针对管道测试的需求,将梯度折射率透镜的光学性能与显微镜相结合,设计了具有大景深的管道内窥镜光学系统.在保证所需放大倍率的同时,利用梯度折射率透镜介质折射率渐变的特点,使该系统的景深增大为原来的200倍.该系统像面近似球面的特点使其更适合圆形管道内壁的检测,当它与CCD等器件相结合,不仅实现管道内窥镜的数字化测试,而且能通过监视器在更大景深范围内、方便的监测管道内壁的裂痕、磨损等清晰的图像.

研究了采用新型的GRIN透镜的微胶囊内窥镜成像的工作原理.根据近轴子午光线方程,用矩阵分析法分析GRIN透镜成像原理,并提出自动调焦、CCD光电转换、图像传送和无线传送电能等的实现方法.为研发微型生物医学仪器提供了必要的理论基础和重要的技术方法.

介绍了视频内窥镜的种类、作用及其发展历程和方向。重点论述了视频内窥镜在电力系统的应用及其辅助设备的研制状况。通过实例，介绍了视频内窥镜在汽轮机转子中心孔检测、锅炉联箱检测、GIS变电站母线检测的方法，通过技术改进设计附件，扩大了视频内窥镜的应用范围，获得了良好的检测效果。

CCD口腔内窥镜是口腔内窥系统的重要组成部分,它通过探头前部的光学系统成像后利用监视器进行观察,并可对图像进行编辑、存储和打印.就其结构设计及其工艺进行了分析,并利用CAD三维软件对其外观进行了辅助设计.

本文系统的阐述了目视医用硬性内窥镜光学系统初始结构设计，讨论了内窥镜光学系统的成像原理，硬性内窥镜物镜、转像系统以及目镜的一般结构考虑，结合视放大率公式，计算了一种腹腔镜的物镜、目镜以及转像系统的外形尺寸，并给出了该腹腔镜的设计结果。

提出了一种新型的医用内窥镜系统的体内驱动方式和相应的驱动机构.此方式利用螺旋旋转时产生的牵引力推动医用内窥镜系统在人体内腔中运行,同时利用螺旋旋转时产生的动压效应建立起动压润滑粘液膜,使医用内窥镜系统在体内运行时不与内腔壁发生直接接触 ,避免对人体有机组织产生损伤.详细分析计算了用此方法驱动的医用内窥镜系统在不同半径、不同粘度粘液和不同弹性模量的内腔中的轴向运行速度和形成的粘液膜厚度.结果表明 ,用此方法驱动的医用内窥镜系统在人体内腔中运行时可以形成足够厚的粘液膜把医用内窥镜系统与内腔壁隔开,实现以较快速度的悬浮运行.上述分析结果已被实验研究所证实.

本文在研究智能内窥镜显示系统前提下，提出了一种新的内窥镜形状重构算法以及内窥镜前端的定位方法。在不改变内窥镜结构的情况下，将FBG（fiber bragg grating）传感器阵列内置于内窥镜钳道中，通过测得内窥镜中FBG传感器波长的变化来推导内窥镜任一点相对于内窥镜末端点的位姿，从而利用曲线拟合的方法重构出整个内窥镜的形状以及对前端的定位。受安装条件的限制，FBG传感器检测单元封装在SMA（shape memory alloy）合金丝上的真实位置与理论位置有较大的误差。为了减少安装精度对整个形状重建的影响，对传感器安装误差进行了分析以及对形状重构算法进行了修正。实验结果表明内窥镜前端的位置精度提高到了4．5mm。

分析了内窥式冷冻治疗器的工作原理，提出了Ｎ２Ｏ液体节流制冷的工作方式，以该原理制造的冷冻治疗器容易消除冷疗器被冻结的危险，Ｎ２Ｏ的耗量大为减少，无噪音，同国外产品相比，更适合内窥式冷冻治疗。对该冷疗器进行初步测试结果表明，冷冻头温度可达－８０℃，在１ｍｉｎ内总参谋部东头能形成直径为１０ｍｍ的冰球。指出由于其制造成本低，对我国开展内窥式冷冻治疗的研究和推广应用有重要意义。

医用内窥镜技术要求在大的物距范围内实现清晰成像,但其使用环境又对系统尺寸及镜片数目的要求非常严格,难以利用传统方法实现光学调焦。在传统的光学设计中,通常依靠减小相对孔径来增大系统焦深,往往会造成许多负面影响。介绍了一种电润湿型液体可变焦透镜,并在这一新型元件的基础上,设计了一种微型可调焦光学系统。该系统依靠外加电压控制液体透镜焦距做微小改变,从而校正由于物距变化产生的离焦,增大内系统的焦深,同时保证系统的微型结构。这一设计将使内窥镜的使用更加方便,有着广泛的应用前景。

分析了电力工业中使用的各类工业内窥镜，指出最适合我国电力工业系统使用的内窥镜类型，并介绍了内窥检查时的一些先进方法，极大提高了电站机组内窥检验效果。