專利名稱：具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置的制作方法
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(duì)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(shí)，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(duì)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(gè)甚至多個(gè)光纖束，并在光纖束前端安裝單個(gè)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(shí)，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(huì)直接進(jìn)入成像鏡頭，而且體內(nèi)組織上的液體表面會(huì)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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(duì)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(huì)造成灼傷，安全性也進(jìn)一步提高。


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， Il-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(shí)偏振轉(zhuǎn)換器件2為一個(gè)平板玻璃。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)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(gè)45°直角棱鏡膠合而成，并在其中一個(gè)棱鏡的 45°斜面7鍍有偏振薄膜。或者為一個(gè)平板玻璃，沿光軸45°安裝，并在表面7鍍有偏振薄膜。工作時(shí)，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(shí)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(shí)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。LED燈5的開啟、關(guān)閉，以及亮度調(diào)節(jié)可通過導(dǎo)線11控制。圖像傳感器6可通過導(dǎo)線12進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖1所示偏振轉(zhuǎn)換器件2由兩個(gè)45°直角棱鏡膠合而成，并在其中一個(gè)棱鏡的 45°斜面7鍍有偏振薄膜。也可以如圖2所示，為一個(gè)沿光軸45°安放的平板玻璃，在平板玻璃的表面7鍍有偏振薄膜。本發(fā)明電子內(nèi)窺鏡攝像裝置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(shí)又可以有效防止眩光產(chǎn)生，適用于高性能的電子內(nèi)窺鏡產(chǎn)品。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燈的熱量鏡偏振轉(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(huì)造成灼傷，安全性也進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求
1.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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置，其特征在于所述偏振轉(zhuǎn)換器件2為兩個(gè)45°直角棱鏡膠合而成，并在其中一個(gè)棱鏡的45°斜面7 鍍有偏振薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有同軸偏振照明功能的電子內(nèi)窺鏡攝像裝置，其特征在于所述偏振轉(zhuǎn)換器件2為一個(gè)平板玻璃，沿光軸45°安裝，并在表面7鍍有偏振薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開的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。此裝置結(jié)構(gòu)緊湊，集照明與成像于一體，可有效減小內(nèi)窺鏡的封裝直徑。同時(shí)可有效防止眩光產(chǎn)生，適用于高性能的電子內(nèi)窺鏡產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A61B1/06GK102429628SQ20111032506
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者王立強(qiáng) 申請(qǐng)人:杭州首天光電技術(shù)有限公司