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面。
52.本实施方式中,对准直子组件包括的透镜数量、透镜面形不做限定,对光束处理组件包括的缩束子组件数量不做限定,对任一缩束子组件包括的透镜数量、透镜面形不做限定。优选地,准直子组件可包括沿着光轴依次排列的至少两个透镜,任一透镜使得入射至本透镜的光束通过本透镜后光束角度减小,从而通过各个透镜依次减小光束角度,达到对通过光束进行准直的目的。可选地,缩束子组件可包括汇聚透镜和准直透镜,汇聚透镜用于将入射至本汇聚透镜的光束汇聚并出射至准直透镜,准直透镜用于对入射至本准直透镜的光束进行准直,由此,可进一步缩小平行光束的光束截面。示例地可参考图3,图3为又一实施例提供的一种光源装置的发光模组的示意图,如图所示,光束处理组件包括沿着发光器件100的光轴依次排列的准直子组件104和缩束子组件105,准直子组件104将发光器件100的出射光进行准直,缩束子组件105使准直子组件104出射的平行光束的直径缩小。其中,准直子组件104包括沿着光轴依次排列的第一透镜101和第二透镜102,每一透镜使得光束角度减小,从而实现将光束准直的效果。缩束子组件105包括沿着光轴依次排列的第三透镜106和第四透镜107,第三透镜106将入射至本透镜的光束汇聚并使光束出射至第四透镜107,第四透镜107对入射至本透镜的光束进行准直。其中第三透镜106为凸透镜,第四透镜107为平凹透镜。在图3所示的发光模组中,是以对光束进行准直的准直透镜即第四透镜107采用平凹透镜为例说明的,可以理解的是,在其他实施例中,也可采用其它面形的准直透镜。
53.图3所示发光模组的出射光束直径为a
′
。与图2所示发光模组相比,图3所示发光模组的出射光束直径a
′
小于图2所示发光模组的出射光束直径a。可见,本实施方式中光束处理组件通过采用准直子组件对发光器件100出射光进行准直并进一步通过缩束子组件缩束,能够有效地减小发光模组的出射光束截面。
54.进一步地可参考图4,图4为本实施例的光束处理组件中距离发光器件最近的透镜与发光器件的相对位置示意图,如图所示,根据光学扩展量守恒,要求光束处理组件中距离发光器件100最近的透镜101的光学扩展量和发光器件100的光学扩展量相同,即要满足2esinα1=2fsinα2,根据该公式,可以根据发光器件100发光面的直径e以及角度α1、α2得到该透镜101的直径f。进一步地,光束处理组件中距离所述发光器件100最近的透镜101到所述发光器件100的距离满足以下条件式:
55.2esinα1=2fsinα2;
56.其中,n表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜到所述发光器件的距离,f表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜的直径,e表示所述发光器件发光面的直径,α1表示所述发光器件出射光的光束角度,α2表示所述发光器件出射光通过所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜后的光束角度。
57.本实施例中,对汇聚组件的结构不做限定,只要能够实现将发光模组的出射光束
汇聚至内窥镜的进光端即可。优选地在一些实施方式中,汇聚组件包括沿着光轴依次排列的至少两级子汇聚组件,任一级所述子汇聚组件用于调整入射至本子汇聚组件的光束角度以及光束截面大小,使得通过本子汇聚组件的光束截面减小;距离所述内窥镜的进光端最近的所述子汇聚组件还用于将光束汇聚至所述内窥镜的进光端。本实施方式中,汇聚组件通过多级子汇聚组件对发光模组的出射光束进行分级汇聚,可以有效地将发光模组的出射光束汇聚,减小输出至内窥镜进光端的光斑。
58.本实施例中,对汇聚组件包括的子汇聚组件的数量不做限定,对任一子汇聚组件包括的透镜数量、透镜面形不做限定。优选地,任一级子汇聚组件可包括至少两个透镜。示例地可参考图5,图5为一实施例提供的一种光源装置的汇聚组件的示意图,如图所示,汇聚组件包括第一子汇聚组件108和第二子汇聚组件109,第一子汇聚组件108包括第五透镜110和第六透镜111,第二子汇聚组件109包括第七透镜112和第八透镜113。第五透镜110为凸透镜,第六透镜111为平凸透镜,第七透镜112为平凸透镜,第八透镜113为平凸透镜。其中各个透镜的面形、直径均不相同,第八透镜113距离内窥镜的进光端最近,第八透镜113的直径最小。
59.又比如可参考图6,图6为又一实施例提供的一种光源装置的汇聚组件的示意图,如图所示,汇聚组件包括第一子汇聚组件108和第二子汇聚组件109,第一子汇聚组件108包括第九透镜114和第十透镜115,第二子汇聚组件109包括第十一透镜116和第十二透镜117。第九透镜114为凸透镜,第十透镜115为平凹透镜,第十一透镜116为平凸透镜,第十二透镜117为平凸透镜。其中各个透镜的面形、直径均不相同,第十二透镜117距离内窥镜的进光端最近,第十二透镜117的直径最小。
60.可以理解的是,图5和图6所示的汇聚组件仅用于举例说明,并不用于限定本技术中汇聚组件的结构,在其它实施例中,汇聚组件可以是其它结构,包括的透镜数量不限于四个,透镜面形可以根据具体要求进行设计,也都在本实用新型保护范围内。
61.在实际应用中,可以根据内窥镜的进光端端面大小,确定出本光源装置输出至内窥镜进光端的光斑大小,进一步,根据汇聚组件对光束的缩小倍率确定出入射至汇聚组件的光束直径,进一步确定出发光模组的出射光束直径,进而对发光模组的光束处理组件进行光学设计,使发光模组的出射光束直径满足要求。优选地,在以上各实施方式中,光束处理组件包括的任一透镜可以为非球面透镜,汇聚组件包括的任一透镜可以为非球面透镜。采用非球面透镜可以降低散并且透镜厚度较薄,有助于使得光源装置轻型化。
62.进一步地,在一些实施方式中,光源装置包括至少两个所述发光模组,光源装置还包括合光组件,所述合光组件用于将至少两个所述发光模组的出射光汇合为一束,使汇合光束入射至所述汇聚组件。各发光模组的出射光可以分别是不同波长光,本光源装置通过将各发光模组出射的不同波长光汇合,得到所需求的照明光。
63.本实施例中,对合光组件的结构不做限定,只要能够实现将各个发光模组的出射光汇合为一束即可。在一些实施方式中,合光组件可包括至少一个合光片,所述合光片用于将入射光分离出预设光谱并改变预设光谱的传播光路方向,使得以不同光路入射至所述合光片的两个光束汇合为一束。合光片可采用二向镜,也称为双镜。二向镜对一些波长的光几乎完全透过,而对另一些波长的光几乎全部反射。示例的可参考图7,图7为本实施例的光源装置采用的一个二向镜的光谱透过率曲线,可以看出,该二向镜对蓝光到红光
波段(具体430~680nm)的透过率接近100%,对紫外波段(具体400~430nm)的透过率很低,可反射紫外波段。
64.优选地,汇聚组件中距离所述合光组件最近的透镜直径大于或等于所述汇合光束的直径,这样保证合光组件的出射光束能够全部地进入汇聚组件,降低光能量损失。
65.进一步地,至少两个发光模组包括相邻且并列布置的第一发光模组和第二发光模组,所述合光组件包括并列布置的第一合光片和第二合光片,所述第一合光片与所述第一发光模组对应,所述第二合光片与所述第二发光模组对应;所述第一合光片的尺寸与入射至所述第一合光片的光束截面大小正相关,所述第二合光片的尺寸与入射至所述第二合光片的光束截面大小正相关。在实际应用中,可以根据内窥镜的进光端端面大小,确定出本光源装置输出至内窥镜进光端的光斑大小,进一步,根据汇聚组件对光束的缩小倍率确定出入射至汇聚组件的汇合光束直径,进一步根据汇合光束的直径确定出各个发光模组的出射光束直径,进而设计与各个发光模组对应的合光片尺寸。
66.第一发光模组和第二发光模组之间距离与第一合光片的尺寸以及第二合光片的尺寸相关。本光源装置中,由于要求输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面,因此设计各个发光模组的出射光束截面都减小,第一发光模组的出射光束截面和第二发光模组的出射光束截面都减小,可以相应设计第一合光片的尺寸减小,第二合光片的尺寸减小,相应可以进一步优化第一发光模组和第二发光模组之间距离,可以减小第一发光模组和第二发光模组之间距离,以使得光源装置的结构紧凑,减小光源装置的体积。因此,本实施例的光源装置中,通过对发光模组中的光束处理组件优化,使得发光模组的出射光束截面减小,不仅达到输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面的目的,还可以使光源装置的结构紧凑,体积减小。
67.示例地可参考图8,图8为一实施例提供的一种光源装置的结构示意图,如图所示,光源装置包括第一发光模组201、第二发光模组202以及第一合光片205、第二合光片206,其中,假定经由第一合光片205形成汇合光束,则第一合光片205可反射第一发光模组201出射的光束,透射第二发光模组202出射的光束,第二合光片206可反射第二发光模组202出射的光束。第一发光模组201和第二发光模组202并列设置,第一发光模组201和第二发光模组202之间距离为d1,第一合光片205的长度为l1,第二合光片206的长度为l2。第一发光模组201和第二发光模组202之间距离d1满足以下条件式:
68.l1sinθ1≥d,l
2 sinθ2≥d;
69.其中,d1表示所述第一发光模组和所述第二发光模组之间距离,l1表示所述第一合光片的长度,θ1表示所述第一合光片与入射至所述第一合光片的光束的夹角,l2表示所述第二合光片的长度,θ2表示所述第二合光片与入射至所述第二合光片的光束的夹角,d表示汇合光束的直径。
70.另外可参考图8,对于每一发光模组,比如发光模组201,光束处理组件208中距离发光器件最近的透镜到发光器件的距离为n,在实际应用中透镜通常固定于镜框,透镜到发光器件之间的距离n还需考虑镜框,n大于m,m表示沿着透镜轴向镜框端边到透镜中心的距离。若根据公式计算得到的n小于m,可以将m的取值作为n的取值。
71.进一步地可参考图9,图9为又一实施例提供的一种光源装置的结构示意图,如图所示,光源装置包括第一发光模组201、第二发光模组202、第三发光模组203、第四发光模组204以及第一合光片205、第二合光片206和第三合光片207。在每一发光模组中在发光器件100的出光侧设置有光束处理组件208。第一发光模组201、第二发光模组202和第三发光模组203并列设置,第一发光模组201和第二发光模组202之间距离为d1,第二发光模组202和第三发光模组203之间距离为d2,第一合光片205的长度为l1,第二合光片206的长度为l2。
72.可对比参考图10,图10为现有的一种光源装置的结构示意图,如图所示,光源装置包括第一发光器件301、第二发光器件302、第三发光器件303、第四发光器件304以及第一合光片205、第二合光片206和第三合光片207。在每一发光器件的出光侧设置有单个准直透镜103。在第一合光片205的出射光路上设置有单个汇聚透镜305。第一发光器件301、第二发光器件302和第三发光器件303并列设置,第一发光器件301和第二发光器件302之间距离为d
′1,第二发光器件302和第三发光器件303之间距离为d
′2,第一合光片205的长度为l
′1,第二合光片206的长度为l
′2。相对于图9所示的光源装置,图8所示的光源装置中可以设置l1<l
′1,l2<l
′2,d1<d
′1,d1<d
′1。
73.对于图9所示的光源装置中,可选地,第一发光模组201、第二发光模组202、第三发光模组203、第四发光模组204的发光器件100的发出光可依次为紫外光、蓝光、绿光和红光。发光器件100可以为但不限于led或者激光器。各个合光片以45
°
设置,例如,第一合光片205可采用具有图7所示的光谱透过率曲线的二向镜(反射紫外光,透射蓝光、绿光和红光),第二合光片206反射蓝光透射绿光和红光,第三合光片207反射绿光透射红光。汇合光束通过汇聚组件209后汇聚至内窥镜210的进光端,光通过内窥镜210传导,从内窥镜210的出光端发射出,照射到观测对象200。其中,每一发光模组的光束处理组件使发光模组的出射光束截面减小,进一步使通过合光组件后产生的汇合光束截面减小,汇合光束经过汇聚组件209,将光束在聚焦处的截面上获得一个较小的光斑,该光斑可小于或等于内窥镜210内的进光端的截面,这样在内窥镜210的导光部在汇聚组件209的聚焦处接收到的光就较多,增加了耦合到内窥镜210的光通量。
74.示例的,使用相同的发光器件对如图9和如图10所示的光学结构进行仿真,各led发光器件输出的总光通量为4100lm。请参考图11,图11为对图9所示的光学结构仿真得到的在汇聚面的光斑(以照度为标准)及其数据分析图,如图11所示,可以看出,该光斑的面积约为2*2=4mm2,在图9所示的内窥镜210进光端接收到的光通量为2781lm,则耦合效率为67.8%。请参考图12,图12为对图10所示的光学结构仿真得到的在汇聚面的光斑(以照度为标准)及其数据分析图,可以看出,该光斑的面积约为3*3=9mm2,在图10所示的内窥镜210进光端接收到的光通量为1792lm,则耦合效率为43.7%。上述结果可以说明利用图9所示的结构可以减小汇聚光斑,提高光耦合进内窥镜的耦合效率。
75.本实施例还提供一种内窥镜检查系统,至少包括光源装置和内窥镜,所述光源装置的出射光汇聚至所述内窥镜的进光端,所述内窥镜内设置有导光部,所述导光部用于将进入的光传导,使光从所述内窥镜的出光端发射出,所述光源装置采用以上所述的光源装置。
76.本实施例的内窥镜检查系统采用的光源装置中,发光模组包括发光器件和光束处理组件,光束处理组件设置于发光器件的出光一侧,光束处理组件用于调整发光器件出射
光的光束截面大小,使得输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面,以提高光耦合进入内窥镜中的效率,减少光损失以及产热量。因此,本实施例的内窥镜检查系统可以使输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面,提高了光耦合进入内窥镜中的效率,减少了光损失以及产热量。
77.以上对本实用新型所提供的一种光源装置及内窥镜检查系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
技术特征:
1.一种光源装置,用于内窥镜检查系统,其特征在于,包括发光模组和汇聚组件,所述汇聚组件设置于所述发光模组的出光光路上,用于将所述发光模组的出射光束汇聚至内窥镜的进光端;所述发光模组包括发光器件和光束处理组件,所述光束处理组件设置于所述发光器件的出光一侧,所述光束处理组件用于调整所述发光器件出射光的光束截面大小,使得输出至所述内窥镜的进光端的光斑小于或等于所述内窥镜的进光端端面。2.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光束处理组件包括沿着所述发光器件的光轴依次排列的至少两级子处理组件,所述至少两级子处理组件用于逐级减小所述发光器件出射光的光束角度,直至所述光束角度变为0;其中,所述光束角度是指所述发光器件出射的光线与所述发光器件的主光轴之间的最大夹角。3.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光束处理组件包括沿着所述发光器件的光轴依次排列的准直子组件和至少一级缩束子组件,所述准直子组件用于将所述发光器件的出射光进行准直并使准直后的光束入射至所述缩束子组件,任一级所述缩束子组件用于将入射至本缩束子组件的平行光束的截面缩小。4.根据权利要求3所述的光源装置,其特征在于,所述缩束子组件包括汇聚透镜和准直透镜,所述汇聚透镜用于将入射至本汇聚透镜的光束汇聚并出射至所述准直透镜,所述准直透镜用于对入射至本准直透镜的光束进行准直。5.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜到所述发光器件的距离满足以下条件式:2esinα1=2fsinα2;其中,n表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜到所述发光器件的距离,f表示所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜的直径,e表示所述发光器件发光面的直径,α1表示所述发光器件出射光的光束角度,α2表示所述发光器件出射光通过所述光束处理组件中距离所述发光器件最近的透镜后的光束角度。6.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,所述汇聚组件包括沿着光轴依次排列的至少两级子汇聚组件,任一级所述子汇聚组件用于调整入射至本子汇聚组件的光束角度以及光束截面大小,使得通过本子汇聚组件的光束截面减小;距离所述内窥镜的进光端最近的所述子汇聚组件还用于将光束汇聚至所述内窥镜的进光端。7.根据权利要求6所述的光源装置,其特征在于,任一级所述子汇聚组件包括至少两个透镜。8.根据权利要求1-7任一项所述的光源装置,其特征在于,包括至少两个所述发光模组,所述光源装置还包括合光组件,所述合光组件用于将至少两个所述发光模组的出射光汇合为一束,使汇合光束入射至所述汇聚组件。9.根据权利要求8所述的光源装置,其特征在于,至少两个所述发光模组包括相邻且并列布置的第一发光模组和第二发光模组,所述合光组件包括并列布置的第一合光片和第二合光片,所述第一合光片与所述第一发光模组对应,所述第二合光片与所述第二发光模组
对应;所述第一合光片的尺寸与入射至所述第一合光片的光束截面大小正相关,所述第二合光片的尺寸与入射至所述第二合光片的光束截面大小正相关,所述第一发光模组和所述第二发光模组之间距离满足以下条件式:l1sinθ1≥d,l2sinθ2≥d;其中,d1表示所述第一发光模组和所述第二发光模组之间距离,l1表示所述第一合光片的长度,θ1表示所述第一合光片与入射至所述第一合光片的光束的夹角,l2表示所述第二合光片的长度,θ2表示所述第二合光片与入射至所述第二合光片的光束的夹角,d表示汇合光束的直径。10.根据权利要求8所述的光源装置,其特征在于,所述汇聚组件中距离所述合光组件最近的透镜直径大于或等于所述汇合光束的直径。11.一种内窥镜检查系统,其特征在于,至少包括光源装置和内窥镜,所述光源装置的出射光汇聚至所述内窥镜的进光端,所述内窥镜内设置有导光部,所述导光部用于将进入的光传导,使光从所述内窥镜的出光端发射出,所述光源装置采用权利要求1至10任一项所述的光源装置。
技术总结
本实用新型公开了一种光源装置及内窥镜检查系统,光源装置包括发光模组和汇聚组件,汇聚组件设置于发光模组的出光光路上,用于将发光模组的出射光束汇聚至内窥镜的进光端。其中,发光模组包括发光器件和光束处理组件,光束处理组件设置于发光器件的出光一侧,光束处理组件用于调整发光器件出射光的光束截面大小,使得输出至内窥镜的进光端的光斑小于或等于内窥镜的进光端端面,以提高光耦合进入内窥镜中的效率,减少光损失以及产热量。减少光损失以及产热量。减少光损失以及产热量。
技术研发人员:
刘琼
受保护的技术使用者:
深圳开立生物医疗科技股份有限公司
技术研发日:
2022.09.30
技术公布日:
2023/2/20