内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头以及内窥镜的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统。

背景技术：

2.电子内窥镜常用于医疗诊断、微创手术等，为提高诊断效率，在临床使用过程中通常需要大视场广角观察病灶，等发现可疑病灶区域后，又需要高分辨显微观察，以提高诊断准确性，这就需要对内窥镜的成像物镜有光学焦距可调的功能要求。
3.目前常规具有光学变焦功能的电子内窥镜，由于整个插入部空间的限制，镜头所占空间十分狭小，导致变焦机构的设计及实现难度很大，部分现有方案采用在操作部设置电机旋转带动同步钢丝在头端实现旋转运动转换为直线运动的方式，部分采用推拉钢丝驱动头端部移动镜组实现变焦，但是在旋转或推拉过程均需要对应的钢丝绳，就使得在内窥镜弯曲部弯曲的时候会对执行变焦驱动的钢丝绳产生一定的位移影响，也就很难保证移动镜组的定位准确性。
4.需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统，可以解决成像物镜光学变焦过程中的稳定性问题，保证移动镜组的定位准确性。
6.为达到上述目的，本发明提供一种内窥镜的成像物镜机构，包括镜头座以及安装于镜头座内的第一固定镜组、第二固定镜组和移动镜组；移动镜组设置于第一固定镜组和第二固定镜组之间，且移动镜组、第一固定镜组和第二固定镜组的光轴共线设置；镜头座内还设有一移动框，移动框的外周与镜头座的内壁之间具有间隙，移动镜组安装于移动框内，移动框的外周嵌设有第一磁体，镜头座的内壁上对应嵌设有第二磁体，第一磁体与第二磁体环套设置，第一磁体和第二磁体中的至少一者为通电线圈，第一磁体和第二磁体能够相互吸引和相互排斥，以驱动移动框沿光轴的延伸方向往复运动；镜头座内还设有弹性复位机构，弹性复位机构设置于镜头座与移动框之间。
7.可选的，移动框的外周嵌设有一线圈，通电后的线圈能够形成第一磁体，第二磁体为永磁体，且第二磁体的数目为多个，多个第二磁体围绕光轴均匀布置。
8.可选的，移动框的外周设有与线圈相配合的环形凹槽，线圈嵌设于环形凹槽内。
9.可选的，镜头座的内壁上设有多个与第二磁体一一对应设置的安装槽，第二磁体嵌设于安装槽内。
10.可选的，弹性复位机构包括第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件设置于镜头座与移动框的远端之间，第二弹性件设置于镜头座与移动框的近端之间。
11.可选的，第一弹性件包括多个绕光轴均匀设置的第一弹簧，第一弹簧的远端与镜头座相连，第一弹簧的近端与移动框的远端相连；和/或第二弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第二弹簧，第二弹簧的近端与镜头座相连，第二弹簧的远端与移动框的近端相连。
12.可选的，第一弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第一弹片，第一弹片设有第一定位孔，镜头座的远端对应设置有与第一定位孔相配合的第一定位柱，第一弹片还设有第二定位孔，移动框的远端对应设置有与第二定位孔相配合的第二定位柱；和/或第二弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第二弹片，第二弹片设有第三定位孔，移动框的近端对应设置有与第三定位孔相配合的第三定位柱，第二弹片还设有第四定位孔，镜头座的近端对应设置有与第四定位孔相配合的第四定位柱。
13.可选的，镜头座沿远端至近端的方向包括相连的第一壳体和第二壳体，第一固定镜组设于第一壳体的远端内，移动框设于第一壳体的近端内，第二磁体设于第一壳体的内壁上，第二固定镜组设于第二壳体内，第一弹性件与第一壳体相连，第二弹性件与第二壳体相连。
14.可选的，第一壳体内设有第一限位部，移动框的远端设有朝向第一限位部凸起的第一凸出部。
15.可选的，第二壳体内设有第二限位部，移动框的近端设有朝向第二限位部凸起的第二凸出部。
16.可选的，第二壳体内还设有一用于安装第二固定镜组的镜筒，第二壳体内设有一台阶部，镜筒的外周设有一与台阶部相配合的搭接部。
17.可选的，第一壳体的近端设有安装位，第二壳体的远端对应设有与安装位相配合的连接部，第二壳体的远端沿其外周周向延伸以形成连接部。
18.可选的，镜头座内还设有沿光轴的延伸方向平行设置的导向柱，移动框上对应设置有与导向柱相配合的导向孔。
19.为实现上述目的，本发明还提供一种可变焦镜头，包括上文的内窥镜的成像物镜机构、安装座以及设于安装座内的图像传感器，安装座的远端套设于镜头座的近端上，图像传感器设于安装座的近端内。
20.为实现上述目的，本发明还提供一种内窥镜，包括上文的可变焦镜头。
21.为实现上述目的，本发明还提供一种内窥镜系统，包括上文的内窥镜。
22.与现有技术相比，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统具有以下优点：本发明提供的内窥镜的成像物镜机构包括镜头座以及安装于镜头座内的第一固定镜组、第二固定镜组和移动镜组；移动镜组设置于第一固定镜组和第二固定镜组之间，且移动镜组、第一固定镜组和第二固定镜组的光轴共线设置；镜头座内还设有一移动框，移动框的外周与镜头座的内壁之间具有间隙，移动镜组安装于移动框内，移动框的外周嵌设有第一磁体，镜头座的内壁上对应嵌设有第二磁体，第一磁体与第二磁体环套设置，第一磁体和第二磁体能够相互吸引和相互排斥，以驱动移动框沿光轴的延伸方向往复运动；镜头座内还设有弹性复位机构，弹性复位机构设置于镜头座与移动框之间。由此，相比于现有技术，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构通过采用磁力驱动移动镜组沿光轴的延伸方向进行往复运动，可以使得移动镜组的位移不受内窥镜的弯曲部的弯曲角度的影响，从而可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组定位的准确性，进
152；第一定位孔-1521；第二定位孔-1522；第二弹簧-161；线缆-170；镜筒-180；第一筒体-181；第二筒体-182；搭接部-183；安装座-200；图像传感器-300；可变焦镜头-10；头端罩-20；头端座-30；弯曲部-40；器械通道-50。
具体实施方式
33.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。另外，如果本文的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
34.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
中心”、
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
长度”、
“ꢀ
宽度”、
“ꢀ
厚度”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”、
“ꢀ
轴向”、
“ꢀ
径向”、
“ꢀ
周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语
“ꢀ
安装”、
“ꢀ
相连”、
“ꢀ
连接”、
“ꢀ
固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之
“ꢀ
上”或之
“ꢀ
下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征
“ꢀ
之上”、
“ꢀ
上方”和
“ꢀ
上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征
“ꢀ
之下”、
“ꢀ
下方”和
“ꢀ
下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.本发明的核心思想在于提供一种内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统，可以解决成像物镜光学变焦过程中的稳定性问题，保证移动镜组的定位准确性。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明中所称的“近端”是指靠近操作者的一端，所称的“远端”是指远离操作者的一端，也即靠近病灶的一端。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明中所称的“多个”包括“两个”的情形。
39.为实现上述思想，本发明提供一种内窥镜的成像物镜机构，请参考图1，其示意性地给出了本发明第一种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构中的移动镜组在初始位置处的结构示意图。如图1所示，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100包括镜头座110以及安装于镜头座110内的第一固定镜组121、第二固定镜组122和移动镜组123；移动镜组123设置于第一固定镜组121和第二固定镜组122之间，且移动镜组123、第一固定镜组121和第二固定镜组122的光轴共线设置；镜头座110内还设有一移动框130，移动框130的外周与镜头座110的内壁之间具有间隙，移动镜组123安装于移动框130内，移动框130的外周嵌设有第一磁体，镜头座110的内壁上对应嵌设有第二磁体142，第一磁体与第二磁体142环套设置，第一磁体和第二磁体142能够相互吸引和相互排斥，以驱动移动框130沿光轴的延伸方向往复运动；镜头座110内还设有弹性复位机构（图中未示出），弹性复位机构设置于镜头座110与移动框130之间。
40.由此，相比于现有技术，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100通过采用磁力驱动移动镜组123沿光轴的延伸方向进行往复运动，可以使得移动镜组123的位移不受内窥镜的弯曲部40的弯曲角度的影响，从而可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组123定位的准确性，进而可以有效实现变焦。此外，本发明通过在镜头座110内设置弹性复位机构，不仅可以保证移动框130的初始位置定位精准，还可以起到磁力补偿的作用，当通电时在电磁力的驱动下，实现移动框130的移动，在移动过程中弹性复位机构可以起到缓冲作用，从而使得本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100变焦平稳，当断电后，在弹性复位机构的作用下，移动框130能够恢复到其初始位置。另外，由于第一磁体是嵌设于移动框130的外周的，第二磁体142是嵌设于镜头座110的内壁上的，且第一磁体与第二磁体142是环套设置的，因此可以节省内部空间，通过有效利用镜头座110内部的有限空间，不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加，同时，移动镜组123、移动框130以及第一磁体三者集成为一体，有效减少了内部零件的数量，装配简单，且可靠性较高。此外，由于移动模块（包括移动镜组123、移动框130以及第一磁体）的移动、定位精度可以靠弹性复位机构保证，因此对第一磁体、第二磁体142以及对应的安装结构件的精度要求会降低。进一步地，由于移动框130的外周与镜头座110的内壁之间具有间隙，因此，移动模块（包括移动镜组123、移动框130以
及第一磁体）在移动过程中，不会与第二磁体142以及镜头座110的内壁之间发生磨损，从而可以有效防止因磨损所产生的细小粉末粘附到镜片上进而影响采集到的图像的质量的问题的发生。
41.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，移动框130的轴线与镜头座110的轴线共线设置且与光轴共线设置。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，第一固定镜组121、移动镜组123和第二固定镜组122均包括至少一个镜片，本发明对第一固定镜组121、移动镜组123以及第二固定镜组122所包括的镜片数不作限制，具体可以根据实际情况进行设置。
42.进一步地，如图1所示，弹性复位机构包括第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件设置于镜头座110与移动框130的远端之间，第二弹性件设置于镜头座110与移动框130的近端之间。由此，此种设置，可以使得移动框130的初始位置定位更加精准。如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，弹性复位结构也可以仅包括第一弹性件和第二弹性件中的其中一者。通过仅设置第一弹性件或第二弹性件仍然可以实现在移动框130的移动过程中，起到缓冲作用；在断电后，保证移动框130能够恢复到其初始位置。
43.请继续参考图2，其示意性地给出了本发明一实施方式提供的第一磁体和第二磁体142的安装结构示意图。如图2所示，移动框130的外周嵌设有一线圈141，通电后的线圈141能够形成第一磁体，第二磁体142为永磁体，且第二磁体142的数目为多个，多个第二磁体142围绕光轴均匀布置，也即多个第二磁体142围绕线圈141环套设置。由此，通过在移动框130的外周嵌设一线圈141，以在通电后形成第一磁体，可以进一步充分利用镜头座110的内部空间，进一步保证不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加。此外，通过在镜头座110的内壁上嵌设多个围绕光轴均匀布置的第二磁体142，不仅可以进一步充分利用镜头座110的内部空间，而且可以保证磁力是均匀分布的，从而可以保证移动框130能够沿光轴的延伸方向往复运动，也即可以保证移动镜组123、第一固定镜组121和第二固定镜组122的光轴始终共线设置。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，也可以将第一磁体设置为永磁体，而将第二磁体142设置为通电线圈，当然还可以将第一磁体和第二磁体142均设置为通电线圈。此外，需要说明的是，虽然图2是以镜头座110内设有四个均匀分布的第二磁体142（永磁体）为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，镜头座110内还可以设有三个均匀分布的第二磁体142、五个均匀分布的第二磁体142或更多个均匀分布的第二磁体142，具体可以根据实际情况进行设置，本发明对此并不进行限定。另外，如本领领域技术人员所能理解的，本发明对第二磁体142在镜头座110的内壁上的具体设置位置也不作限定，例如，在其它一些实施方式中，四个第二磁体142还可以均匀分布于镜头座110的内壁上的四个角落处。
44.进一步地，如图1所示，线圈141与一线缆170相连，线缆170用于外接电源。由此，通过线圈141，可以将电源提供的电流输入至线圈141，以使得线圈141能够产生电磁力。
45.请继续参考图1和图2，如图1和图2所示，在一种示范性的实施方式中，移动框130的外周设有与线圈141相配合的环形凹槽（图中未示出），线圈141嵌设于环形凹槽内。由于线圈141是嵌设于环形凹槽内的，由此可以进一步充分利用镜头座110的内部空间，进一步保证不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加。
46.请继续参考图1，如图1所示，镜头座110的内壁上设有多个与第二磁体142一一对
应设置的安装槽（图中未示出），第二磁体142嵌设于安装槽内。由于第二磁体142是嵌设于安装槽内的，由此可以进一步充分利用镜头座110的内部空间，进一步保证不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加。
47.请继续参考图1，如图1所示，在本实施例中，第一弹性件包括多个绕光轴均匀设置的第一弹簧151，第一弹簧151的远端与镜头座110的远端相连，第一弹簧151的近端与移动框130的远端相连；和/或第二弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第二弹簧161，第二弹簧161的近端与镜头座110的近端相连，第二弹簧161的远端与移动框130的近端相连。由此，通过将第一弹性件设置为包括多个绕光轴均匀设置的第一弹簧151，和/或将第二弹性件设置为多个绕光轴均匀设置的第二弹簧161，不仅可以更好地保证移动框130的初始位置定位精准，而且可以起到更好地磁力补偿作用，进一步保证本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100变焦平稳。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明对第一弹性件所包括的第一弹簧151的个数以及第二弹性件所包括的第二弹簧161的个数并不作限制，第一弹簧151的个数可以为两个、三个、四个或更多个，同理，第二弹簧161的个数可以为两个、三个、四个或更多个。
48.请继续参考图1，如图1所示，在一种示范性的实施方式中，镜头座110沿远端至近端的方向包括相连的第一壳体111和第二壳体112，第一固定镜组121设于第一壳体111的远端内，移动框130设于第一壳体111的近端内，第二磁体142设于第一壳体111的内壁上，第二固定镜组122设于第二壳体112内，第一弹性件（第一弹簧151）的远端与第一壳体111相连，第二弹性件（第二弹簧161）的近端与第二壳体112相连。由此，通过将镜头座110设置为包括相连的第一壳体111和第二壳体112的结构，并将第一固定镜组121和移动框130设于第一壳体111内，将第二固定镜组122设于第二壳体112内，可以便于本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100的组装。
49.请继续参考图1和图3，其中图3示意性地给出了本发明第一种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100处于图像为放大状态的结构示意图。如图1和图3所示，第一壳体111内设有第一限位部1114，移动框130的远端设有朝向第一限位部1114凸起的第一凸出部131。由此，通过相互配合的第一限位部1114和第一凸出部131可以起到限位的作用，防止因操作失误而导致移动镜组123发生碰撞，进一步提高本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100在变焦过程中的稳定性。
50.进一步地，如图1和图3所示，第一壳体111沿近端至远端的方向包括依次相连的第一腔体1111、第二腔体1112和第三腔体（图中未示出），移动框130设于第一腔体1111内，第一固定镜组121设于第三腔体内，第二腔体1112的内径小于第一腔体1111的内径，以在第二腔体1112与第一腔体1111之间形成第一限位部1114，且第二腔体1112的内径小于第三腔体的内径，第一弹性件与第一限位部1114相连。由此，此种设置，不仅可以便于第一弹性件的固定与安装，而且更加便于第一限位部1114的设置。
51.请继续参考图1和图3，如图1和图3所示，在一种示范性的实施方式中，第一壳体111的近端设有安装位1115，第二壳体112的远端对应设有与安装位1115相配合的连接部1123，第二壳体112的远端沿其外周周向延伸设置以形成连接部1123。由此，通过相互配合的安装位1115和连接部1123，可以更加便于实现第一壳体111与第二壳体112之间的连接。此外，由于连接部1123是第二壳体112的远端沿其外周周向延伸设置所形成的，由此可以进
一步简化本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100的整体结构。
52.请继续参考图1和图3，如图1和图3所示，在一种示范性的实施方式中，第二壳体112内还设有一用于安装第二固定镜组122的镜筒180。由此，通过在第二壳体112内设置用于安装第二固定镜组122的镜筒180，可以更加便于第二固定镜组122中的各个镜片的安装与固定。
53.进一步地，如图1和图3所示，第二壳体112内设有一台阶部1122，镜筒180的外周设有一与台阶部1122相配合的搭接部183。由此，此种设置可以更加便于将镜筒180固定于第二壳体112内。
54.更进一步地，如图1和图3所示，第二壳体112沿远端至近端的方向包括相连的第四腔体（图中未示出）和第五腔体1121，第四腔体的内径小于第五腔体1121的内径，以在第四腔体与第五腔体1121之间形成台阶部1122，镜筒180沿远端至近端的方向包括相连的第一筒体181和第二筒体182，第二筒体182的外周相对于第一筒体181的外周向外凸出设置，以形成搭接部183。由此，通过将第二壳体112的内腔设置为包括具有较小内径的第四腔体以及具有较大内径的第五腔体1121的结构，可以更加便于将镜筒180安装固定于第二壳体112内。
55.请继续参考图4，其示意性地给出了本发明第二种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100处于常规状态（图像为非放大状态）的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100与第一种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100的区别在于，在本实施例中，第二壳体112的远端设有朝向移动框130所在位置凸出设置的第二限位部1124，移动框130的近端对应设置有朝向第二限位部1124所在位置凸出设置的第二凸出部132。由此，通过相互配合的第二限位部1124和第二凸出部132，可以有效防止因误操作而导致移动镜组123与第二固定镜组122发生碰撞，进一步提高本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100在变焦过程中的稳定性。
56.进一步地，如图4所示，第二弹簧161的远端套设于第二凸出部132上，第二弹簧161的近端套设于第二限位部1124上。由此，此种设置，可以更加便于第二弹簧161的安装固定。
57.请继续参考图5和图6，其中图5示意性地给出了本发明第三种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100中的移动镜组123在初始位置处的结构示意图；图6示意性地给出了本发明第三种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100中的导向柱113与导向孔133相配合的结构示意图。如图5和图6所示，本实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100与第一种实施例提供的内窥镜的成像物镜机构100的区别在于，在本实施例中，镜头座110内还设有沿光轴的延伸方向平行设置的导向柱113，移动框130上对应设置有与导向柱113相配合的导向孔133。由此，通过相互配合的导向柱113和导向孔133，可以对移动框130的移动提供导向作用，进一步有效保证移动框130在磁力的作用下能够沿光轴的延伸方向进行移动，也即可以保证移动镜组123、第一固定镜组121和第二固定镜组122的光轴始终共线设置，从而进一步提高本发明提供的成像变焦机构的变焦精度，有效保证使用本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100的内窥镜的成像效果。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，导向孔133是贯穿移动框130的轴向两端设置的，且导向孔133的轴线与光轴平行设置。此外，需要说明的是，虽然图6是以镜头座110内设置有两根导向柱113，移动框130上设置有两个导向孔133为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，这并不构成对本发明的限制，在其它一
些实施方式中，镜头座110内可以至设置一根导向柱113、三根导向柱113或更多根导向柱113，移动框130上对应设置有一个导向孔133、两个导向孔133或更多个导向孔133，具体可以根据实际情况进行设置。
58.进一步地，如图5所示，导向柱113设置于第一壳体111内，更进一步地，导向柱113设于第一壳体111内的第一限位部1114上。由此，通过将导向柱113设于第一壳体111内，不仅可以便于导向柱113的安装固定，而且可以进一步充分利用第一壳体111的内部空间，进一步有效保证本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，在其它一些实施方式中，也可以将导向柱113设置于第二壳体112的远端上。
59.下面结合图1、图3和图4对本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100的工作原理进行说明。如图1、图3和图4所示，移动框130的初始位置设置在其行程的中间位置处，此时，第一弹性件（第一弹簧151）和第二弹性件（第二弹簧161）均在其初始位置，此时第一弹性件（第一弹簧151）和第二弹性件（第二弹簧161）对移动框130产生的推拉力保持平衡，在磁力的作用下，移动框130在初始位置朝向远端的可移动行程为s1，朝向近端的可移动行程为s2，其中s1=s2，则移动框130的总行程s=s1+s2。
60.当接通电源后，电源能够通过线缆170输入一定的例如正向电流，此时绕设在移动框130上的线圈141通电后产生与第二磁体142相互排斥的电磁力（即第一磁体的磁性与第二磁体142的磁性相同），从而与第二磁体142之间形成正向推力，以使得移动框130朝向近端移动，由于电流值与移动框130的移动距离是对应的，因此移动框130在该电流值的作用下运动到对应的位置，此时，第一弹性件（第一弹簧151）受到镜头座110远端（具体为第一壳体111）和移动框130的拉力，第二弹性件（第二弹簧161）受到镜头座110近端（具体为第二壳体112）和移动框130的压缩力，此时第一弹性件（第一弹簧151）的拉力、第二弹性件（第二弹簧161）的压缩力以及线圈141（第一磁体）与第二磁体142之间的产生的电磁推力三者达到平衡，从而使得移动框130定位在对应位置处。例如，当需要移动框130朝向近端运动s2（即运动至近端的行程终止处）时，即使得移动框130运动至图像为非放大状态的常规位置处时，则可以输入对应大小的电流，则当移动框130朝向近端运动s2时，第一弹性件（第一弹簧151）受到镜头座110远端（具体为第一壳体111）和移动框130的拉力，第二弹性件（第二弹簧161）受到镜头座110近端（具体为第二壳体112）和移动框130的压缩力，此时第一弹性件（第一弹簧151）的拉力、第二弹性件（第二弹簧161）的压缩力以及线圈141（第一磁体）与第二磁体142之间的产生的电磁推力三者达到平衡，从而使得移动框130定位在图像为非放大状态的常规位置处。进一步地，如图4所示，当移动框130运动至近端的行程终止处时（即移动框130定位在图像为非放大状态的常规位置处时），移动框130的第一凸出部131与第一壳体111内的第一限位部1114之间的距离l1大于移动框130的总行程s。由此，此种设置，可以有效防止移动框130与第一壳体111之间发生碰撞，进一步保证本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100在变焦过程中的稳定性。
61.当需要变焦放大时，操作者按下设置在内窥镜的操作部上对应的按键，电源通过线缆170输入一定的例如反向电流，此时绕设在移动框130上的线圈141通电后产生与第二磁体142相互吸引的电磁力（即第一磁体的磁性与第二磁体142的磁性相反），从而与第二磁体142之间形成反向推力，以使得移动框130朝向远端移动，直至运动至与该反向电流的电
流值相对应的位置处，以实现变焦。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，可以通过控制输入的反向电流的电流值的大小，控制移动框130移动到不同的位置处，以实现不同放大倍数的变焦。此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，针对各个放大倍数，可以在内窥镜的操作部上均对应设置一个按键，由此，只要按下目标放大倍数所对应的按键，即可控制电源通过线缆170输入对应大小的反向电流，以控制移动框130移动至与目标放大倍数对应的位置处。进一步地，如图3所示，当移动框130运动至远端的行程终止处时，移动框130的第二凸出部132与第二壳体112的远端（第二限位部1124）之间的距离l2大于移动框130的总行程s。由此，此种设置，可以有效防止移动框130与第一壳体111之间发生碰撞，进一步保证本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100在变焦过程中的稳定性。
62.当需要恢复到图像为非放大状态的正常模式时，操作者可以按下内窥镜的操作部上对应的按键，电源通过线缆170输入对应大小的正向电流，以使得移动框130朝向近端运动至图4所示的常规位置处。
63.请继续参考图7，其示意性地给出了本发明另一实施例提供的第一弹性件的结构示意图。如图7所示，在本实施例中，第一弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第一弹片152，第一弹片152设有第一定位孔1521，镜头座110的远端（具体为第一壳体111内的第一限位部1114）对应设置有与第一定位孔1521相配合的第一定位柱114，第一弹片152还设有第二定位孔1522，移动框130的远端对应设置有与第二定位孔1522相配合的第二定位柱134。由此，通过将第一弹性件设置为包括多个围绕光轴均匀设置的第一弹片152的结构，可以降低对镜头座110的内部空间结构的要求，加工简单且可靠性较高。具体地，可以通过将第一定位孔1521固定到第一定位柱114上，并采用粘结、铆接或熔接的方式，实现第一定位孔1521与第一定位柱114之间的稳固连接，从而将第一弹片152稳固地固定在镜头座110的远端内。同理，可以通过将第二定位孔1522固定到第二定位柱134上，并采用粘结、铆接或熔接的方式，实现第二定位孔1522与第二定位柱134之间的稳固连接，从而将第一弹片152的近端稳固地固定在移动框130的远端上。需要说明的是，虽然图7是以第一弹性件包括四个第一弹片152为例进行说明，但是如本领域技术人员所能理解的，本发明对第一弹性件所包括的第一弹片152的数目并不作限制，在其它一些实施方式中，第一弹片152的数目还可以为两个、三个、五个、六个或更多个，具体可以根据实际情况进行设置。此外，第一弹片152的结构还可以沿着光轴中心对称设置，第一弹片152结构对称的特征数量可以为3-6组不等。
64.在一种示范性的实施方式中，第二弹性件包括多个围绕光轴均匀设置的第二弹片（图中未示出），第二弹片设有第三定位孔（图中未示出），移动框130的近端对应设置有与第三定位孔相配合的第三定位柱（图中未示出），第二弹片还设有第四定位孔（图中未示出），镜头座110的近端（具体为第二壳体112的近端）对应设置有与第四定位孔相配合的第四定位柱（图中未示出）。由此，通过将第二弹性件设置为包括多个围绕光轴均匀设置的第二弹片的结构，可以进一步降低对镜头座110的内部空间结构的要求，加工简单且可靠性较高。具体地，可以通过将第三定位孔固定到第三定位柱上，并采用粘结、铆接或熔接的方式，实现第三定位孔与第三定位柱之间的稳固连接，从而将第二弹片稳固地固定在移动框130的近端上。同理，可以通过将第四定位孔固定到第四定位柱上，并采用粘结、铆接或熔接的方式，实现第四定位孔与第四定位柱之间的稳固连接，从而将第二弹片稳固地固定在镜头座110的近端内。需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明对第二弹性件所包括
的第二弹片的数目并不作限制，第二弹片的数目还可以为两个、三个、四个、五个、六个或更多个，具体可以根据实际情况进行设置。此外，第二弹片的结构还可以沿着光轴中心对称设置，第二弹片结构对称的特征数量可以为3-6组不等。
65.此外，需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，第一弹片152和第二弹片的初始位置均设计有一定的变形量，以实现变焦移动过程中产生对应的推拉力。
66.为实现上述思想，本发明还提供一种可变焦镜头10，请参考图1、图3至图5，如图1、图3至图5所示，本发明提供的可变焦镜头10包括安装座200、设于安装座200内的图像传感器300以及上文任一种实施例的内窥镜的成像物镜机构100，安装座200的远端套设于镜头座110的近端上，图像传感器300设于安装座200的近端内。由于本发明提供的可变焦镜头10包括上文任一种实施例的内窥镜的成像物镜机构100，因此本发明提供的可变焦镜头10可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组123定位的准确性，进而可以有效实现变焦。此外，通过在镜头座110内设置弹性复位机构，不仅可以保证移动框130的初始位置定位精准，还可以起到磁力补偿的作用，当通电时在磁力的驱动下，实现移动框130的移动，在移动过程中弹性复位机构可以起到缓冲作用，从而使得本发明提供的可变焦镜头10变焦平稳。另外，本发明提供的可变焦镜头10还充分利用了镜头座110的内部空间，不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加。
67.为实现上述思想，本发明还提供一种内窥镜，请参考图8，其示意性地给出了本发明一实施方式提供的内窥镜的局部结构示意图。如图8所示，本发明提供的内窥镜包括上文的可变焦镜头10。由于本发明提供的内窥镜包括上文的可变焦镜头10，因此本发明提供的内窥镜可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组123定位的准确性，进而可以有效实现变焦。此外，通过在镜头座110内设置弹性复位机构，不仅可以保证移动框130的初始位置定位精准，还可以起到磁力补偿的作用，当通电时在磁力的驱动下，实现移动框130的移动，在移动过程中弹性复位机构可以起到缓冲作用，从而使得本发明提供的内窥镜变焦平稳，提高本发明提供的内窥镜的成像效果。
68.请继续参考图8，如图8所示，本发明提供的内窥镜还包括头端罩20、头端座30和弯曲部40，头端罩20罩设于头端座30的远端上，可变焦镜头10设置于头端座30内，且可变焦镜头10的远端穿出头端罩20，头端罩20的近端与弯曲部40的远端相连。
69.请继续参考图8，如图8所示，内窥镜还包括器械通道50，由此，通过器械通道50能将规定的部分器械穿过此通道进行手术操作。
70.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明提供的内窥镜还具有送水送气通道、照明通道、操作部等常规内窥镜所具有的结构，具体可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
71.为实现上述思想，本发明还提供一种内窥镜系统，内窥镜系统包括上文提供的内窥镜。由于本发明提供的内窥镜系统包括上文提供的内窥镜，因此本发明提供的内窥镜系统可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组123定位的准确性，进而可以有效实现变焦。此外，通过在镜头座110内设置弹性复位机构，不仅可以保证移动框130的初始位置定位精准，还可以起到磁力补偿的作用，当通电时在磁力的驱动下，实现移动框130的移动，在移动过程中弹性复位机构可以起到缓冲作用，从而使得本发明提供的内窥镜系统变焦平稳，提高本发明提供的内窥镜系统的成像效果。
72.需要说明的是，如本领域技术人员所能理解的，本发明提供的内窥镜系统还包括图像处理器、图像显示器和冷光源等常规内窥镜系统所具有的装置，具体可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
73.综上，与现有技术相比，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100、可变焦镜头10、内窥镜以及内窥镜系统具有以下优点：本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100包括镜头座110以及安装于镜头座110内的第一固定镜组121、第二固定镜组122和移动镜组123；移动镜组123设置于第一固定镜组121和第二固定镜组122之间，且移动镜组123、第一固定镜组121和第二固定镜组122的光轴共线设置；镜头座110内还设有一移动框130，移动框130的外周与镜头座110的内壁之间具有间隙，移动镜组123安装于移动框130内，移动框130的外周嵌设有第一磁体，镜头座110的内壁上对应嵌设有第二磁体142，第一磁体与第二磁体142环套设置，第一磁体和第二磁体142能够相互吸引和相互排斥，以驱动移动框130沿光轴的延伸方向往复运动；镜头座110内还设有弹性复位机构，弹性复位机构设置于镜头座110与移动框130之间。由此，相比于现有技术，本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100通过采用磁力驱动移动镜组123沿光轴的延伸方向进行往复运动，可以使得移动镜组123的位移不受内窥镜的弯曲部40的弯曲角度的影响，从而可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组123定位的准确性，进而可以有效实现变焦。此外，本发明通过在镜头座110内设置弹性复位机构，不仅可以保证移动框130的初始位置定位精准，还可以起到磁力补偿的作用，当通电时在磁力的驱动下，实现移动框130的移动，在移动过程中弹性复位机构可以起到缓冲作用，从而使得本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100变焦平稳，当断电后，在弹性复位机构的作用下，移动框130能够恢复到其初始位置。另外，由于第一磁体是嵌设于移动框130的外周的，第二磁体142是嵌设于镜头座110的内壁上的，且第一磁体与第二磁体142是环套设置的，因此可以节省内部空间，通过有效利用镜头座110内部的有限空间，不会造成内窥镜头端结构尺寸的增加，同时，移动镜组123、移动框130以及第一磁体三者集成为一体，有效减少了内部零件的数量，装配简单，且可靠性较高。此外，由于移动模块（包括移动镜组123、移动框130以及第一磁体）的移动、定位精度可以靠弹性复位机构保证，因此对第一磁体、第二磁体142以及对应的安装结构件的精度要求会降低。进一步地，由于移动框130的外周与镜头座110的内壁之间具有间隙，因此，移动模块（包括移动镜组123、移动框130以及第一磁体）在移动过程中，不会与第二磁体142以及镜头座110的内壁之间发生磨损，从而可以有效防止因磨损所产生的细小粉末粘附到镜片上进而影响采集到的图像的质量的问题的发生。
74.由于本发明提供的可变焦镜头10、内窥镜以及内窥镜系统与本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100属于同一发明构思，因此本发明提供的可变焦镜头10、内窥镜以及内窥镜系统与本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100具有本发明提供的内窥镜的成像物镜机构100的所有优点，故在此不再对本发明提供的可变焦镜头10、内窥镜以及内窥镜系统所具有的有益效果一一进行赘述。
75.上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括
这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，包括镜头座以及安装于所述镜头座内的第一固定镜组、第二固定镜组和移动镜组；所述移动镜组设置于所述第一固定镜组和所述第二固定镜组之间，且所述移动镜组、所述第一固定镜组和所述第二固定镜组的光轴共线设置；所述镜头座内还设有一移动框，所述移动框的外周与所述镜头座的内壁之间具有间隙，所述移动镜组安装于所述移动框内，所述移动框的外周嵌设有第一磁体，所述镜头座的内壁上对应嵌设有第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体环套设置，所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一者为通电线圈，所述第一磁体和所述第二磁体能够相互吸引和相互排斥，以驱动所述移动框沿光轴的延伸方向往复运动；所述镜头座内还设有弹性复位机构，所述弹性复位机构设置于所述镜头座与所述移动框之间。2.根据权利要求1所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述移动框的外周嵌设有一线圈，通电后的所述线圈能够形成所述第一磁体，所述第二磁体为永磁体，且所述第二磁体的数目为多个，多个所述第二磁体围绕所述光轴均匀布置。3.根据权利要求2所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述移动框的外周设有与所述线圈相配合的环形凹槽，所述线圈嵌设于所述环形凹槽内。4.根据权利要求2所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述镜头座的内壁上设有多个与所述第二磁体一一对应设置的安装槽，所述第二磁体嵌设于所述安装槽内。5.根据权利要求1所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述弹性复位机构包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件设置于所述镜头座与所述移动框的远端之间，所述第二弹性件设置于所述镜头座与所述移动框的近端之间。6.根据权利要求5所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第一弹性件包括多个绕所述光轴均匀设置的第一弹簧，所述第一弹簧的远端与所述镜头座相连，所述第一弹簧的近端与所述移动框的远端相连；和/或所述第二弹性件包括多个围绕所述光轴均匀设置的第二弹簧，所述第二弹簧的近端与所述镜头座相连，所述第二弹簧的远端与所述移动框的近端相连。7.根据权利要求5所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第一弹性件包括多个围绕所述光轴均匀设置的第一弹片，所述第一弹片设有第一定位孔，所述镜头座的远端对应设置有与所述第一定位孔相配合的第一定位柱，所述第一弹片还设有第二定位孔，所述移动框的远端对应设置有与所述第二定位孔相配合的第二定位柱；和/或所述第二弹性件包括多个围绕所述光轴均匀设置的第二弹片，所述第二弹片设有第三定位孔，所述移动框的近端对应设置有与所述第三定位孔相配合的第三定位柱，所述第二弹片还设有第四定位孔，所述镜头座的近端对应设置有与所述第四定位孔相配合的第四定位柱。8.根据权利要求5所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述镜头座沿远端至近端的方向包括相连的第一壳体和第二壳体，所述第一固定镜组设于所述第一壳体的远端内，所述移动框设于所述第一壳体的近端内，所述第二磁体设于所述第一壳体的内壁上，所述第二固定镜组设于所述第二壳体内，所述第一弹性件与所述第一壳体相连，所述第二弹性件与所述第二壳体相连。
9.根据权利要求8所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第一壳体内设有第一限位部，所述移动框的远端设有朝向所述第一限位部凸起的第一凸出部。10.根据权利要求8所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第二壳体内设有第二限位部，所述移动框的近端设有朝向所述第二限位部凸起的第二凸出部。11.根据权利要求8所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第二壳体内还设有一用于安装所述第二固定镜组的镜筒，所述第二壳体内设有一台阶部，所述镜筒的外周设有一与所述台阶部相配合的搭接部。12.根据权利要求8所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述第一壳体的近端设有安装位，所述第二壳体的远端对应设有与所述安装位相配合的连接部，所述第二壳体的远端沿其外周周向延伸以形成所述连接部。13.根据权利要求1所述的内窥镜的成像物镜机构，其特征在于，所述镜头座内还设有沿所述光轴的延伸方向平行设置的导向柱，所述移动框上对应设置有与所述导向柱相配合的导向孔。14.一种可变焦镜头，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的内窥镜的成像物镜机构、安装座以及设于所述安装座内的图像传感器，所述安装座的远端套设于所述镜头座的近端上，所述图像传感器设于所述安装座的近端内。15.一种内窥镜，其特征在于，包括权利要求14所述的可变焦镜头。16.一种内窥镜系统，其特征在于，包括权利要求15所述的内窥镜。

技术总结

本发明提供了一种内窥镜的成像物镜机构、可变焦镜头、内窥镜以及内窥镜系统，该变焦机构包括镜头座以及安装于镜头座内的第一固定镜组、第二固定镜组和移动镜组；移动镜组设置于第一固定镜组和第二固定镜组之间；镜头座内还设有一移动框，移动框与镜头座的内壁之间具有间隙，移动镜组安装于移动框内，移动框的外周嵌设有第一磁体，第一磁体与第二磁体环套设置，镜头座的内壁上对应嵌设有第二磁体，第一磁体和第二磁体能够相互吸引和相互排斥，以驱动移动框沿光轴的延伸方向往复运动；镜头座内还设有弹性复位机构。本发明可以有效解决光学变焦过程中的稳定性问题，提高移动镜组定位的准确性，进而可以有效实现变焦。进而可以有效实现变焦。进而可以有效实现变焦。