[發(fā)明專利]具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110325061.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102429628A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州首天光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B1/05
• 分類號: A61B1/05;A61B1/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置，特別是應(yīng)用于對尺寸有嚴(yán)格要求的人體上、下消化道的醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡高分辨率攝像裝置，屬于醫(yī)用器械制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著內(nèi)窺鏡外科、微創(chuàng)外科技術(shù)的迅猛發(fā)展，集傳統(tǒng)光學(xué)內(nèi)窺鏡技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等高新技術(shù)于一身的醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為當(dāng)前應(yīng)用非常廣泛的一種醫(yī)療儀器。

電子內(nèi)窺鏡是一種將微型攝像機(jī)的圖像傳感器裝入內(nèi)鏡頂端部，以電纜替代玻璃纖維傳像的內(nèi)窺鏡。相比纖維內(nèi)窺鏡，電子內(nèi)窺鏡具有分辨率高、清晰度高、無視野黑點(diǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時，又容易遠(yuǎn)距離觀察與控制，并可采用圖像處理技術(shù)獲取重要的特征信息，實(shí)現(xiàn)早期病灶的定量分析和準(zhǔn)確診斷。攝像裝置是電子內(nèi)窺鏡的核心部件之一，小尺寸、高性能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置對于減輕患者痛苦和增加診斷準(zhǔn)確性具有重要作用。

目前，市場上的電子內(nèi)窺鏡攝像模組均采用照明部件與成像部件分離的方式工作。在成像鏡頭的周圍裝配兩個甚至多個光纖束，并在光纖束前端安裝單個負(fù)透鏡或多片光學(xué)透鏡，使光纖束的出射光線以大角度照亮體內(nèi)組織。這樣的設(shè)計(jì)造成攝像模組尺寸較大，現(xiàn)在若采用100萬像素以上高分辨率的圖像傳感器，則攝像模組尺寸更進(jìn)一步增大。同時，由于照明部件與成像鏡頭距離很近，且采用非偏振光照明，不僅部分照明光線會直接進(jìn)入成像鏡頭，而且體內(nèi)組織上的液體表面會強(qiáng)烈反射照明部件的影子，造成獲取的體內(nèi)圖像有眩光現(xiàn)象，影響疾病的診斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種小尺寸、無眩光、成本低的具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置，從物方至像方沿光軸依次安裝成像鏡頭、偏振轉(zhuǎn)換器件、照明光闌、準(zhǔn)直鏡頭和LED燈，成像鏡頭的光軸與準(zhǔn)直鏡頭的光軸重合，在偏振轉(zhuǎn)換器件的一側(cè)安裝圖像傳感器，圖像傳感器的光敏面的法線與光軸垂直。

工作時，LED燈發(fā)出的光線經(jīng)準(zhǔn)直鏡頭后，透過照明光闌的孔徑，到達(dá)偏振轉(zhuǎn)換器件，此時光線中僅P偏振態(tài)的部分能透過偏振轉(zhuǎn)換器件的分界面，到達(dá)成像鏡頭，由成像鏡頭放大照明角度，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)組織的照明。P偏振態(tài)的光線被體內(nèi)組織反射后，又變成非偏振態(tài)光線，經(jīng)成像鏡頭的收集，到達(dá)偏振轉(zhuǎn)換器件，此時非偏振光線中的S偏振態(tài)部分由偏振轉(zhuǎn)換器件的分界面反射，到達(dá)圖像傳感器成像，獲得體內(nèi)組織的電子圖像。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，集照明與成像于一體，有效減小了內(nèi)窺鏡的封裝直徑。同時照明光線與成像光線因?yàn)槠駪B(tài)剛好相反，完全被偏振轉(zhuǎn)換器件分離，所以能有效防止眩光產(chǎn)生，適用于高對比度的電子內(nèi)窺鏡成像。因?yàn)長ED燈位于偏振轉(zhuǎn)換器件的后面，不僅可以選擇較大尺寸高亮度的LED燈，而且LED燈的熱量經(jīng)偏振轉(zhuǎn)換器件和成像鏡頭的隔離，進(jìn)入到人體組織的分量很少，不會造成灼傷，安全性也進(jìn)一步提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示中：1-成像鏡頭，2-偏振轉(zhuǎn)換器件，3-照明光闌，4-準(zhǔn)直鏡頭，5-LED燈，6-圖像傳感器，7-45°分界面，8-照明光線P偏振態(tài)，9-反射光線S偏振態(tài)，10-體內(nèi)組織，11-LED燈導(dǎo)線，12-圖像傳感器導(dǎo)線，13-光軸。

圖2是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，此時偏振轉(zhuǎn)換器件2為一個平板玻璃。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

如圖1所示，具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置，其特征在于：從物方至像方沿光軸依次安裝成像鏡頭1、偏振轉(zhuǎn)換器件2、照明光闌3、準(zhǔn)直鏡頭4和LED燈5，成像鏡頭1的光軸與準(zhǔn)直鏡頭4的光軸13重合，在偏振轉(zhuǎn)換器件2的一側(cè)安裝圖像傳感器6，圖像傳感器6的光敏面的法線與光軸13垂直。

上述的偏振轉(zhuǎn)換器件2可以是兩個45°直角棱鏡膠合而成，并在其中一個棱鏡的45°斜面7鍍有偏振薄膜。或者為一個平板玻璃，沿光軸45°安裝，并在表面7鍍有偏振薄膜。

工作時，LED燈5發(fā)出的光線經(jīng)準(zhǔn)直鏡頭4后，透過照明光闌3的孔徑，到達(dá)偏振轉(zhuǎn)換器件2，此時光線中僅P偏振態(tài)的光線8能透過偏振轉(zhuǎn)換器2的分界面7，到達(dá)成像鏡頭1，由成像鏡頭1放大照明角度，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)組織10的照明。P偏振態(tài)的光線8被體內(nèi)組織10反射后，又變成非偏振態(tài)光線，經(jīng)成像鏡頭1的收集，到達(dá)偏振轉(zhuǎn)換器件2，此時非偏振光線中的S偏振態(tài)光線9由偏振轉(zhuǎn)換器件2的分界面7反射，到達(dá)圖像傳感器6成像，獲得體內(nèi)組織的電子圖像。