CN216984857U - 双目内窥镜及其双目内窥镜成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双目内窥镜及其双目内窥镜成像系统。双目内窥镜成像系统包括光源模组、两个成像模组以及两个摄像模组，所述光源模组用于对被测物照明，且所述光源模组包括出光波长在400nm‑700nm之间的第一光源，所述成像模组用于将被测物反射的光线导至所述摄像模组，所述成像模组与所述摄像模组一一对应形成双目成像。摄像模组包括分光元件、第一感光元件和第二感光元件，所述分光元件设于所述第一感光元件和所述第二感光元件的入光侧，并用于将部分波长在400nm‑700nm的光线反射至所述第一感光元件，将剩余部分波长在400nm‑700nm的光线透射至所述第二感光元件。上述双目内窥镜成像系统，获得的被测物图像不受限于单个感光元件，图像质量得到大幅度提升。

Description

双目内窥镜及其双目内窥镜成像系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种双目内窥镜及其双目内窥镜成像系统。

背景技术

传统的内窥镜通常包括白光成像模式和特殊光成像模式，白光成像模式能够形成被测物的彩色图像，从而显现被测物的真实颜色；特殊光成像模式通过特定光谱波段的光线对被测物进行照明，能够形成被测物的灰度图像，从而显现病灶区域。白光成像模式与特殊光成像模式的结合能够用于对人体组织进行疾病诊断和治疗。然而，传统的内窥镜在实际应用，白光成像模式的图像质量低，影响了诊断的准确率。

实用新型内容

基于此，有必要针对白光成像模式的图像质量低的问题，提供一种双目内窥镜及其双目内窥镜成像系统。

一种双目内窥镜成像系统，包括光源模组、两个成像模组以及两个摄像模组，所述光源模组用于对被测物照明，且所述光源模组包括出光波长在400nm-700nm之间的第一光源，所述成像模组用于将被测物反射的光线导至所述摄像模组，所述成像模组与所述摄像模组一一对应形成双目成像；

所述摄像模组包括分光元件、第一感光元件和第二感光元件，所述分光元件设于所述第一感光元件和所述第二感光元件的入光侧，并用于将部分波长在400nm-700nm的光线反射至所述第一感光元件，将剩余部分波长在400nm-700nm的光线透射至所述第二感光元件。

在其中一个实施例中，所述分光元件对波长在400nm-700nm的光线的透过率为20％-50％，反射率为50％-80％。

在其中一个实施例中，所述光源模组还包括第二光源和双色镜，所述第一光源和所述第二光源具有不同的出光波长，所述双色镜设于所述第一光源和所述第二光源的出光侧上，所述双色镜能够反射所述第一光源发射的光线并透过所述第二光源发射的光线。

在其中一个实施例中，所述第一光源与所述第二光源的出光方向形成第一夹角，所述第一光源的出光方向与所述双色镜之间形成第二夹角；所述第一夹角为所述第二夹角的两倍。

在其中一个实施例中，所述双目内窥镜成像系统还包括设于所述光源模组的出光侧的滤光模组，所述滤光模组包括至少两个滤光通道，所述滤光通道与所述光源模组发射的不同出光波长的光线一一对应，每个所述滤光通道能够透过对应的一种光线并阻挡其余光线。

在其中一个实施例中，所述滤光模组包括转换件，所述转换件上设置与所述第一光源对应的第一滤光通道以及与所述第二光源对应的第二滤光通道；当不同光源出光时，所述第一滤光通道和所述第二滤光通道根据所述转换件的不同运动位置被切换到所述光源模组的出光路径上。

在其中一个实施例中，所述转换件为能够沿轴转动的转轮结构，所述第一滤光通道和所述第二滤光通道在所述转换件上沿周向设置。

在其中一个实施例中，所述滤光模组包括至少一个第一滤光片和至少一个第二滤光片，所述第一滤光片和所述第二滤光片沿所述转换件的周向间隔设置，所述第一滤光片形成所述第一滤光通道，所述第二滤光片形成所述第二滤光通道。

在其中一个实施例中，所述第二感光元件还对应接收所述分光元件透射的所述第二光源的出光。

在其中一个实施例中，

所述第二光源的出光波长在750nm-810nm之间；

所述分光元件能够透过波长在810nm-910nm的光线。

在其中一个实施例中，所述成像模组包括物镜组件、传像元件、目镜组件以及适配器组件，所述被测物反射的光线依次经所述物镜组件、所述传像元件、所述目镜组件以及所述适配器组件后进入所述摄像模组；

和/或，所述成像模组包括两个反射元件，所述反射元件用于偏转光路，以使得两个所述成像模组的光路相互远离。

一种双目内窥镜，包括如上述任一实施例所述的双目内窥镜成像系统。

上述双目内窥镜成像系统，在白光照明被测物时，通过分光元件将被测物反射的白光分为两部分分别导向第一感光元件与第二感光元件，从而获得被测物的彩色图像和灰度图像，其中，彩色图像能够保留被测物的色彩信息，灰度图像能够保留被测物的亮度信息，进而通过图像处理元件叠加彩色图像与灰度图像能够获得高质量的被测物图像。由此获得的被测物图像，相对于用单个感光元件获取被测物的彩色图像而言，图像分辨率更高，噪声更低，对弱光的容忍性更强，图像质量得到大幅度提升，不会受限于单个感光元件的性能，有利于提升双目内窥镜诊断的准确率。

附图说明

图1为一些实施例中双目内窥镜成像系统的示意图；

图2为一些实施例中摄像模组的示意图；

图3为一些实施例中光源模组与滤光模组的示意图；

图4为一些实施例中滤光模组的示意图；

图5为一些实施例中成像方法部分步骤的示意图；

图6为一些实施例中成像方法另一部分步骤的示意图。

其中，10、双目内窥镜成像系统；110、光源模组；1110、第一光源；1120、第二光源；1130、控制元件；1140、双色镜；120、滤光模组；1210、转换件；1220、第一滤光片；1230、第二滤光片；1240、步进电机；130、聚光镜；140、导光束；150、成像模组；1510、物镜组件；1520、传像元件；1530、目镜组件；1540、适配器组件；1550、反射元件；160、摄像模组；1610、分光元件；1620、第一感光元件；1630、第二感光元件；1640、第三滤光片。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参见图1和图2，图1为一些实施例中双目内窥镜成像系统10的示意图，图2为一些实施例中双目内窥镜成像系统10的摄像模组160的示意图。在一些实施例中，双目内窥镜成像系统10包括光源模组110、成像模组150以及摄像模组160。光源模组110能够发射光线对被测物(图未示出)进行照明，例如对人体组织进行照明，便于获取人体组织的图像。成像模组150用于将被测物反射的光线传导至摄像模组160，摄像模组160能够接收成像模组150传导的光线并获取被测物的图像，以便进行诊断和治疗。

具体地，在一些实施例中，光源模组110发射白光对被测物照明，摄像模组160包括分光元件1610、第一感光元件1620及第二感光元件1630，分光元件1610用于将被测物反射的光线分为两部分分别导向第一感光元件1620与第二感光元件1630。其中，第一感光元件1620能够接收经被测物反射的光线并获取被测物的彩色图像，第二感光元件1630能够接收经被测物反射的光线并获取被测物的灰度图像。第一感光元件1620获取的彩色图像以及第二感光元件1630获取的灰度图像叠加可获取高质量的被测物图像。

上述双目内窥镜成像系统10，在白光照明被测物时，通过分光元件1610将被测物反射的白光分别导向第一感光元件1620与第二感光元件1630，从而获得被测物的彩色图像和灰度图像。其中，彩色图像能够保留被测物的色彩信息，灰度图像能够保留被测物的亮度信息，进而通过叠加彩色图像与灰度图像能够获得高质量的被测物图像。由此获得的被测物图像，相对于用单个感光元件获取被测物的彩色图像而言，由于叠加的灰度图像保留有被测物的亮度信息，并具备更宽的动态范围信息，使得图像分辨率更高，噪声更低，对弱光的容忍性更强，图像质量得到大幅度提升。因此，上述双目内窥镜成像系统10，通过两个感光元件配合获得高质量图像，获得的白光图像不会受限于单个感光元件的性能，有利于提升双目内窥镜诊断的准确率。

需要说明的是，在本申请中，白光可以理解为可见光波段的混合光，例如可以为波长在400nm-700nm之间的混合光。第一光源1110可以为激光、发光二极管(LED)、氙灯等其中一种或多种光源的组合。感光元件的选择不限，只要第一感光元件1620与第二感光元件1630能够接收被测物反射的白光并分别形成彩色图像与灰度图像即可。在一些实施例中，第一感光元件1620和第二感光元件1630均可以为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)。例如第一感光元件1620为彩色CMOS，第二感光元件1630为黑白CMOS。

分光元件1610的设置也不限，只要能够将经被测物反射并经成像模组150射入摄像模组160的光线分别导向第一感光元件1620与第二感光元件1630即可。在一些实施例中，分光元件1610的分光面倾斜于摄像模组160的入光方向。成像模组150传导至摄像模组160的光线中，20％-50％的光线透过分光元件1610到达第二感光元件1630，剩余的光线被分光元件1610反射后到达第一感光元件1620。如此设置，既能够在第二感光元件1630上形成灰度图像，也能够保证在第一感光元件1620上形成的彩色图像具有足够的亮度，从而有利于进一步提升图像的质量。具体地，分光元件1610对白光的透射与发射比例可以为70:30、60：40或50:50等。

可以理解的是，在一些实施例中，第二感光元件1630与摄像模组160的入光口相对，第一感光元件1620的感光面垂直于第二感光元件1630的感光面。具体地，分光元件1610可以为半透半反镜，则分光元件1610的表面形成分光面。分光元件1610也可以由两个三棱镜构成的分光棱镜，两个三棱镜的交界面形成分光面。

进一步地，在一些实施例中，双目内窥镜成像系统10采用双目视觉成像，则双目内窥镜成像系统10包括两个成像模组150以及两个摄像模组160，成像模组150与摄像模组160一一对应以形成两条光路。通过两条光路实现双目视觉成像，被测物图像可由两个摄像模组160获得的图像叠加形成，拥有更广的视野范围以及更高的成像质量，也更符合人眼获取图像的习惯，形成裸眼3D的视觉效果，有利于提升双目内窥镜成像系统10的诊断效率和准确率。

具体地，在一些实施例中，成像模组150包括物镜组件1510、传像元件1520、目镜组件1530以及适配器组件1540，被测物反射的光线依次经物镜组件1510、传像元件1520、目镜组件1530以及适配器组件1540后进入摄像模组160中。其中，物镜组件1510、目镜组件1530以及适配器组件1540均可以包括由多个具有光焦度的透镜组成的光学系统，物镜组件1510位于光路靠近被测物的位置，用于收集被测物反射的光线。目镜组件1530位于光路靠近摄像模组160的位置，用于将光线会聚到摄像模组160中。适配器组件1540能够使得成像模组150出射的光线与摄像模组160相适应，从而使得光线更好地到达摄像模组160成像，同时也使得成像模组150与摄像模组160能够实现可拆卸连接。传像元件1520可以为光纤等导光元件，传像元件1520用于将物镜组件1510接收的光线导向目镜组件1530。

在一些实施例中，每个成像模组150还包括两个反射元件1550，两个反射元件1550位于传像元件1520与目镜组件1530之间。反射元件1550可以为反光镜，反射元件1550用于偏转光路，以使得两个成像模组150的光路相互远离。例如，在一个成像模组150中，两个反射元件1550相互平行，且在光路中靠近传像元件1520的反射元件1550与传像元件1520出射光方向成45°夹角，两个反射元件1550相配合能够将光路偏转两次，每次偏折90°，从而使得两个成像模组150的光路在反射元件1550处相互远离。由此，能够增大反射元件1550像侧光路元件的设置空间，避免像侧元件的设置受两条光路的影响导致设置空间不足的问题。

在一些实施例中，光源模组110不仅能够发射白光对被测物照明，还能够发射特殊波段光线，例如发射红外光对被测物照明，且光源模组110能够实现白光或红外光的单独出光。具体地，参考图1和图3所示，图3为一些实施例中光源模组110与滤光模组120的示意图。在一些实施例中，光源模组110包括第一光源1110、第二光源1120与控制元件1130，第一光源1110用于发射白光，第二光源1120用于发射红外光。控制元件1130可以为开关元件，控制元件1130电性连接第一光源1110与第二光源1120，控制元件1130能够控制第一光源1110或第二光源1120出光，使得光源模组110实现不同光线的照明模式，例如实现白光照明模式或红外光照明模式。可以理解的是，在本实施例中，光源模组110中第一光源1110单独出光形成光源模组110的第一发光模式，第二光源1120单独出光形成光源模组110的第二出光模式，光源模组110在第一发光模式与第二发光模式下具有不同的出光波长。

在一些实施例中，第一光源1110与第二光源1120的出光方向相互垂直，为使得第一光源1110与第二光源1120发射的光线能够沿同一方向射出光源模组110，便于对被测物照明，光源模组110还包括双色镜1140。双色镜1140设置于第一光源1110和第二光源1120的出光路径上，并倾斜于第一光源1110和第二光源1120的出光方向。具体地，在一些实施例中，第一光源1110与第二光源1120的出光方向之间形成第一夹角，第一光源1110的出光方向与双色镜1140之间形成第二夹角，第一夹角为第二夹角的两倍。例如，双色镜1140与第一光源1110及第二光源1120的出光方向均成45°夹角。双色镜1140能够反射第一光源1110发射的光线并透过第二光源1120发射的光线。可以理解的是，此时第二光源1120的出光面与光源模组110的出光口相对，第二光源1120发射的光线透过双色镜1140后射出光源模组110，而第一光源1110发射的光线经双色镜1140反射后，光路偏折90°射出光源模组110。

可以理解的是，图3所示的带箭头的虚线即为部分光线的示意图。需要说明的是，若第二光源1120发射的光线为指向性良好的激光，则激光的传播方向可视为第二光源1120的出光方向，若第一光源1110发射的光线具有一定扩散角度而非线性光束，则第一光源1110发射的中心光线的传播方向，或第一光源1110出光面指向第一光源1110正前方的方向可视为第一光源1110的出光方向。

值得一提的是，第一光源1110与第二光源1120在控制元件1130的高频调制下，可能会出现第一光源1110与第二光源1120关不断而导致两种光源同时出光的情况。例如，当控制元件1130控制第一光源1110高频率出光的时候，相邻的光脉冲之间的时间间隔极短，相应地，当控制元件1130控制第二光源1120高频率出光的时候，相邻的光脉冲之间的时间间隔极短，这样就容易出现两种光源所出射的光脉冲同时存在，会影响相应照明模式对应的光线的纯净。以白光照明模式为例，如果出现两种光源所出射的光脉冲同时存在，那么白光照明模式中会混入红外光照明，导致第二感光元件1630接收的图像还包括荧光成分，影响白光照明模式的照明效果。

参考图1和图4所示，图4为一些实施例中滤光模组120的示意图。为防止两种光源发射的光线同时射出光源模组110，在一些实施例中，双目内窥镜成像系统10还包括滤光模组120，滤光模组120包括转换件1210、至少一个第一滤光片1220以及至少一个第二滤光片1230。第一滤光片1220能够透过第一光源1110发射的光线并阻挡第二光源1120发射的光线，第二滤光片1230能够透过第二光源1120发射的光线并阻挡第一光源1110发射的光线，转换件1210用于将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上。可以理解的是，当转换件1210将第一滤光片1220置于光源模组110的出光路径上时，若第二光源1120发射的光线因高频调制而关不断，第二光源1120发射的光线会被第一滤光片1220阻挡而无法射出光源模组110，仅第一光源1110发射的光线能够射出光源模组110，实现白光照明模式。同理，当转换件1210将第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上时，仅第二光源1120发射的光线能够射出光源模组110，实现红外光照明模式。

需要说明的是，在本申请中，滤光片的类型不限于吸收型滤光片或反射型滤光片，换言之，描述滤光片能够阻挡某一波段的光线，可以理解为滤光片将该波段的光线吸收或反射。另外，在本申请中，第一滤光片1220沿转换件1210的周向两侧均与第二滤光片1230相邻，或者第一滤光片1220沿转换件1210的周向两侧分别与第一滤光片1220和第二滤光片1230相邻，或者多个第一滤光片1220沿转换件1210的周向相邻设置，且位于末尾的第一滤光片1220与第二滤光片1230相邻设置，均可以理解为第一滤光片1220与第二滤光片1230沿转换件1210的周向交替设置，只要转换件1210转动时能够将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上即可。可以理解的是，图4所示的第一滤光片1220上的两条线条仅为便于区分第一滤光片1220和第二滤光片1230而引入的虚拟线条，并非实际存在。

在一些实施例中，转换件1210为能够沿轴转动的转轮结构，转换件1210的轴线平行于光源模组110的出光方向，滤光模组120包括多个第一滤光片1220和多个第二滤光片1230，第一滤光片1220和第二滤光片1230沿转换件1210的周向交替设置，且第一滤光片1220与第二滤光片1230在转换件1210的径向上的位置与光源模组110的出光路径位置相对应。由此，通过转动转换件1210，即可将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上。当然，在另一些实施例中，转换件1210还可以为摆锤结构，通过钟摆运动将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上。转换件1210的具体设置不限于以上两种方式，转换件1210还可以进行直线往返运动等其他运动方式，只要能够将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上即可。

可以理解的是，在本实施例中，第一滤光片1220与第二滤光片1230分别形成滤光模组120的两个滤光通道，每个滤光通道与光源模组110的每种发光模式相对应，且每个滤光通道能够通过对应的发光模式的光线并阻挡其余光线。例如，第一滤光片1220形成第一滤光通道，第二滤光片1230形成第二滤光通道。通过转动转换件1210将第一滤光片1220或第二滤光片1230置于光源模组110的出光路径上，从而转换滤光模组120的滤光通道。换言之，第一滤光通道和第二滤光通道分别与转换件1210周向上的不同运动位置相对应，转换件1210周向上的运动能够转换滤光模组120的滤光通道。

第一滤光片1220与第二滤光片1230在转换件1210上的安装方式不限，只要第一滤光片1220或第二滤光片1230能够对光源模组110出射的光线进行过滤即可。在一些实施例中，转换件1210沿周向间隔开设有多个安装槽(图未标出)，每个第一滤光片1220或第二滤光片1230嵌设于对应的一个安装槽内。如此，滤光片在转换件1210上的安装稳固，不易发生偏离，能够提升滤光模组120对光源模组110的滤光效果。

在一些实施例中，在转换件1210的中心指向边缘的方向上，第一滤光片1220与第二滤光片1230的尺寸均逐渐增大。例如，在图4所示的实施例中，第一滤光片1220与第二滤光片1230均大致呈上底靠近转换件1210中心而下底靠近转换件1210边缘的梯形。如此设置，能够充分利用转换件1210的空间，提升单个第一滤光片1220与第二滤光片1230的面积，从而使得光源模组110出射的光线能够充分被第一滤光片1220或第二滤光片1230过滤，提升光线的利用率。

在一些实施例中，滤光模组120还可包括步进电机1240，步进电机1240的输出轴连接转换件1210的中心位置，步进电机1240能够驱使转换件1210绕输出轴转动，从而带动第一滤光片1220与第二滤光片1230轮流位于光源模组110的出光路径上。

需要说明的是，当设置有滤光模组120时，即便第一光源1110与第二光源1120同时出光，也能够实现白光或红外光单种光源的照明模式，因而在一些实施例中，控制元件1130也可控制第一光源1110与第二光源1120同时出光。例如，第一光源1110采用常亮模式，而控制元件1130控制第二光源1120的开关。则当需要实现白光照明模式时，第一光源1110开启，控制元件1130控制第二光源1120关闭，转换件1210转动使得其中一个第一滤光片1220位于光源模组110的出光路径上，以便第一光源1110出射的光线能够射出光源模组110。当需要实现红外光照明模式时，第一光源1110保持开启，控制元件1130控制第二光源1120开启，转换件1210将其中一个第二滤光片1230位于光源模组110的出光路径上，以便第二光源1120出射的光线能够射出光源模组110，而第一光源1110出射的光线被第二滤光片1230阻挡，实现红外光照明模式。

值得一提的是，当光源模组110实现红外光照明模式时，第二光源1120发射的光线对被测物照明，能够激发被测物产生荧光，荧光经成像模组150到达摄像模组160。在一些实施例中，分光元件1610能够透过红外光激发被测物产生的荧光，则荧光进入摄像模组160后透过分光元件1610被第二感光元件1630接收，使得第二感光元件1630能够获取被测物的荧光图像。通过将红外光照明模式下第二感光元件1630获取的荧光图像，与白光照明模式下叠加形成的高质量白光图像叠加，有利于进一步提升被测物图像的质量，使得病灶区域的图像足够清晰，与正常组织的分界足够明显，有利于进一步提升诊断准确率。可以理解的是，通过设置滤光模组120，能够将白光照明模式与红外光照明模式完全区分开，在获取荧光图像时不会受到白光成分的干扰，从而能够对荧光图像进行单独优化。相对于传统的荧光图像中包括白光成分的照明模式而言，对荧光图像单独优化的效果更佳，进而使得白光图像与荧光图像叠加形成的被测物图像质量更高，有利于提升诊断的准确率。

可以理解的是，在本实施例中，第一感光元件1620对应光源模组110的第一发光模式，例如白光照明模式，第二感光元件1630对应光源模组110的第二发光模式，例如红外光照明模式。

请再参见图1，在一些实施例中，双目内窥镜成像系统10还包括聚光镜130和导光束140，聚光镜130可以为具有正光焦度的凸透镜，导光束140可以包括光纤等导光元件。聚光镜130设置于滤光模组120背离光源模组110的一侧，聚光镜130能够将光源模组110出射并透过滤光模组120的光线耦合会聚到导光束140中，提升光线的利用率。导光束140能够将聚光镜130会聚的光线传导至被测物上，以对被测物进行照明。

在一些实施例中，第二光源1120的出射光可以为波长在750nm-810nm之间的光线，例如，第二光源1120可以为785nm的激光光源。则第一滤光片1220能够透过波长在400nm-700nm的可见光并阻挡波长在785nm的红外光，例如第一滤光片1220可以为短波通滤光片。第二滤光片1230能够透过波长在785nm的红外光并阻挡在400nm-700nm的可见光，例如第二滤光片1230可以为长波通滤光片。第二光源1120发射的光线对被测物照明，能够激发被测物产生波长在810nm-900nm的荧光。分光元件1610能够反射部分波长在400nm-700nm的光线，透过剩余部分波长在400nm-700nm的光线，所述分光元件1610能够透过波长在810nm-910nm的光线。可以理解的是，第一光源1110与第二光源1120的出射光波长不限于上述范围，且当第一光源1110与第二光源1120出射光的波长改变时，第一滤光片1220与第二滤光片1230的透光率谱线也应当相应调整。

请再参见图1和图2，在一些实施例中，摄像模组160还包括第三滤光片1640，第三滤光片1640设置于摄像模组160的入光口处，例如设置于分光元件1610朝向摄像模组160的入光口一侧，用于对进入摄像模组160的光线进行过滤。具体地，第三滤光片1640能够透过荧光以及第一光源1110发射的光线，阻挡第二光源1120发射的光线。例如，第三滤光片1640能够透过波长在810nm-900nm的荧光以及波长在400nm-650nm的可见光，阻挡波长在700nm-800nm的光线，从而使得白光与荧光能够进入摄像模组160中成像，并阻挡第二光源1120发射的红外光进入摄像模组160中，避免红外光干扰白光和荧光的正常成像。

在一些实施例中，第三滤光片1640、第一感光元件1620以及第二感光元件1630可以通过光学胶贴合于分光元件1610的表面，从而使得分光元件1610、第一感光元件1620、第二感光元件1630以及第三滤光片1640形成以整体，贴合工艺简单，且能够减小摄像模组160的体积，有利于摄像模组160在双目内窥镜成像系统10中的组装。

本申请还提供一种双目内窥镜(图未示出)，包括壳体以及如上述任一实施例所述的双目内窥镜成像系统10，双目内窥镜成像系统10设置于壳体内。在双目内窥镜中采用上述双目内窥镜成像系统10，通过彩色图像与灰度图像的叠加能够获取被测物高质量的图像，有利于提升诊断准确率。

请参见图1和图5，图5为一些实施例中成像方法部分步骤的示意图，成像方法能够采用上述任一实施例所述的双目内窥镜成像系统10获取被测物的高质量图像。具体地，成像方法包括如下步骤：

步骤S110，提供白光照明被测物。例如，转动转换件1210以使得第一滤光片1220位于光源模组110的出光路径上，通过控制元件1130控制第一光源1110发射白光。

步骤S120，提供第一感光元件1620获取被测物的彩色图像。

步骤S130，提供第二感光元件1630获取被测物的灰度图像。

步骤S140，叠加彩色图像与灰度图像以形成第一图像，第一图像即为白光照明模式下被测物的高质量图像。

进一步地，在一些实施例中，步骤S140包括：

提取灰度图像的亮度信息，例如，对灰度图像进行提高对比度和锐化等处理，得到高分辨率图像的亮度信息。

提取彩色图像的色差信息，例如，对彩色图像进行提取色差通道和增强色差通道的处理，以得到彩色图像的色差信息。

叠加灰度图像的亮度信息与彩色图像的色差信息，以形成第一图像。由此获得的第一图像相对单独的彩色图像而言，分辨率和动态范围增大，图像表达的信息更丰富，细节更突出，有利于提升被测物的图像质量，从而提升诊断的准确率。

一并参考图1、图5和图6，图6为一些实施例中成像方法另一部分步骤的示意图。在一些实施例中，成像方法还包括如下步骤：

步骤S150、提供红外光照明被测物。例如，转动转换件1210以使得第二滤光片1230位于光源模组110的出光路径上，通过控制元件1130控制第二光源1120发射红外光。

步骤S160、通过第二感光元件1630获取被测物的荧光图像。

步骤S170、优化第二感光元件1630获取的图像以形成第二图像，例如，利用直方图均衡化算法提高灰度图像的图像对比度，以形成第二图像。由于设置有滤光模组120，步骤S160中第二感光元件1630获取的荧光图像不包括白光成分，因而在步骤S170中能够对荧光图像进行单独优化，优化效果不会受到白光成分的干扰，能够提升第二图像的图像质量。

步骤S180、叠加第一图像与第二图像。例如，将优化后的第二图像与合成后的第一图像的G通道求和，从而获得高分辨率的被测物图像。

上述成像方法，第一光源1110与第二光源1120单独对被测物进行照明，从而能够对被测物的荧光图像及白光图像进行单独优化处理，能够提升荧光图像和白光图像的图像质量。其中，对灰度图像进行单独优化，相较于对存在白光成分的荧光图像进行优化而言，优化效果更佳，从而能够提升荧光图像即第二图像的图像质量。而对白光图像进行单独优化，能够通过第一感光元件1620与第二感光元件1630分别获得白光的灰度图像与彩色图像，进而将灰度图像与彩色图像叠加，使得合成的第一图像不再受限于单个彩色感光元件，有利于提升白光图像即第一图像的图像质量。由此，经单独优化后的第一图像与第二图像叠加形成图像质量更佳的被测物图像，应用于实际诊断检测和治疗时，能够使得病灶区域的图像足够清晰，信息显示的足够丰富，且与正常组织的分界足够明显，从而有利于提升诊断准确率。

可以理解的是，上述成像方法，步骤S110-步骤S140以及步骤S150-S180两部分能够交替进行，从而不断合成白光图像与荧光图像而实时获得高质量的被测物图像，进行诊断治疗。例如，其中一帧画面进行步骤S110-步骤S140，获得被测物的白光图像，即第一图像，下一帧画面进行步骤S150-步骤S180，获得被测物的荧光图像，即第二图像，并叠加形成被测物图像。而后再交替进行步骤S110-步骤S140以及步骤S150-S180。

需要说明的是，上述成像方法各步骤的顺序不限，只要能够分别对荧光图像和白光图像进行单独优化，最终叠加得到高分辨率的被测物图像即可。例如，在一些实施例中，可先获取荧光图像，再获取白光图像。又如，在一些实施例中，在白光照明模式下，可同步获取灰度图像和彩色图像，或先获取彩色图像，再获取灰度图像。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种双目内窥镜成像系统，其特征在于，包括光源模组、两个成像模组以及两个摄像模组，所述光源模组用于对被测物照明，且所述光源模组包括出光波长在400nm-700nm之间的第一光源，所述成像模组用于将被测物反射的光线导至所述摄像模组，所述成像模组与所述摄像模组一一对应形成双目成像；

所述摄像模组包括分光元件、第一感光元件和第二感光元件，所述分光元件设于所述第一感光元件和所述第二感光元件的入光侧，并用于将部分波长在400nm-700nm的光线反射至所述第一感光元件，将剩余部分波长在400nm-700nm的光线透射至所述第二感光元件。

2.根据权利要求1所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述分光元件对波长在400nm-700nm的光线的透过率为20％-50％，反射率为50％-80％。

3.根据权利要求1所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述光源模组还包括第二光源和双色镜，所述第一光源和所述第二光源具有不同的出光波长，所述双色镜设于所述第一光源和所述第二光源的出光侧上，所述双色镜能够反射所述第一光源发射的光线并透过所述第二光源发射的光线。

4.根据权利要求3所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源的出光方向形成第一夹角，所述第一光源的出光方向与所述双色镜之间形成第二夹角；所述第一夹角为所述第二夹角的两倍。

5.根据权利要求3所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述双目内窥镜成像系统还包括设于所述光源模组的出光侧的滤光模组，所述滤光模组包括至少两个滤光通道，所述滤光通道与所述光源模组发射的不同出光波长的光线一一对应，每个所述滤光通道能够透过对应的一种光线并阻挡其余光线。

6.根据权利要求5所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述滤光模组包括转换件，所述转换件上设置与所述第一光源对应的第一滤光通道以及与所述第二光源对应的第二滤光通道；当不同光源出光时，所述第一滤光通道和所述第二滤光通道根据所述转换件的不同运动位置被切换到所述光源模组的出光路径上。

7.根据权利要求6所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述转换件为转轮结构，所述第一滤光通道和所述第二滤光通道在所述转换件上沿周向设置。

8.根据权利要求7所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述滤光模组包括至少一个第一滤光片和至少一个第二滤光片，所述第一滤光片和所述第二滤光片沿所述转换件的周向间隔设置，所述第一滤光片形成所述第一滤光通道，所述第二滤光片形成所述第二滤光通道。

9.根据权利要求3所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述第二感光元件还对应接收所述分光元件透射的所述第二光源的出光。

10.根据权利要求9所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，

所述第二光源的出光波长在750nm-810nm之间；

所述分光元件能够透过波长在810nm-910nm的光线。

11.根据权利要求1-10任一项所述的双目内窥镜成像系统，其特征在于，所述成像模组包括物镜组件、传像元件、目镜组件以及适配器组件，所述被测物反射的光线依次经所述物镜组件、所述传像元件、所述目镜组件以及所述适配器组件后进入所述摄像模组；

和/或，所述成像模组包括两个反射元件，所述反射元件用于偏转光路，以使得两个所述成像模组的光路相互远离。

12.一种双目内窥镜，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的双目内窥镜成像系统。

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