[發(fā)明專利]一種具有雙光路雙目鏡頭的硬管式內窺鏡

無效

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• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104107026A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 董國慶
• 申請（專利權）人: 董國慶
• 主分類號: A61B1/05
• 分類號: A61B1/05;A61B1/07;A61B1/313;A61B1/233;A61B1/307;A61B1/317
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及在醫(yī)療內窺鏡領域一種雙光路雙目鏡頭硬管式內窺鏡。

背景技術

目前醫(yī)療內窺鏡領域硬管式內窺鏡基本都為單光路單鏡頭，而3D成像系統(tǒng)則是基于雙光路及視差原理進行設計，無法直接應用只能提供一套光路的單鏡頭內窺鏡設備。并且單鏡頭內窺鏡的光學成像系統(tǒng)，使3D系統(tǒng)采集到的圖像立體感和空間感不強，不利于3D成像技術的普及和應用。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種專供3D立體內窺鏡攝像系統(tǒng)使用的雙光路雙目鏡頭硬管式內窺鏡。

本發(fā)明是基于不改變醫(yī)療內窺鏡領域目前所使用的現有單光路硬管式內窺鏡基本結構，通過在單鏡頭內窺鏡光學成像系統(tǒng)中提供一套分光棱鏡的折射裝置，從而得到兩幅具有視差圖像的立體成像效果。

本發(fā)明公開了基于單光路內窺鏡硬管鏡管、導光束接口和光學成像系統(tǒng)的一種雙光路雙目鏡頭硬管式內窺鏡。如圖1所示，其特征在于：所述雙光路雙目鏡內窺鏡包括單鏡頭內窺鏡硬管鏡管結構，一導光束接口及一套光學成像系統(tǒng)；光學成像系統(tǒng)設置于硬管鏡管內，由物鏡、轉像系統(tǒng)、導光纖維、雙路分光棱鏡及目鏡五部分組成。物鏡在鏡管一端，起成像作用；物鏡采用的是自聚焦透鏡，它是圓柱形透徑，外徑可小到011mm，數值孔徑可大于016，聚焦光斑可小于1μm，特別適用于2mm以下內腔體的觀察，成像分辨率高，不用調焦，結構簡單。用自聚焦透鏡成像，可以實現“傳光”、“傳像”通道并為一個通道的光學設計，使鏡體外徑進一步縮小，而且容易安裝。轉像系統(tǒng)選用HOPKINS棒狀鏡，棒狀鏡直徑和長度之比約為1∶25，每一個棒狀鏡由數個透鏡膠合而成，兩個棒狀鏡安排成對稱狀態(tài)組成一組中轉系統(tǒng)，整個轉像系統(tǒng)則由3～7組中轉系統(tǒng)所組成。棒狀鏡可以減少光損失，使鏡管內通光量增加，視場大，成像質量高。光導纖維是把若干導光纖維單絲規(guī)則排列在一起，呈環(huán)形均勻分布在硬管鏡管的內、外壁之間，負責照明；導光纖維是應用全反射原理而能傳導光線的化學纖維，光導纖維的頭端密封于物鏡的端面，尾端接在導光束接頭內側。雙路分光棱鏡采用鍍膜的K9光學玻璃，其光學系數為1.5163，色散為0.00806，阿貝數是64.06，是一種無鉛玻璃，主要作用是改變光的傳播方向。分光棱鏡的光射入單面與工作鏡管的另一端連接，分光后的射出光面分別與兩個目鏡連接，通過目鏡部分與外部3D內窺鏡攝像系統(tǒng)連接。目鏡采用在表面鍍膜的膠合雙薄透鏡，利用透鏡上的薄膜來改正目鏡的元素，提高影像的清晰度，還可以改變通過透鏡的光線折射來減少反射和散射。導光束接口連接提供外部光源的導光束。

本發(fā)明的實施是這樣實現的，一種雙光路雙目鏡頭硬管式內窺鏡。如圖2所示，包括：一單鏡頭內窺鏡硬管鏡管、一導光束接口和一套光學成像系統(tǒng)。導光束接口與提供外部光源的導光束相接，導光束傳入的光通過導光纖維傳導并通過內鏡底部裝有的物鏡，照射于物體的表面上，這些照射到物體表面上的光即被反射，成像物鏡采集這些反射光線形成圖像，并經過轉像系統(tǒng)、傳入雙路分光棱鏡入射單光面，進入雙面分光棱鏡的成像光線在棱鏡內進行折射后從分光棱鏡射出光面分兩路平行光射出，兩束平行成像光線分別透過雙目鏡后傳遞到外接的3D攝像系統(tǒng)的兩組CCD芯片上，雙光路分光棱鏡的兩射出光面的中心距為F2＝22mm(如圖2所示)，雙目鏡雙目的中心距F1與雙光路分光棱鏡兩邊的中心距相等，與連接的3D內窺鏡攝像系統(tǒng)的兩組CCD芯片的中心距F3而準確對應，即F1＝F2＝F3。兩組CCD芯片接受同一幅圖像的光信號后進行光電轉換再經過3D攝像系統(tǒng)各處理器的處理合成后，輸出一個信號給到具有3D接受功能的顯示器上形成3D立體圖像。

一種雙光路雙目鏡硬管式內窺鏡，進一步包括：雙光路分光棱鏡，本發(fā)明如前所述是選用單鏡頭硬管式內窺鏡結構為基礎，我們通過在單鏡頭內窺鏡工作鏡管一端放置一雙光路分光棱鏡，另一端分出兩路平行光給雙目鏡鏡頭，這個雙光路分光棱鏡兩邊的中心距為F2＝22mm(如圖2所示)，或18mm，或20mm，等等等.上述距離主要依據與內窺鏡所接3D攝像系統(tǒng)接口的兩組CCD芯片的中心距而準確對應。進入分光棱鏡的一束入射光在分光棱鏡內進行折射后從分成兩束平行光射出，入射光與兩束射出光為平行光，射出的兩束光的圖像相差1-3°角，即兩處圖像相差1-3°角位平行位移。一副圖像經過分光棱鏡的折射后變成兩幅具有視差的圖像，這樣兩個目鏡分別接受同一個內窺鏡傳出的具有視差的成像光線，把有視差的雙路光信號成像到外接的3D攝像系統(tǒng)的雙CCD芯片上。雙光路分光棱鏡結構如圖2所示。