[发明专利]一种液体透镜、变焦内窥镜物镜、内窥镜及变焦方法

说明书

本发明公开了一种液体透镜、变焦内窥镜物镜、内窥镜及变焦方法，其中，液体透镜包括套筒、分别粘接在所述套筒两端的第一透明玻璃和第二透明玻璃，所述第一透明玻璃和第二透明玻璃之间密封有第一透明电极、第二透明电极、位于所述第一透明电极和第二透明电极之间互不相溶的电活性液体和绝缘液体，所述套筒的内壁和所述第二透明电极朝向所述绝缘液体的侧面上均设有疏水层。本发明变焦内窥镜物镜通过将液体透镜应用于物镜和对透镜组的设置，实现了变焦内窥镜物镜的小型化、轻量化，且提高了可靠性，同时透镜组不需要通过移动位移的方式就能实现变焦功能。

技术领域

本发明涉及内窥镜领域，特别是涉及一种液体透镜、变焦内窥镜物镜、内窥镜及变焦方法。

背景技术

如图1所示，在医疗领域中广泛应用的内窥镜系统，内窥镜镜体一般由导光部10、通用线缆部20、操作部30、插入部40、弯曲部50、头端部60组成。头端部60内的摄像头前有透镜组，为了实现在一定范围内观察距离远近都能保证图像清晰，就需要使用变焦镜头，变焦镜头在一定范围内可以变换焦距，从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影像和不同景物范围。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，头端部对变焦镜头的要求为小型化，反应迅速化，可靠性高。

如图2所示，现有技术一般是采用电机810驱动软轴820旋转，软轴820的一端与透镜座830螺纹连接，当软轴820旋转时透镜座830可以带动透镜运动，从而实现焦距的改变。

可见，现有技术的内窥镜头端部变焦镜头是通过控制透镜组移动来实现变焦和补偿像面，而透镜组的移动距离限制了变焦镜头的小型化；同时控制透镜组移动的精密机械结构同样加工复杂，不利于变焦镜头小型化；在透镜组通过移动实现变焦的过程中，难免会发生机械磨损，降低了变焦镜头的可靠性。

此外，随着科技的发展，液体透镜已广泛应用于图像采集、目标追踪、生物识别等众多领域，具有独特的吸引力，成为当今微纳研究领域的研究热点之一。但现有的液体透镜结构略复杂、成本略高。

因此本领域技术人员致力于开发一种小型化的变焦内窥镜物镜。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种小型化的变焦内窥镜物镜。

为实现上述目的，本发明提供了一种液体透镜，包括套筒、分别粘接在所述套筒两端的第一透明玻璃和第二透明玻璃，所述第一透明玻璃和第二透明玻璃之间密封有第一透明电极、第二透明电极、位于所述第一透明电极和第二透明电极之间互不相溶的电活性液体和绝缘液体，所述套筒的内壁和所述第二透明电极朝向所述绝缘液体的侧面上均设有疏水层。

较佳的，所述电活性液体为氯化钾溶液，所述绝缘液体为香柏油。

较佳的，所述疏水层由交联聚乙烯制成；所述套筒由聚四氟乙烯树脂制成；为了提高成像质量，所述第一透明玻璃和第二透明玻璃上设有透明氧化铟锡膜。

本发明还提供了一种变焦内窥镜物镜，包括从物侧至像侧依次设置的具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、光阑、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜和图像传感器，所述第三透镜为上述的液体透镜。

为了实现变焦内窥镜物镜小型化，所述第一透镜由平板窗玻璃和第一平凹透镜胶合而成，所述第一平凹透镜的凹面朝向像侧；

所述第二透镜为凸面朝向物侧的弯月型透镜；

所述第三透镜的平面朝向物侧；

所述第四透镜由双凸透镜和第二平凹透镜胶合而成，所述第二平凹透镜的平面朝向像侧。

为了进一步实现变焦内窥镜物镜小型化，所述第一平凹透镜满足关系式：n₁＞1.8，0.7＜f₁/f＜1；