CN117814721A - 一种医用内窥镜及其成像方法 - Google Patents

Abstract

一种医用内窥镜及其成像方法，医用内窥镜包括：光学组件，包括成像镜组和分束镜，分束镜用于将成像光分为第一成像光和第二成像光；传感器组件，包括第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器用于采集第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，第二图像传感器用于采集第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号；以及图像处理装置，用于将第一信号和第二信号融合得到内窥镜图像。由于设有用于采集图像强度信息和图像细节信息的第一图像传感器及用于采集图像色彩信息的第二图像传感器，使得内窥镜图像同时兼具图像的强度和细节及图像的色彩，内窥镜图像可以在保持有原有色彩信息的同时，提高信号灵敏度和图像分辨率。

Description

一种医用内窥镜及其成像方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种医用内窥镜及其成像方法。

背景技术

随着科技和医疗技术的发展，腹腔镜微创手术已经得到普及。在内窥镜手术中，对于关键组织的精细成像能够提高手术的成功率，有利于常规切除手术或是肿瘤手术中形态学的辨识，起到精准定位的作用。随着最近几年4K成像系统在民用摄像技术方面的普及，内窥镜摄像系统也从HD高清内窥镜逐渐向4K超高清内窥镜过渡。4K超高清在分辨率上极大提升了医生对病灶形态学的辨识和精准定位。

目前实现真正4K成像的主要采用Bayer格式彩色图像传感器实现真4K图像采集。但Bayer格式彩色图像传感器成像的真实分辨率达不到物理的4K，成像质量有待提高。

发明内容

一种实施例中，提供一种医用内窥镜，包括：

光学组件，包括成像镜组和分束镜，所述分束镜位于所述成像镜组出射成像光的光路上，所述分束镜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光；

传感器组件，包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述第一图像传感器位于所述分束镜出射所述第一成像光的光路上，所述第一图像传感器用于采集所述第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，所述第二图像传感器位于所述分束镜出射所述第二成像光的光路上，所述第二图像传感器用于采集所述第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号；以及

图像处理装置，与所述第一图像传感器和所述第二图像传感器信号连接，所述图像处理装置用于将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

一种实施例中，所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

一种实施例中，所述内窥镜图像为二维白光图像。

一种实施例中，所述分束镜用于将所述成像光分成光能量不同的所述第一成像光和所述第二成像光。

一种实施例中，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

一种实施例中，所述第一成像光的光能量大于或等于所述成像光的70％，所述第二成像光的光能量小于或等于所述成像光的30％。

一种实施例中，所述分束镜上设有分束膜，所述分束膜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光。

一种实施例中，所述分束镜具有入射面、第一出射面和第二出射面，所述入射面用于入射所述成像光，所述第一出射面用于出射第一成像光，所述第二出射面用于出射第二成像光。

一种实施例中，所述第一图像传感器贴靠在所述第一出射面上，所述第二图像传感器贴靠在所述第二出射面上；或者，所述第一图像传感器与所述第一出射面之间具有预设的间距，所述第二图像传感器与所述第二出射面之间具有预设的间距。

一种实施例中，所述第一图像传感器为黑白传感器，所述第二图像传感器为彩色传感器。

一种实施例中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有相同大小的成像画幅。

一种实施例中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有不同的成像画幅，所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器的光学前端设有缩放镜组。

一种实施例中，所述光学组件还包括滤光片，所述滤光片位于所述成像镜组和所述分束镜之间，所述滤光片用于过滤所述成像光中的红外光。

一种实施例中，提供一种医用内窥镜，包括：

光学组件，包括成像镜组和分束镜，所述分束镜位于所述成像镜组出射成像光的光路上，所述分束镜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光；

传感器组件，包括黑白图像传感器和彩色图像传感器，所述黑白图像传感器位于所述分束镜出射所述第一成像光的光路上，所述黑白图像传感器用于采集所述第一成像光及生成第一信号，所述彩色图像传感器位于所述分束镜出射所述第二成像光的光路上，所述彩色图像传感器用于采集所述第二成像光及生成第二信号；以及

图像处理装置，与所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器信号连接，所述图像处理装置用于将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

一种实施例中，所述彩色图像传感器的分辨率低于所述黑白图像传感器的分辨率。

一种实施例中，所述内窥镜图像为二维白光图像。

一种实施例中，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

一种实施例中，所述分束镜具有入射面、第一出射面和第二出射面，所述入射面用于入射所述成像光，所述第一出射面用于出射第一成像光，所述第二出射面用于出射第二成像光。

一种实施例中，所述黑白图像传感器贴靠在所述第一出射面上，所述彩色图像传感器贴靠在所述第二出射面上；或者，所述黑白图像传感器与所述第一出射面之间具有预设的间距，所述彩色图像传感器与所述第二出射面之间具有预设的间距。

一种实施例中，所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器具有相同大小的成像画幅。

一种实施例中，所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器具有不同的成像画幅，所述黑白图像传感器和/或所述彩色图像传感器的光学前端设有缩放镜组。

一种实施例中，提供一种医用内窥镜的成像方法，包括如下步骤：

成像镜组采集拍摄对象的反射光和/或激发光并形成成像光，及将所述成像光照射至分束镜；

所述分束镜将所述成像光分为第一成像光和第二成像光，及将所述第一成像光照射至第一图像传感器，将所述第二成像光照射至第二图像传感器；

所述第一图像传感器采集所述第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，所述第二图像传感器用于采集所述第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号；

图像处理装置采集所述第一信号和所述第二信号，并将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

一种实施例中，所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

一种实施例中，所述内窥镜图像为二维白光图像。

一种实施例中，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

一种实施例中，所述第一图像传感器为黑白传感器，所述第二图像传感器为彩色传感器。

一种实施例中于，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有相同大小的成像画幅。

一种实施例中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有不同的成像画幅，所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器的光学前端设有缩放镜组。

依据上述实施例的医用内窥镜及其成像方法，由于在光路上设有用于采集图像强度信息和图像细节信息的第一图像传感器及用于采集图像色彩信息的第二图像传感器，两个传感器采集的信息再融合得到内窥镜图像，使得生成的内窥镜图像同时兼具图像的强度和细节，及图像的色彩，即内窥镜图像可以在保持有原有色彩信息的同时，提高信号灵敏度和图像分辨率。

附图说明

图1为一种实施例中医用内窥镜的结构示意图；

图2为一种实施例中医用内窥镜的结构示意图；

图3为一种实施例中医用内窥镜的光路图；

图4为一种实施例中医用内窥镜的结构示意图；

图5为一种实施例中医用内窥镜的成像方法的流程图；

其中附图标记如下：

1-光学组件，11-成像镜组，12-分束镜，13-滤光片；

2-传感器组件，21-第一传感器组件，22-第二传感器组件；

3-图像处理装置；

4-显示器。

具体实施方式

目前医用内窥镜中，实现4K成像的主要采用Bayer格式彩色图像传感器。Bayer格式彩色图像传感器即在原始的黑白图像传感器的每个像元表面增加R/G/B吸收型滤光片实现彩色图像。该方式有两大弊端，第一是能量利用率低，B通道像元实现蓝色通道信号的提取，R和G的信号会被滤光片吸收，能量利用率只有1/3左右；第二个就是4k分辨率是靠数值插值实现的，B通道像元的R或G信号是靠周边的R或G通道像元插值得到，因此，现有医用内窥镜的图像真实分辨率达不到物理的4K成像；

针对以上弊端，本申请提供了一种基于两个图像传感器的内窥镜摄像系统，该摄像头具有两个相同尺寸和分辨率的图像传感器，一个是黑白图像传感器，一个是Bayer格式彩色图像传感器；黑白图像传感器负责提取信号的细节信息和强度信息，具有原生的4K分辨率(物理4K)，而且能量利用率高，Bayer格式彩色图像传感器负责获取图像的颜色信息，然后两个图像传感器的图像相互融合最后输出。本申请可以在传统的单4KBayer格式的基础上保持原有色彩信息的同时，有效提高系统的信号灵敏度和图像分辨率。

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。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)。本文中，光学前端为靠近拍摄对象的一端，光学后端为远离拍摄对象的一端，拍摄对象的反射光或激发光从光学前端向光学后端传播，照明光或激光从光学后端向光学前端传播。

请参考图1至图3，一种实施例中，提供了一种医用内窥镜，本医用内窥镜的摄像系统中采用双传感器进行成像，其中一者用于采集图像强度信息和图像细节信息，另一者用于采集图像色彩信息，两个传感器采集的信息再融合成最终的内窥镜图像，使得内窥镜图像能够保持原有色彩信息的同时，具有高图像分辨率，可以实现物理上的4K成像。

本医用内窥镜主要包括光学组件1、传感器组件2和图像处理装置3，本医用内窥镜可以为硬镜内窥镜，也可以为软镜内窥镜。不同的医用内窥镜可以具有不同具体结构的光学组件1，传感器组件2和图像处理装置3可以分别安装在不同的位置，如传感器组件2和图像处理装置3可以均安装在摄像头上，也可以分别安装在摄像头和主机上，或者均安装在主机上。

光学组件1包括成像镜组11和分束镜12，成像镜组11可以包括多个光学结构，如成像镜组11可以包括位于光学前端的物镜、位于中间的镜片组和位于光学后端的目镜，物镜、镜片组和目镜均可以由一个或多个镜片组合而成，位于中间的镜片组也可以设置为棒镜或光纤束等光学结构。成像镜组11的光学前端用于采集拍摄对象发射的反射光和/或被激发的激光，并将采集的反射光和/或激光转为成像光，成像镜组11从光学后端出射成像光。

分束镜12设置在成像镜组11的光学后端，分束镜12位于成像镜组11出射成像光的光路上，成像镜组11将成像光照射至分束镜12上，分束镜12将成像光分为第一成像光和第二成像光，并且将第一成像光和第二成像光以不同的角度出射，将一路成像光分成两路成像光。

分束镜12可以为双三角棱镜结构，双三角棱镜结构包括两个横截面为等腰三角形的三角棱镜，两个三角棱镜的倾斜面对接，并且在两个三角棱镜之间设有分束膜，分束膜具有透射光和反射光的功能，分束膜相对入射光倾斜45°，分束膜可以将入射的成像光的一部分透射成为第一成像光，同时将成像光的另一部分反射成为第二成像光，第一成像光的出射方向与入射的成像光的方向一致，第二成像光的出射方向与入射的成像光的方向垂直。当然，分束膜也可以相对入射光倾斜其他角度，如分束膜倾斜60°，以满足不同医用内窥镜内的光路布局。

在其他实施例中，分束镜12也可以为相对成像光倾斜一定角度的平面镜等光学器件，在平面镜上设置有分束膜等分束结构，同样能够将成像光分成两束不同角度的光出射。

本实施例中，分束镜12相对成像镜组11的光学后端间隔设置，以使得成像镜组11和分束镜12之间还具有设置其他光学结构的空间，如成像镜组11和分束镜12之间设置有滤光片13，滤光片13用于过滤成像光中的红外光，消除红外光对成像的干扰，以提升成像质量。滤光片13可以直接胶合贴靠在成像镜组11的光学后端，滤光片13也可以胶合贴靠在分束镜12的光学前端，或者成像镜组11、滤光片13和分束镜12依次间隔设置，滤光片13均能够实现滤光作用。

在其他实施例中，滤光片13也可以设置在成像镜组11的光学结构之间，滤光片13也可以设置在分束镜12的光学后端，也能够实现滤光片13的滤光作用。其中，滤光片13设置在分束镜12的光学后端时，滤光片13可以具有两个，两个滤光片13分别设置在第一成像光和第二成像光的光路上，以实现对第一成像光和第二成像光的滤光。

在其他实施例中，当成像镜组11和分束镜12之间不设置其他光学结构时，分束镜12可以直接贴靠在成像镜组11的光学后端，以保证成像镜组11和分束镜12之间的结构稳定性，即能够保证光路的稳定性。

本实施例中，传感器组件2包括第一图像传感器21和第二图像传感器22。第一图像传感器21安装在分束镜12出射第一成像光的光路上，第一图像传感器21用于采集第一成像光，第二图像传感器22安装在分束镜12出射第二成像光的光路上，第二图像传感器22用于采集第二成像光。第一图像传感器21为黑白图像传感器，黑白图像传感器用于采集第一成像光中的图像强度信息和图像细节信息，并生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，其中图像强度信息为图像亮度分布信息，可以更好地反应图像细节和图像色彩分布；第二图像传感器22为彩色图像传感器，彩色图像传感器用于采集第二成像光中的色彩信息，并生成表征图像色彩信息的第二信号。

分束镜12为双三角棱镜结构，分束镜12具有入射面、第一出射面和第二出射面，成像光照射至分束镜12的入射面，分束镜12的第一出射面用于出射第一成像光，分束镜12的第二出射面用于出射第二成像光，第一图像传感器21可以通过胶合等方式贴合在分束镜12的第一出射面，第二图像传感器22也可以通过胶合等方式贴合在分束镜12的第二出射面上。将第一图像传感器21和第二图像传感器22胶合固定在分束镜12上，能够保证分束镜12与第一图像传感器21和第二图像传感器22之间的结构光学，即能够保证第一成像光和第二成像光的光路稳定，能够避免第一图像传感器21和第二图像传感器22在使用过程中无松动风险。

在其他实施例中，第一图像传感器21和第二图像传感器22分别采用安装座进行固定。第一图像传感器21和分束镜12之间，以及第二图像传感器22和分束镜12之间，可以设置一定间距，该间距可以用放置其他光学结构，如滤光片、缩放镜组等。

在其他实施例中，分束镜12上可以设置与本实施例中分束镜12相反的分束膜，分束镜12透射出第二成像光，分束镜12反射出第一成像光，第一图像传感器21和第二图像传感器22的位置互换，使得第一图像传感器21和第二图像传感器22同样能够分别采集第一成像光和第二成像光。

本实施例中，图像处理装置3可以通过线缆等通信连接件分别与第一图像传感器21和第二图像传感器22电连接，图像处理装置3用于采集第一信号和第二信号，并将第一信号和第二信号融合得到内窥镜图像，该内窥镜图像为二维白光图像，该内窥镜图像兼具第一信号的图像强度信号和图像信息信息及第二信号的图像色彩信息，内窥镜图像具有丰富的色彩以及高清的分辨率。

本实施例中，由于在光路上设有用于采集图像强度信息和图像细节信息的黑白图像传感器及用于采集图像色彩信息的彩色图像传感器，两个传感器采集的信息再融合得到内窥镜图像，使得生成的内窥镜图像同时兼具图像的强度和细节，及图像的色彩，即内窥镜图像可以在保持有原有色彩信息的同时，提高信号灵敏度和图像分辨率；其中，黑白图像传感器能够采集第一成像光中图像强度信息和图像细节信息，进而能够实现物理上的4K成像。

一种实施例中，分束镜12可以将成像光分为能量不同的第一成像光和第二成像光，其中第一成像光的能量大于第二成像光的能量，即100％的成像光分出占比占比超过50％的第一成像光和占比低于50％的第二成像光。第一图像传感器21为黑白图像传感器，用于采集图像的图像强度信息和图像细节信息，第一成像光占比更高，具有更大的能量，使得黑白图像传感器能够采集更多的图像强度信息和图像细节信息，有利于提升图像的分辨率。第二图像传感器22为彩色图像传感器，用于采集图像的色彩信息，采用占比和能量更低的第二成像光，也能够实现色彩信息的采集。因此，将第一成像光的能量占比提高能够提高成像质量。

分束镜12可以通过设置透射率大于反射率的分束膜，将成像光中的更大占比能量透射成为第一成像光，将成像光中的更低占比能量反射成为第二成像光。

一种实施例中，第一成像光的光能量大于或等于成像光的70％，第二成像光的光能量小于或等于成像光的30％，第一成像光的能量占比大于第二成像光的两倍，在保证采集图像色彩信息足够的基础上，提高第一成像光的占比，采集更多的图像强度信息和图像细节信息，以提高分辨率和系统灵敏度，系统灵敏度能够实现高动态范围的内窥镜图像。

一种实施例中，第一图像传感器21和第二图像传感器22具有相同大小的成像画幅，第一图像传感器21和第二图像传感器22的成像画幅相同，使得第一图像传感器21和第二图像传感器22分别生成画幅相同的黑白图像(第一信号)和彩色图像(第二信号)，两个图像能够直接叠加融合成内窥镜图像。

一种实施例中，第一图像传感器21和第二图像传感器22具有不相同大小的成像画幅，在第一图像传感器21和第二图像传感器22中一者或两者的光学前端设置缩放镜组，同样能够将第一图像传感器21或第二图像传感器22的成像画幅调节成为相同，以使得使得第一图像传感器21和第二图像传感器22分别生成画幅相同的黑白图像(第一信号)和彩色图像(第二信号)也能够直接叠加融合成内窥镜图像。

一种实施例中，第二图像传感器22的分辨率低于第一图像传感器21的分辨率，第二图像传感器22为彩色图像传感器，主要用于采集图像的色彩，对分辨率的要求相对较低。由于人眼对颜色空间的变化敏感度更低，对亮度变化敏感度更高，因此采用更高分辨率的黑白图像传感器，以提高亮度和细节内容，采用更低分辨率的彩色图像传感器，也能够满足人眼观察需求。更低分辨率的彩色图像传感器的成本低，传输带宽更小，有利于降低成本。并且彩色图像传感器还可以通过插值等算法提升色彩分辨率。因此，第二图像传感器22的分辨率设置地更低一些并不会影响成像质量，还能够节约第二图像传感器22的成本。

一种实施例中，第一图像传感器21和第二图像传感器22也具有相同大小的分辨率，第一图像传感器21和第二图像传感器22均具有较高的分辨率，第二图像传感器22无需采用插值等算法，能够直接得出高分辨率的彩色图像，同样能够得到高质量的内窥镜图像。

请参考图4，一种实施例中，医用内窥镜还可以包括显示器4，显示器4与图像处理装置3信号连接，显示器4用于展示内窥镜图像，内窥镜图像可以为图片，也可以为实时视频画面。显示器4还可以用于展示其他信息，如内窥镜图像相关的参数信息。显示器4可以设置为触控显示器，可以作为输入设备进行人机交互操作。

一种实施例中，提供了一种医用内窥镜的成像方法，本成像方法采用上述任一实施例中的医用内窥镜实现。

请参考图5，本医用内窥镜的成像方法，主要包括如下步骤：

S01：生成成像光；

成像镜组11采集拍摄对象的反射光和/或激发光，成像镜组11将采集的反射光和/或激发光转为成像光。分束镜12设置在成像镜组11的光学后端，即分束镜12位于成像镜组11出射成像光的光路上，成像镜组11将成像光照射至分束镜12上，成像镜组11将成像光照射至分束镜12。

S02：分光；

分束镜12将入射的成像光分为第一成像光和第二成像光。分束镜12设有分束膜，分束膜具有透射光和反射光的功能，分束膜相对入射光倾斜，分束膜可以将入射的成像光的一部分透射成为第一成像光，同时将成像光的另一部分反射成为第二成像光。分束镜12将一路成像光分为两路光出射。

第一图像传感器21安装在分束镜12出射第一成像光的光路上，第二图像传感器22安装在分束镜12出射第二成像光的光路上。分束镜12将透射出的第一成像光照射至第一图像传感器21，分束镜12将反射出的第二成像光照射至第二图像传感器22。

其中，分束镜12可以将成像光分为能量不同的第一成像光和第二成像光，其中第一成像光的能量大于第二成像光的能量，即100％的成像光分出占比占比超过50％的第一成像光和占比低于50％的第二成像光。第一图像传感器21为黑白图像传感器，用于采集图像的图像强度信息和图像细节信息，第一成像光占比更高，具有更大的能量，使得黑白图像传感器能够采集更多的图像强度信息和图像细节信息，有利于提升图像的分辨率。第二图像传感器22为彩色图像传感器，用于采集图像的色彩信息，采用占比和能量更低的第二成像光，也能够实现色彩信息的采集。因此，将第一成像光的能量占比提高能够提高成像质量。

分束镜12可以通过设置透射率大于反射率的分束膜，将成像光中的更大占比能量透射成为第一成像光，将成像光中的更低占比能量反射成为第二成像光。

S03：信息采集；

第一图像传感器21为黑白图像传感器，第二图像传感器22为彩色图像传感器。第一图像传感器21采集第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，第二图像传感器22用于采集所述第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号。第一信号用于生成黑白图像，第二信号用于生成彩色图像。

其中，第一图像传感器21和第二图像传感器22具有相同大小的成像画幅，第一图像传感器21和第二图像传感器22的成像画幅相同，使得第一图像传感器21和第二图像传感器22分别生成画幅相同的黑白图像(第一信号)和彩色图像(第二信号)，两个图像能够直接叠加融合成内窥镜图像。

或者，第一图像传感器21和第二图像传感器22具有不相同大小的成像画幅，在第一图像传感器21和第二图像传感器22中一者或两者的光学前端设置缩放镜组，同样能够将第一图像传感器21或第二图像传感器22的成像画幅调节成为相同，以使得使得第一图像传感器21和第二图像传感器22分别生成画幅相同的黑白图像(第一信号)和彩色图像(第二信号)也能够直接叠加融合成内窥镜图像。

第二图像传感器22的分辨率可以低于第一图像传感器21的分辨率，第二图像传感器22为彩色图像传感器，主要用于采集图像的色彩，对分辨率的要求相对较低。由于人眼对颜色空间的变化敏感度更低，对亮度变化敏感度更高，因此采用更高分辨率的黑白图像传感器，以提高亮度和细节内容，采用更低分辨率的彩色图像传感器，也能够满足人眼观察需求。更低分辨率的彩色图像传感器的成本低，传输带宽更小，有利于降低成本。并且彩色图像传感器还可以通过插值等算法提升色彩分辨率。因此，第二图像传感器22的分辨率设置地更低一些并不会影响成像质量，还能够节约第二图像传感器22的成本。

S04：图像融合。

图像处理装置采集所述第一信号和所述第二信号，先根据第一信号得到黑白图像，及根据第二信号得到彩色图像，再将黑白图像和彩色图像重叠融合得到内窥镜图像。

本实施例的成像方向，采用双传感器分别采集图像强度信息和图像细节信息及图像色彩信息，黑白图像传感器能够保证图像的分辨率和动态范围，彩色图像传感器用于保证图像的色彩，两者融合使得最终得到的内窥镜图像保持原有色彩信息的同时，具有高图像分辨率，可以实现物理上的4K成像。

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。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (28)

1.一种医用内窥镜，其特征在于，包括：

光学组件，包括成像镜组和分束镜，所述分束镜位于所述成像镜组出射成像光的光路上，所述分束镜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光；

传感器组件，包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述第一图像传感器位于所述分束镜出射所述第一成像光的光路上，所述第一图像传感器用于采集所述第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，所述第二图像传感器位于所述分束镜出射所述第二成像光的光路上，所述第二图像传感器用于采集所述第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号；以及

图像处理装置，与所述第一图像传感器和所述第二图像传感器信号连接，所述图像处理装置用于将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

2.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

3.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述内窥镜图像为二维白光图像。

4.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述分束镜用于将所述成像光分成光能量不同的所述第一成像光和所述第二成像光。

5.如权利要求4所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

6.如权利要求5所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一成像光的光能量大于或等于所述成像光的70％，所述第二成像光的光能量小于或等于所述成像光的30％。

7.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述分束镜上设有分束膜，所述分束膜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光。

8.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述分束镜具有入射面、第一出射面和第二出射面，所述入射面用于入射所述成像光，所述第一出射面用于出射第一成像光，所述第二出射面用于出射第二成像光。

9.如权利要求8所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一图像传感器贴靠在所述第一出射面上，所述第二图像传感器贴靠在所述第二出射面上；或者，所述第一图像传感器与所述第一出射面之间具有预设的间距，所述第二图像传感器与所述第二出射面之间具有预设的间距。

10.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一图像传感器为黑白传感器，所述第二图像传感器为彩色传感器。

11.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有相同大小的成像画幅。

12.如权利要求1所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有不同的成像画幅，所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器的光学前端设有缩放镜组。

13.如权利要求1至12任一项的医用内窥镜，其特征在于，所述光学组件还包括滤光片，所述滤光片位于所述成像镜组和所述分束镜之间，所述滤光片用于过滤所述成像光中的红外光。

14.一种医用内窥镜，其特征在于，包括：

光学组件，包括成像镜组和分束镜，所述分束镜位于所述成像镜组出射成像光的光路上，所述分束镜用于将所述成像光分为第一成像光和第二成像光；

传感器组件，包括黑白图像传感器和彩色图像传感器，所述黑白图像传感器位于所述分束镜出射所述第一成像光的光路上，所述黑白图像传感器用于采集所述第一成像光及生成第一信号，所述彩色图像传感器位于所述分束镜出射所述第二成像光的光路上，所述彩色图像传感器用于采集所述第二成像光及生成第二信号；以及

图像处理装置，与所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器信号连接，所述图像处理装置用于将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

15.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述彩色图像传感器的分辨率低于所述黑白图像传感器的分辨率。

16.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述内窥镜图像为二维白光图像。

17.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

18.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述分束镜具有入射面、第一出射面和第二出射面，所述入射面用于入射所述成像光，所述第一出射面用于出射第一成像光，所述第二出射面用于出射第二成像光。

19.如权利要求18所述的医用内窥镜，其特征在于，所述黑白图像传感器贴靠在所述第一出射面上，所述彩色图像传感器贴靠在所述第二出射面上；或者，所述黑白图像传感器与所述第一出射面之间具有预设的间距，所述彩色图像传感器与所述第二出射面之间具有预设的间距。

20.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器具有相同大小的成像画幅。

21.如权利要求14所述的医用内窥镜，其特征在于，所述黑白图像传感器和所述彩色图像传感器具有不同的成像画幅，所述黑白图像传感器和/或所述彩色图像传感器的光学前端设有缩放镜组。

22.一种医用内窥镜的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

成像镜组采集拍摄对象的反射光和/或激发光并形成成像光，及将所述成像光照射至分束镜；

所述分束镜将所述成像光分为第一成像光和第二成像光，及将所述第一成像光照射至第一图像传感器，将所述第二成像光照射至第二图像传感器；

所述第一图像传感器采集所述第一成像光及生成表征图像强度信息和图像细节信息的第一信号，所述第二图像传感器用于采集所述第二成像光及生成表征图像色彩信息的第二信号；

图像处理装置采集所述第一信号和所述第二信号，并将所述第一信号和所述第二信号融合得到内窥镜图像。

23.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

24.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述内窥镜图像为二维白光图像。

25.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述第一成像光的光能量大于所述第二成像光的光能量。

26.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述第一图像传感器为黑白传感器，所述第二图像传感器为彩色传感器。

27.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有相同大小的成像画幅。

28.如权利要求22所述的成像方法，其特征在于，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有不同的成像画幅，所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器的光学前端设有缩放镜组。