CN217960050U - 一种3d电子内窥镜及其摄像系统 - Google Patents

Abstract

一种3D电子内窥镜，包括插入部和操作部，插入部包括长管、摄像模组、照明光路和传输部；长管是中空管，摄像模组设置在长管的远端内部，远端为远离操作部一端；照明光路和传输部设置在长管内部；照明光路用于对接导光束，并将光源传输的光照射至检查对象的特定部位；摄像模组用于接收插入部远端获取传输的特定部位反射或激发的图像光，并将图像光转化为电信号，通过传输部将电信号传输到操作部中；操作部包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件；控制器和图像信号处理组件设置在操作手柄外壳中；控制器控制实现不同功能；图像信号处理组件用于处理电信号，得到图像信号；长管至少在设置有摄像模组的部分的壁厚比其他一部分的壁厚薄。

Description

一种3D电子内窥镜及其摄像系统

技术领域

本实用新型涉及内窥镜领域，具体涉及一种3D电子内窥镜及其摄像系统。

背景技术

3D电子内窥镜，如3D腹腔镜，普遍采用“chip in the tip”技术，即将摄像模组放置在插入部分远离操作部的一端，也叫远端，受限于3D电子内窥镜插入部分最大宽度的限制，一般要求控制在≤10.5mm，摄像模组的尺寸不能做的太大。而为了实现高分辨率画幅和高画质输出，又希望采用具有更大感光面的传感器，而传感器是摄像模组的重要组成部件，因此如何充分利用插入部分末端的有限空间，实现传感器上有效感光面最大化是至关重要的。

目前的3D电子内窥镜的长管普遍采用近端和远端均匀壁厚的结构，优点是经过模具拉拔成型，制造成本低。但由于内窥镜的长管还需考虑强度和刚度的因素，一般无法做到壁厚≤0.1mm，否则在临床使用中可能存在弯折或者变形的风险，这就会限制长管插入部的远端内部所能装配的摄像模组的尺寸。进而无法实现更大传感器上更大的有效感光面，限制了图像质量。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例期待提供一种提升图像质量的3D电子内窥镜摄像头。

本申请实施例提供了一种3D电子内窥镜摄像头，包括插入部和操作部；插入部包括长管、摄像模组、照明光路和传输部；长管为内部中空的管状结构，摄像模组设置在长管的远端内部，远端为远离操作部的一端；照明光路和传输部设置在长管内部；照明光路用于对接导光束，并将光源传输的光照射至检查对象的特定部位；摄像模组用于接收插入部远端获取的特定部位反射或激发的图像光，并将图像光转化为电信号，通过传输部将电信号传输到操作部中；

操作部包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件；控制器和图像信号处理组件设置在操作手柄外壳中；控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能；图像信号处理组件用于对传输部传输来的电信号进行处理，以得到图像信号；

长管至少在设置有摄像模组的部分的壁厚比其他一部分的壁厚薄。

在一实施例中，长管壁厚较薄的部分沿长管轴向方向上的长度大于或等于 5毫米。

在一实施例中，长管远端有沉孔结构，摄像模组设置在沉孔结构中。

在一实施例中，沉孔结构沿长管轴向方向的深度大于等于5毫米。

在一实施例中，从长管远端端口沿长管轴向方向延伸至少5毫米的长度范围内长管壁厚逐渐减小或逐渐增大。

在一实施例中，长管壁厚较薄的部分设置有加强筋，加强筋用于提升所述长管刚性和强度。

插入部包括长管、摄像模组、照明光路和传输部；长管为内部中空的管状结构，摄像模组设置在长管的远端内部，远端为远离操作部的一端，照明光路和传输部设置在长管内部；照明光路用于对接导光束，并将光源传输的光照射至检查对象的特定部位；摄像模组用于以接收插入部远端获取传输的特定部位反射或激发的图像光信号，并将图像光转化为电信号，通过传输部将电信号传输到操作部中；照明光路与导光束对接，用于将光源传输的光照射至检查对象的特定部位；

操作部包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件；控制器和图像信号处理组件设置在操作手柄外壳中；控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能；图像信号处理组件用于对传输部传输来的电信号进行处理，以得到图像信号；

长管前后壁厚度保持一致，在长管内壁上设置有至少一根加强筋，加强筋用于提升长管刚性和强度。

在一实施例中，摄像模组包括物镜组，物镜组用于接收特定部位反射或激发的图像光，物镜组包括并行设置的第一路物镜组和第二路物镜组，加强筋设置在第一路物镜组和第二路物镜组中心连线的两侧区域。

在一实施例中，长管的截面为椭圆形管。

在一实施例中，还包括导热装置，导热装置与长管热耦合，并且导热装置与摄像模组热耦合，导热装置用于将摄像模组中的热量导向长管。

一种实施例中，提供了一种3D电子内窥镜摄像系统，包括光源、导光束、摄像主机和上述的3D电子内窥镜，光源通过导光束与3D电子内窥镜连接，3D 电子内窥镜的一端通过线缆与摄像主机连接。

附图说明

图1为一种实施例中3D电子内窥镜摄像系统的结构示意图；

图2为一种实施例中3D电子内窥镜摄像系统的结构示意图；

图3为一种实施例中3D电子内窥镜的长管结构示意图；

图4为一种实施例中3D电子内窥镜的长管结构示意图；

图5为一种实施例中3D电子内窥镜的长管结构示意图；

图6为一种实施例中3D电子内窥镜的长管结构示意图；

图7为一种实施例中3D电子内窥镜的长管结构示意图；

图中，1-加强筋，10-光源，20-导光束，30-插入部，31-摄像模组，311-物镜组，314-传感器，315-电路板，32-长管，33-信号中继站或信号放大系统，40- 操作部，41-图像信号处理组件，50-摄像主机，60-显示器，71-线缆，72-视频连接线，100-检查对象，1000-3D电子内窥镜摄像系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本申请实施例中所述的“远端”指长管插入部远离操作部，“近端”为长管插入部靠近操作部。

在一实施例中，提供了一种3D电子内窥镜摄像系统1000，包括光源10、导光束20、电子镜、线缆71、摄像主机50、显示器60和视频连接线72。

电子镜是3D电子内窥镜成像系统1000的重要组成部件，包括插入部30 和操作部40，插入部30和操作部40可以为不可分离结构。其中，插入部30 包括长管32、摄像模组31，以及照明光路和图像信号传输部。长管32可以是根外表面相对光滑，内部中空的圆形长管，长管32会伸入到检查对象100体内，因此长管32外径需尽可能的小，如≤10.5mm。在某些实施例中，3D电子内窥镜仅包括一根外管，即长管32；在另一些实施例中，3D电子内窥间可以包括一根外管和至少一根内管，此时，可认为外管即为本申请中的长管32。在一实施例中，长管32可以制作为非正圆管，如椭圆管；摄像模组31设置在长管32 内部远离操作部40的部分，即摄像模组31设置在长管32远端，用于接收获取到的检查对象100特定部位反射或激发的图像光，并将图像光转化为电信号，并通过传输部将电信号传输到操作部40中。具体而言，3D电子内窥镜电子镜的摄像模组31中有两路光路，即有两组光学镜组，一路光路接收左侧图像光，另一路光路接收右侧图像光，左侧图像光与右侧图像光分别传输到两个传感器314上，为保证最后的三维成像效果，优选两个相同型号的传感器，两个传感器314分别将各自采集到的图像光转化为电信号，并通过传输部分别将图像光传输至操作部40；照明光路用于与导光束20对接，用于将光源10传输的光照射至检查对象100的特定部位；传输部与操作部40对接，用于将传感器314 输出的电信号传输至操作部40。操作部40包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件41，控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能，可以实现如：模式转换功能、对焦功能、校色功能、照明开关功能等功能；使用者在使用时主要是通过持握住操作手柄外壳部分移动或转动，以实现3D电子内窥镜在检查对象体内的手动移动或手动转动，图像信号处理组件41将传输部传输来的电子信号进行处理，并得到图像信号，并将图像信号传输到摄像主机50中。在另一实施例中，所述图像信号可通过至少一个图像信号转换单元将至少部分电信号转化为非电信号，如光信号。

显示器60会显示出检查对象100的特定部位的图像，经由3D电子内窥镜获取的左右两侧图像光经过处理后，如：偏振处理等，检查对象100的特定部位对应图像会显示在显示器60上，观测者需佩戴偏振眼镜进行观测，并最终观测到三维立体图像。

在3D电子内窥镜中也可以设置有信号中继站或信号放大系统33，信号中继站或信号放大系统33设置在摄像模组31和图像信号处理组件41之间，用于将摄像模组31输出的电信号进行放大，保证电信号在传输过程中不至于过分衰减，导致影响最终成像效果。

摄像主机50通过线缆71与3D电子内窥镜相连接，3D电子内窥镜生成的图像信号通过线缆71传输至摄像主机50内进行处理。在某些实施例中，线缆 71可以为光通信线缆，如光纤，3D电子内窥镜将图像信号(电信号)转化为光信号，由线缆71传输到摄像主机50，摄像主机50再将光信号转换成电信号 (图像信号)。在另一实施例中，线缆71也可以为光电复合缆，3D电子内窥镜将部分电信号转化为光信号，保留部分电信号，通过线缆71传输到摄像主机50上进行处理。在另一实施例中，3D电子内窥镜也可以通过无线传输的方式将图像信号发送至摄像主机50上进行处理。

本领域技术人员应当理解的是，图1仅是3D电子内窥镜摄像系统的示例，并不构成对3D电子内窥镜摄像系统的限定，3D电子内窥镜摄像系统可以包括比图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。

在一实施例中，光源10用于向待观察部位提供照明或激发光源。光源包括白光光源(照明光源)，在另一实施例中，光源10也可包括对应于荧光试剂的激发光光源(激光光源，例如近红外光)。

在一实施例中，摄像主机50内设有处理器，摄像主机50通过线缆71与 3D电子内窥镜连接，用于获取3D电子内窥镜输出的图像信号。处理器获取到 3D电子内窥镜输出的图像信号后，将对图像信号进行处理，以输出被观察组织的白光图像或荧光图像。其中获取的图像信号可以为单独的白光信号或荧光信号，也可以为白光信号和荧光信号合并的图像信号。

在一实施例中，如图2所示，图像信号处理组件41和电路板315之间设置有信号中继站或信号放大系统33，保证信号强度。

本申请实施例提供一种3D电子内窥镜。可以用于上述任意一实施例提供的3D电子内窥镜摄像系统1000中。

3D电子内窥镜包括操作部40和插入部30，插入部30和操作部40可以为不可分离的结构。其中，插入部30包括长管32、摄像模组31，照明光路和传输部；操作部40包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件41。在另一实施例中，操作部40还可以包括图像信号转换单元，用于将图像信号转化为其他非电信号。

长管32是内部中空的管状结构，由于部分长管32需进入患者体内，因此长管32的尺寸不宜过大，同时，长管32内部设置有摄像模组31和传输部，摄像模组31设置在长管32远端内部，长管32为摄像模组31提供保护，防止摄像模组31受到外界冲击损害，影响成像质量；照明光路和传输部也设置在长管32内部，照明光路用于对接导光束，并将光源传输的光照射至检查对象100的特定部位；摄像模组31用于接收插入部30远端获取的特定部位反射或激发的图像光，并将图像光转化为电信号，通过传输部将电信号传输到操作部40中。控制器和图像信号处理组件41设置在操作手柄外壳中，控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能，图像信号处理组件41用以对传输部传输来的电信号进行处理，以得到图像信号。

本申请一实施例中，长管32的壁厚不一致，如图3所示，长管32至少在设置有摄像模组31的部分的壁厚比其他部分的壁厚薄。在另一实施例中，长管 32壁厚较薄的部分沿长管32轴向方向上的长度大于或等于5毫米。

在一实施例中，长管远端内部设置有沉孔结构，摄像模组31设置在沉孔结构中。在一实施例中，沉孔的深度大于等于5毫米，从长管32顶端沿长管32 轴向方向延伸至长管32外径的三倍距离范围，这一范围称之为光出射部分，因此，沉孔的深度应至少包括部分光出射部分。如图2所示，沉孔区域的壁厚小于非沉孔区域的壁厚。摄像模组31设置在沉孔区域中，可以实现摄像模组31 最大化，进而实现有效感光面最大化。在另一实施例中，薄壁区域可以不连续，摄像模组31设置在薄壁区域中。在另一实施例中，如图4所示，长管32远端有部分的壁厚逐渐减小，可以是从长管32轴远端至近端逐渐减小，也可以是从长管32轴远端至近端方向上逐渐减小。在另一实施例中，长管32壁厚变化区域一端的端点处壁厚最大，且该点壁厚数值等于长管32最大壁厚数值。如图1 和图2所示，在以上两个实施例中，摄像模组31可以通过导热装置与长管32 连接，并将接触点设置在光出射范围之外的壁厚较厚的部分，因为光出射部分的温度不宜过高，而壁厚较厚的地方，具有更高的热容性，可以有效吸收摄像模组31产生的热量，并进行散热，从而有效降低光出射部分的温度。在另一实施例中，导热装置可以是与产管32热耦合，并且导热装置与摄像模组31热耦合，导热装置将摄像模组31产生的热量导向长管32。在另一实施例中，如图 5-图7所示，长管32采用薄长管，如壁厚小于等于0.1mm的长管，或其他规格长管，并设置有加强筋，加强筋至少为一根，优选远离摄像模组31中两个物镜组311(第一路物镜组和第二路物镜组)中心连线方向进行设置，可以给予摄像模组31更大的空间，使得摄像模组31最大化。在另一实施中，长管32 为非正圆形结构的中空管，如椭圆形结构的中空管。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (11)

1.一种3D电子内窥镜，其特征在于，所述3D电子内窥镜包括插入部(30)和操作部(40)；

所述插入部(30)包括长管(32)、摄像模组(31)、照明光路和传输部；所述长管(32)为内部中空的管状结构，所述摄像模组(31)设置在所述长管(32)的远端内部，所述远端为远离操作部(40)的一端；所述照明光路和所述传输部设置在所述长管(32)内部；所述照明光路用于对接导光束(20)，并将光源(10)传输的光照射至检查对象(100)的特定部位；所述摄像模组(31)用于接收所述插入部(30)远端获取的所述特定部位反射或激发的图像光，并将所述图像光转化为电信号，通过所述传输部将所述电信号传输到所述操作部(40)中；

所述操作部(40)包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件(41)；所述控制器和所述图像信号处理组件(41)设置在所述操作手柄外壳中；所述控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能；所述图像信号处理组件(41)用于对所述传输部传输来的所述电信号进行处理，以得到图像信号；

所述长管(32)至少在设置有所述摄像模组(31)的部分的壁厚比其他部分的壁厚薄。

2.如权利要求1所述的3D电子内窥镜，其特征在于，所述长管(32)壁厚较薄的部分沿所述长管(32)轴向方向上的长度大于或等于5毫米。

3.如权利要求1所述的3D电子内窥镜，其特征在于，所述长管(32)远端有沉孔结构，所述摄像模组(31)设置在所述沉孔结构中。

4.如权利要求3所述的3D电子内窥镜，其特征在于，所述沉孔结构沿所述长管(32)轴向方向的深度大于等于5毫米。

5.如权利要求2所述的3D电子内窥镜，其特征在于，从所述长管(32)远端端口沿所述长管(32)轴向方向延伸至少5毫米的长度范围内所述长管壁厚逐渐减小或逐渐增大。

6.如权利要求2所述的3D电子内窥镜，其特征在于，所述长管(32)壁厚较薄的部分设置有加强筋(1)，所述加强筋(1)用于提升所述长管(32)刚性和强度。

7.一种3D电子内窥镜，其特征在于，所述3D电子内窥镜包括插入部(30)和操作部(40)；

所述插入部(30)包括长管(32)、摄像模组(31)、照明光路和传输部；所述长管(32)为内部中空的管状结构，所述摄像模组(31)设置在所述长管(32)的远端内部，所述远端为远离操作部(40)的一端，所述照明光路和所述传输部设置在所述长管(32)内部；所述照明光路用于对接导光束(20)，并将光源(10)传输的光照射至检查对象(100)的特定部位；所述摄像模组(31)用于接收所述插入部(30)远端获取的特定部位反射或激发的图像光，并将所述图像光转化为电信号，通过所述传输部将所述电信号传输到所述操作部(40)中；

操作部(40)包括操作手柄外壳、控制器和图像信号处理组件(41)；所述控制器和所述图像信号处理组件(41)设置在所述操作手柄外壳中；所述控制器用于根据操作者输入的信号实现不同功能；所述图像信号处理组件(41)用于对传输部传输来的所述电信号进行处理，以得到图像信号；

所述长管(32)前后壁厚度保持一致，在所述长管(32)内壁上设置有至少一根加强筋(1)。

8.如权利要求7所述的3D电子内窥镜，其特征在于，所述摄像模组(31)包括物镜组(311)，所述物镜组(311)用于接收特定部位反射或激发的图像光，所述物镜组(311)包括并行设置的第一路物镜组和第二路物镜组，所述加强筋(1)设置在所述第一路物镜组和所述第二路物镜组中心连线的两侧区域。

9.如权利要求1-8所述的任一3D电子内窥镜，其特征在于，所述长管(32)的截面为椭圆形。

10.如权利要求1-8所述的任一3D电子内窥镜，其特征在于，还包括导热装置，所述导热装置与所述长管(32)热耦合，并且所述导热装置与所述摄像模组(31)热耦合，所述导热装置用于将所述摄像模组(31)中的热量导向所述长管(32)。

11.一种3D电子内窥镜摄像系统，其特征在于，包括光源(10)、导光束(20)、摄像主机(50)、线缆(71)和如权利要求1-10任意一项所述的3D电子内窥镜，所述光源(10)通过所述导光束(20)与所述3D电子内窥镜连接，所述3D电子内窥镜的一端通过所述线缆(71)与所述摄像主机(50)连接。

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