CN112656356A - 内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统 - Google Patents

Abstract

一种内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统，内窥镜摄像头包括手柄、芯片模组、光学模组和手轮，手柄具有容置腔，手柄的一端具有与容置腔连通的开口；前盖安装在手柄的开口上，前盖具有通孔；芯片模组位于手柄的容置腔内，并且芯片模组通过固定支架安装在前盖上，芯片模组用于将光信号转为电信号；光学模组的一端穿过前盖的通孔与芯片模组连接；手轮安装在光学模组上，手轮用于调节成像焦距。由于光学模组与芯片模组连接，芯片模组通过固定支架与前盖连接，缩小了芯片模组与前盖的占用空间，从而能够缩小手柄的体积，实现了内窥镜摄像头小型化。

Description

内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统

技术领域

本申请涉及体内诊断仪器，具体涉及一种内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统。

背景技术

硬管内窥镜，主要用于人体表浅及浅层部位自然腔道和通过穿刺开口腔道的病灶诊断和(或)治疗，如膀胱镜、宫腔镜，在操作中硬管内窥镜不可弯曲。

硬管内窥镜主要包括摄像头、光源、导光束、硬管内窥镜、光学卡口、摄像主机和显示器。摄像头包括光学模组、芯片模组和前盖，光学模组和芯片模组分别安装在前盖上，再通过前盖安装到手柄上，结构偏大，不利于手柄的小型化。

发明内容

一种实施例中提供一种内窥镜摄像头,包括：

手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口；

前盖，所述前盖安装在所述手柄的开口上，所述前盖具有通孔；

芯片模组，所述芯片模组位于所述手柄的容置腔内，并且所述芯片模组通过固定支架安装在所述前盖上，所述芯片模组用于将光信号转为电信号；

光学模组，所述光学模组的一端穿过所述前盖的通孔与所述芯片模组连接；

以及手轮，所述手轮安装在所述光学模组上，所述手轮用于调节成像焦距。

一种实施例中，所述芯片模组包括壳体和芯片组件，所述芯片组件安装在所述壳体内，所述固定支架的一端与所述前盖连接，另一端与所述芯片模组的壳体连接。

一种实施例中，所述固定支架为L型结构，所述固定支架包括长臂和短臂，所述长臂贴靠在所述壳体上并与所述壳体连接，所述短臂贴靠在所述前盖上并与所述前盖连接。

一种实施例中，所述固定支架的长臂和短臂分别通过螺钉与所述壳体和前盖固定。

一种实施例中，所述L型结构的固定支架由直板折弯而成。

一种实施例中，所述固定支架具有多个，多个所述固定支架中的至少一个与接地线缆连接。

一种实施例中，连接有所述接地线缆的所述固定支架为接地支架，所述接地支架的长臂的端部延伸至所述壳体的轴向端部。

一种实施例中，所述壳体为方盒状结构，所述多个固定支架连接在所述壳体的不同面上。

一种实施例中，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端穿过所述前盖的通孔与所述芯片模组的壳体连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；

所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接，所述手轮用于调节所述可调光学组件的轴向位置。

一种实施例中，所述壳体通过安装座与所述镜筒连接。

一种实施例中，所述安装座与所述壳体为固定式连接，所述安装座与所述镜筒为可拆卸式连接。

一种实施例中，所述安装座上设有锁紧孔，所述锁紧孔内安装有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉将所述镜筒的一端锁紧在所述安装座内。

一种实施例中，所述镜筒的外表面上设有限位部，所述限位部卡在所述前盖上，所述限位部用于限位所述镜筒的轴向位置。

一种实施例中，所述限位部为环形凸起，或为位于同一圆周上的若干个凸起。

一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像系统，包括光源、导光束、内窥镜、光学卡口、通信线缆、摄像主机、显示器、视频连接线和上述的内窥镜摄像头，所述光源通过所述导光束与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的一端通过所述光学卡口与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的另一端通过所述通信线缆与所述摄像主机连接，所述摄像主机通过所述视频连接线与所述显示器连接。

依据上述实施例的内窥镜摄像头和内窥镜摄像系统，由于光学模组与芯片模组连接，芯片模组通过固定支架与前盖连接，缩小了芯片模组与前盖的占用空间，从而能够缩小手柄的体积，实现了内窥镜摄像头小型化。

附图说明

图1为一种实施例中内窥镜摄像系统的结构示意图；

图2为一种实施例中内窥镜摄像头的剖视图；

图3为一种实施例中可调光学组件的剖视图；

图4为一种实施例中内窥镜摄像头的剖视图；

图5为一种实施例中内窥镜摄像头的剖视图；

图6为一种实施例中内窥镜摄像头的剖视图；

图7为一种实施例中光学模组与芯片模组连接的结构示意图。

具体实施方式

其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明，需要说明的是。

如图1所示，一种实施例中提供了一种内窥镜摄像系统1000，内窥镜摄像系统1000包括光源10、导光束20、硬管内窥镜30、光学卡口40、内窥镜摄像头50、通信线缆81、摄像主机60、显示器70和视频连接线82。摄像主机60通过通信线缆81与内窥镜摄像头50连接，内窥镜摄像头50获得的图像信号通过通信线缆81传输到摄像主机60进行处理。在某些实施例中，通信线缆81可以为光通信线缆，例如光纤；内窥镜摄像头50将图像信号(电信号)转成光信号，由通信线缆81传输到摄像主机60，摄像主机60再将光信号转成电信号。摄像主机60通过视频连接线82与显示器70连接，用于将视频信号发送到显示器70进行显示。本领技术人员应当理解的是，图1仅是内窥镜摄像系统1000的示例，并不构成对内窥镜摄像系统1000的限定，内窥镜摄像系统1000可以包括比图1所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如内窥镜摄像系统1000还可以包括扩张器、烟雾控制装置、输入输出设备、网络接入设备等。

光源10用于向待观察部位100提供照明光源。所述照明光源包括可见光照明光源和对应于荧光试剂的激光照明光源(例如近红外光)。光源10包括，但不局限于激光光源、LED光源或激光二极管。

在本实施例中，光源10包括可见光光源和对应于荧光试剂的激光光源。可见光光源为LED光源。在一实施例中，可见光光源可分别提供不同波长范围的多个单色光，例如蓝光、绿光、红光等。在其他实施例中，可见光光源还可以提供所述多个单色光的组合光，或者是宽光谱的白光光源。所述单色光的波长范围大致为400nm至700nm。激光光源用于产生激光。所述激光例如是近红外光(Near Infrared；NIR)。所述激光的峰值波长取780nm或808nm范围内至少任意1个值。

由于光源10可向待观察部位同时提供连续的可见光和对应于荧光试剂的激光，从而提高了摄像头50对经待观察部位100反射的可见光图像信号和荧光图像信号的采集效率。

其中，采用内窥镜摄像系统1000进行成像之前，在待观察部位100中通过静脉或皮下注射方式引入造影剂，例如吲哚菁绿(Indocyanine Green；ICG)，以便对用标准可见光成像技术不容易看到的组织结构和功能(例如脉管中的血液/淋巴液/胆汁)成像。待观察部位100包括，但不局限于血液循环系统、淋巴系统和肿瘤组织。ICG俗称靛氰绿、诊断用绿针、吲哚花青绿，其是目前在心血管系统疾病临床诊断中常用的一种造影剂，广泛应用于脉络膜和视网膜血管成像。当待观察部位100中的造影剂吸收所述激光光源产生的对应于荧光试剂的激光后可产生荧光。

一种实施例中提供了一种内窥镜摄像头50，本申请以硬管内窥镜摄像头为例进行说明，本内窥镜摄像头也可应用在软镜上。

如图2所示，本实施例的内窥镜摄像头包括手柄1、芯片模组2、光学模组3和手轮4。

手柄1具有容置元器件和握持的功能，手柄1具有容置腔11，手柄1的两端具有与容置腔11连通的开口，手柄1两端的开口分别用于连接通信电缆81和光学模组3。手柄1内容置有芯片模组2，手柄1上还安装有按钮组件12，按钮组件12通过线缆与芯片模组2连接。医生可手持手柄1，通过按钮组件12操控内窥镜摄像头成像检测。手柄1靠近手轮4的一端设有前盖5，前盖5具有通孔，前盖5盖装在手柄1的开口上，前盖5用于将芯片模组2和光学模组3安装在手柄1的容置腔11内。在另一些实施例中，手柄1的尾端通过无线的方式与摄像主机通信，此时，手柄仅一端具有与容置腔11连通的开口。

芯片模组2包括壳体21和芯片组件22，壳体21位于手柄的容置腔11内，壳体21安装在前盖5上，芯片组件22安装在壳体21内，芯片组件22包括传感器和处理器等部件，传感器为光学传感器，传感器用于将光信号转为电信号，传感器用于对传感器输出的电信号进行放大、过滤等处理，处理器并将电信号处理后通过通信电缆81传送给主机60继续处理。

光学模组3包括镜筒31、固定光学组件32和可调光学组件33，固定光学组件32固定安装在镜筒31的一端，可调光学组件33可轴向移动的安装在镜筒31内，可调光学组件33能够相对固定光学组件32移动，以调节成像焦距。

手轮4可旋转的套装在镜筒31上，镜筒31上设有螺旋槽，手轮4通过销钉等连接件与镜筒31内的可调光学组件33连接，销钉穿设在镜筒31的螺旋槽内，手轮4旋转后，在镜筒31的螺旋槽的限位作用下，手轮4和可调光学组件33将同时旋转的轴向移动，从而手轮4能够用于调节可调光学组件33在镜筒31内的轴向位置。

本实施例中，固定光学组件32包括固定镜片座321和固定镜片组件322，固定镜片座321通过螺纹连接的方式固定在镜筒31内，固定镜片座321为环形结构，固定镜片座321为筒状结构，中部具有安装孔，固定镜片组件322包括两块光学镜片，两块光学镜片固定安装在两块光学镜片内的安装孔内，并且固定镜片组件322轴向的两个镜面分别与固定镜片座321的两个端面平齐。

如图3所示，可调光学组件33包括可调镜片座331和可调镜片组件332，可调镜片座331可滑动的安装在镜筒31内，可调镜片座331为筒状结构，具有与固定镜片座321和镜筒31同轴线的安装孔。可调镜片组件332包括第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323、第一隔圈3324和第二隔圈3325，第一可调镜片3321、第二可调镜片3322和第三可调镜片3323依次远离固定光学组件32的安装在镜筒31内，第一隔圈3324安装在第一可调镜片3321和第二可调镜片3322之间，第二隔圈3325安装在第二可调镜片3322和第三可调镜片3323之间。

第一可调镜片3321面向固定光学组件32的入射面的中部具有凹面，第一可调镜片3321的出射面为凸面，第一可调镜片3321用于将射入的平行光转为扩散光射出。第二可调镜片3322面向第一可调镜片3321的入射面为平面，第二可调镜片3322的出射面为凸面，第二可调镜片3322用于将扩散光转为平行光。第三可调镜片3323为胶合透镜，用于消除色差。胶合透镜也叫消色差透镜，是由两个单片镜片通过胶合而成，在复色(白光)成像的性能比单透镜性能提高了许多。消色差镜片由两片材料不同的镜片胶合在一起，校正了玻璃的色散。胶合透镜是一种把低分散的冕牌玻璃正透镜和高分散的火石玻璃负透镜粘接而成的消色差透镜。设计时，在蓝色(486.1nm)，绿色(546.1nm)和红色(656.3nm)三个波长，对分散的不同值和透镜形状进行了优化，实现了最小色差。

安装座23与壳体21卡接或为一体式结构，安装座23与壳体21为不可拆卸的固定式连接，镜筒31的一端设有外螺纹，安装座23设有对应的内螺纹，镜筒31与安装座23之间通过螺纹连接，镜筒31与安装座23之间为可拆卸式连接。

如图4所示，内窥镜摄像头50还包括固定支架6，固定支架6整体位于手柄1的容置腔内，固定支架6用于将芯片模组2固定在前盖5上，芯片模组2的壳体21为方盒状结构(类似于长方体结构)，壳体21具有四个轴向的侧面，芯片模组2悬空安装在手柄1的容置腔内。

固定支架6为L型支架，由一根直板折弯而成，固定支架6包括长臂和短臂，固定支架6的短臂贴靠在前盖5上，固定支架6的长臂贴靠在安装座23和壳体21上，固定支架6的短臂和长臂分别通过螺钉固定在前盖5和壳体21上，固定支架6起到连接固定的作用，将壳体21固定在前盖5上。

为了起到更好的固定效果，固定支架6有两个，两个固定支架6安装在壳体21的上下两个轴向侧面上，两个固定支架6共同将壳体21固定在前盖5上。固定支架6为L型结构，固定支架6能够贴靠在前盖5和壳体21的面上，使得整体结构更为紧凑，占用空间小，有利于手柄1的小型化。

由于静电为瞬间的高压电，若传到芯片组件22内，会将芯片组件22内的元器件击穿，损害元器件。如图5所示，本实施例中，将位于下方的固定支架6设置为接地支架7，接地支架7具有固定芯片模组2的作用，还具有防静电的作用。接地支架7与接地线缆8连接，接地线缆8的一端通过螺钉与接地支架7的长臂连接，另一端延伸至通信线缆81内，接地支架7能够将内窥镜摄像头50接触到的静电从接地线缆8排走，避免了静电进入到芯片组件2内，对芯片组件2内的元器件起到保护作用。

接地支架7的长臂的端部延伸至壳体21的端部，接地支架7具有更长的长臂，接地支架7同时与前盖5、安装座23和壳体21接触，接地支架7具有更大的接触面积，接触更多的组件，使得内窥镜摄像头50在使用过程接触到的静电能够传到接地支架7，再从接地线缆8排走，提高了防静电效果。

在其他实施例中，固定支架6也可包括四个，四个固定支架6分别安装在芯片模组2的四个面上。

如图6和图7所示，一种实施例中，镜筒31的外表面上还设有限位部311，限位部311为环形凸起，安装座23的端面抵靠在限位部311的轴向侧面上，限位部311用于定位镜筒31插入到安装座23的深度位置，从而限位部311可用于限位镜筒31的轴向位置。限位部311位于手柄1的容置腔内，前盖5的内侧面抵靠在镜筒31的限位部311的轴向侧面上，前盖5起到轴向限位的作用，将光学模组3的端部限位手柄1的容置腔11内。在其他实施例中，限位部311为若干个径向凸起，若干个径向凸起均匀分布在镜筒31的一个外圆周上，若干个径向凸起同样能够起到限位的作用。

如图7所示，一种实施例中，安装座23上设有锁紧孔，锁紧孔内安装有锁紧螺钉231，锁紧螺钉231的端部延伸至安装座23的内部并抵靠在镜筒31上，锁紧螺钉231将镜筒31的端部压紧在安装座23内，能够防止镜筒31与安装座23之间的松动。

一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：本实施例的内窥镜摄像头的光学模组不可调节焦距，所有的光学镜片均固定安装。具体体现为：可调镜片座331与镜筒31固定连接。

本实施例中，手柄1具有容置元器件和握持的功能，手柄1具有容置腔11，手柄1的两端具有与容置腔11连通的开口，手柄1两端的开口分别用于连接通信线缆81和光学模组3。手柄1内容置有芯片模组2，手柄1上还安装有按钮组件12，按钮组件12通过线缆与芯片模组2连接。医生可手持手柄1，通过按钮组件12操控内窥镜摄像头成像检测。

芯片模组2包括传感器和处理器等部件，芯片模组2用于将光信号转为电信号，并对电信号进行处理后通过通信线缆81传送给摄像主机60成像。

光学模组3的一端直接穿设到手柄1的容置腔11内与芯片模组2连接。光学模组3的一端也可通过前盖与芯片模组2连接，光学模组3的整体位于手柄1的容置腔11外。

光学模组3包括镜筒31、固定光学组件32、可调光学组件33和防撞端子34，镜筒31的一端通过前盖或直接安装在手柄1远离通信线缆81一端的开口上，镜筒31的另一端与光学卡口40连接。固定光学组件32和可调光学组件33安装在镜筒31内，其中可调光学组件33通过螺钉或销钉固定在镜筒31内，可调光学组件33为可调节的安装，安装后可调光学组件33不可移动，若需要调整安装位置时，需要解除螺钉或销钉的锁紧，解锁移动可调光学组件33再固定锁定实现可调安装。

一种实施例中，提供了一种内窥镜摄像头50，与上述实施例的区别在于：光学镜片直接固定安装在镜筒内。

本实施例中，内窥镜摄像头50为固定焦段的摄像头，内窥镜摄像头包括镜筒和光学组件，光学组件包括若干个光学镜片和隔圈，光学镜片中包括用于出射扩散光和平行光的光学镜片，光学镜片的出射面连接有一个与带通孔的隔圈，隔圈的通孔形状与穿过自身光束形状一致，确保光学镜片出射的杂散光均能够被后端的隔圈挡住，并且避让有效光，以提高成像质量。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims (15)

1.一种内窥镜摄像头,其特征在于，包括：

手柄，所述手柄具有容置腔，所述手柄的一端具有与所述容置腔连通的开口；

前盖，所述前盖安装在所述手柄的开口上，所述前盖具有通孔；

芯片模组，所述芯片模组位于所述手柄的容置腔内，并且所述芯片模组通过固定支架安装在所述前盖上，所述芯片模组用于将光信号转为电信号；

光学模组，所述光学模组的一端穿过所述前盖的通孔与所述芯片模组连接；

以及手轮，所述手轮安装在所述光学模组上，所述手轮用于调节成像焦距。

2.如权利要求1所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述芯片模组包括壳体和芯片组件，所述芯片组件安装在所述壳体内，所述固定支架的一端与所述前盖连接，另一端与所述芯片模组的壳体连接。

3.如权利要求2所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述固定支架为L型结构，所述固定支架包括长臂和短臂，所述长臂贴靠在所述壳体上并与所述壳体连接，所述短臂贴靠在所述前盖上并与所述前盖连接。

4.如权利要求3所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述固定支架的长臂和短臂分别通过螺钉与所述壳体和前盖固定。

5.如权利要求3所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述L型结构的固定支架由直板折弯而成。

6.如权利要求3所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述固定支架具有多个，多个所述固定支架中的至少一个与接地线缆连接。

7.如权利要求6所述的内窥镜摄像头，其特征在于，连接有所述接地线缆的所述固定支架为接地支架，所述接地支架的长臂的端部延伸至所述壳体的轴向端部。

8.如权利要求6所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述壳体为方盒状结构，所述多个固定支架连接在所述壳体的不同面上。

9.如权利要求1至8中任一项所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述光学模组包括镜筒、固定光学组件和可调光学组件，所述镜筒的一端穿过所述前盖的通孔与所述芯片模组的壳体连接，所述固定光学组件安装在所述镜筒远离所述芯片模组的一端，所述可调光学组件可轴向移动的安装在所述镜筒内；

所述手轮可旋转的套装在所述镜筒上，并通过连接件与所述可调光学组件连接，所述手轮用于调节所述可调光学组件的轴向位置。

10.如权利要求9所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述壳体通过安装座与所述镜筒连接。

11.如权利要求10所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述安装座与所述壳体为固定式连接，所述安装座与所述镜筒为可拆卸式连接。

12.如权利要求11所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述安装座上设有锁紧孔，所述锁紧孔内安装有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉将所述镜筒的一端锁紧在所述安装座内。

13.如权利要求9所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述镜筒的外表面上设有限位部，所述限位部卡在所述前盖上，所述限位部用于限位所述镜筒的轴向位置。

14.如权利要求13所述的内窥镜摄像头，其特征在于，所述限位部为环形凸起，或为位于同一圆周上的若干个凸起。

15.一种内窥镜摄像系统，其特征在于，包括光源、导光束、内窥镜、光学卡口、通信线缆、摄像主机、显示器、视频连接线和如权利要求1至14中任一项所述的内窥镜摄像头，所述光源通过所述导光束与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的一端通过所述光学卡口与所述内窥镜连接，所述内窥镜摄像头的另一端通过所述通信线缆与所述摄像主机连接，所述摄像主机通过所述视频连接线与所述显示器连接。

Images