CN219089214U - 内窥镜成像组件及偏振光内窥镜摄像头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内窥镜成像组件及偏振光内窥镜摄像头，内窥镜成像组件包括：支撑座组件、分光棱镜、RGB图像传感器模块以及振光图像传感器模块；支撑座组件包括支撑座和棱镜压板，支撑座具有棱镜安装槽、光束入口、第一光束出口和放入口；棱镜压板盖设在放入口处，棱镜压板上设有供第二光束或第一光束射出的第二光束出口。本实用新型的内窥镜成像组件，通过RGB图像传感器模块和偏振光图像传感器模块采集图像信息，提高水下混浊环境识别能力，解决了内窥镜装置输出图像不清晰的问题；而且，定位精度更准确，装配难度更低。

Description

内窥镜成像组件及偏振光内窥镜摄像头

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种内窥镜成像组件及偏振光内窥镜摄像头。

背景技术

内窥镜是一种可插入人体体腔和脏器内腔内进行直接观察、诊断、治疗的医用电子光学仪器，它采用尺寸极小的光学镜头将所要观察的腔内物体通过微小的物镜成像系统进行光学成像，然后将光学成像发送到图像处理主机上，最后在显示屏上输出图像处理后的观察图像，供医生观察和诊断。

使用过程中，内窥镜在有血水、浑浊水、组织小屑末、雾气的手术环境下均不能输出清晰的成像，不清晰的成像会使得医生在手术时受到干扰，有时候要清理掉干扰环境(血水、浑浊水、组织屑末、雾气)后才能进行手术，导致手术效率较低。目前，一些研究提出了利用偏振光成像技术来解决在干扰环境中不能清晰成像的问题，此技术需先通过分光棱镜将光束分为两束光线，再分别使用RGB图像传感器和偏振光图像传感器接收两束光线。但由于内窥镜摄像头体积小，如何在有限的空间中布置分光棱镜、RGB图像传感器、偏振光图像传感器和电路板是一技术难点。基于此，亟待解决如何将偏振光成像技术应用到内窥镜上的问题，从而实现内窥镜在干扰环境下清晰成像。

发明内容

针对上述现有技术现状，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能够在干扰环境(血水、浑浊水、组织屑末、雾气)中得到清晰成像的内窥镜成像组件。本实用新型所要解决的另一个技术问题在于，提供一种具有上述内窥镜成像组件的偏振光内窥镜摄像头。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种内窥镜成像组件，包括：支撑座组件、安装在所述支撑座组件上的用于将一束光束分为第一光束和第二光束的分光棱镜、用于接收所述第一光束的RGB图像传感器模块以及用于接收所述第二光束的偏振光图像传感器模块；所述支撑座组件包括支撑座和棱镜压板，所述支撑座具有用于容纳所述分光棱镜的棱镜安装槽、位于所述棱镜安装槽的前侧的供光束射入所述分光棱镜的光束入口、位于所述棱镜安装槽的后侧的供所述第一光束或所述第二光束射出的第一光束出口、位于所述棱镜安装槽的周侧的供所述分光棱镜装入所述棱镜安装槽内的放入口；所述棱镜压板盖设在所述放入口处，所述棱镜压板上设有供所述第二光束或所述第一光束射出的第二光束出口。

本实施例中的偏振光内窥镜成像组件，分光棱镜将光学镜头输出的一路光束分为两路光束，其中一路光束输出至RGB图像传感器模块，另一路光束输出至偏振光图像传感器模块；RGB图像传感器模块采集光学镜头输出的RGB光信号并将RGB光信号转换为RGB像素数据；偏振光图像传感器241采集光学镜头输出的偏振光信号并将偏振光信号转换为偏振信息像素数据，RGB像素数据和偏振信息像素数据传输至后端摄像主机(图中未示出)，后端摄像主机通过软件将图形信息处理成所需的实时图像，使得在手术环境中出现血水、组织屑末、雾气等情况时，通过对偏振信息像素数据的处理利用，解决了内窥镜装置输出图像不清晰的问题。而且，装配时，分光棱镜通过放入口装入棱镜安装槽内，通过棱镜安装槽限制分光棱镜的自由度，然后将棱镜压板安装在支撑座主体上，通过棱镜压板限制分光棱镜的最后一个自由度，通过这样的定位方式及自由度限制方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。

在其中一个实施例中，所述第一光束出口的内壁面与所述RGB图像传感器模块的RGB图像传感器或所述偏振光图像传感器模块的偏振光图像传感器的外周侧面配合。

在其中一个实施例中，所述第二光束出口的内壁面与所述偏振光图像传感器模块的偏振光图像传感器或所述RGB图像传感器模块的RGB图像传感器的外周侧面配合。

在其中一个实施例中，所述支撑座的外周侧面上设有卡槽，所述棱镜压板装在所述卡槽内，且所述棱镜压板的外周侧面与所述卡槽的内壁配合。

在其中一个实施例中，所述棱镜压板为十字形，所述卡槽为与所述棱镜压板相匹配的十字形。

在其中一个实施例中，所述卡槽周围的所述支撑座上设有与所述棱镜压板的外侧面平齐的支撑面，所述偏振光图像传感器模块的第一电路板或所述RGB图像传感器模块的第二电路板支撑在所述棱镜压板的外侧面和所述支撑面上。

在其中一个实施例中，所述支撑面包括位于所述卡槽前侧的前支撑面和位于所述卡槽后侧的后支撑面。

在其中一个实施例中，所述支撑座的前端部设有沿径向向外凸出的台阶部，所述台阶部的后侧面上设有凹槽，所述前支撑面为所述凹槽的内壁。

在其中一个实施例中，所述支撑座的外周侧面上还设有用于安装按键电路板的安装面，所述安装面与所述光束入口相对。

本实用新型所提供的一种偏振光内窥镜摄像头，包括外壳组件，还包括所述的内窥镜成像组件，所述内窥镜成像组件位于所述外壳组件内。

本实用新型附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书具体实施方式部分进行说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的内窥镜摄像头的剖视图；

图2为图1中所示偏振光内窥镜摄像头的成像组件的剖视图；

图3为图2中所示成像组件的支撑座的从前往后看的立体图；

图4为图2中所示成像组件的支撑座的从后往前看的立体图；

图5为图2中所示成像组件的棱镜压板的立体图；

图6为图2中所示成像组件的电路板组件的主视图。

附图标记说明：

100、外壳组件；200、成像组件；210、分光棱镜；220、支撑座；221、卡槽；222、凹槽；222a、前支撑面；223、棱镜安装槽；224、光束入口；225、放入口；226、第一光束出口；226a、小直径孔；226b、大直径孔；227、台阶部；228、后支撑面；229、安装面；2210、第一螺孔；2211、第二螺孔；2212、安装槽；230、棱镜压板；231、第二光束出口；232、第一固定孔；240、电路板组件；241、偏振光图像传感器；242、第一电路板；243、第二电路板；244、第三电路板；245、第四电路板；247、RGB图像传感器；249、插头；250、滤光片；262、第一锁紧螺钉；265、螺柱；300、线缆。

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清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本实用新型的一部分实施例，本实用新型还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

在本文中，当元件被称为“固定于”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。所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

图1所示为本实用新型其中一个实施例中的偏振光内窥镜摄像头的剖视结构图。如图1所示，偏振光内窥镜摄像头包括外壳组件100和设置于外壳组件100内的成像组件200。

图2为本实用新型实施例中的成像组件200的剖视图，如图2所示，成像组件200包括支撑座220组件、分光棱镜210以及电路板组件240，其中，支撑座220组件包括支撑座220和棱镜压板230，分光棱镜210安装在支撑座220和棱镜压板230形成的容纳腔内，分光棱镜210用于将一束光束分为第一光束和第二光束。电路板组件240包括偏振光图像传感器模块和RGB图像传感器模块，偏振光图像传感器模块用于采集第二光束的偏振光信号并将偏振光信号转换成电信号，RGB图像传感器模块用于接收所述第一光束的RGB光信号并将RGB光信号转换成电信号。

分光棱镜210可以为偏振分光棱镜，分光棱镜210将一束光束分成RGB光束(本实施例中的第一光束)和偏振光束(本实施例中的第二光束)，RGB图像传感器模块采集RGB光束的RGB光信号并将RGB光信号转换成电信号，偏振光图像传感器模块采集偏振光束的偏振光信号并将偏振光信号转换成电信号。分光棱镜210也可以为普通的棱镜，分光棱镜210将一束光束分成相同特性的两束光，RGB图像传感器模块采集一光束中的RGB光信号并将RGB光信号转换成电信号，偏振光图像传感器模块采另一光束中的偏振光信号并将偏振光信号转换成电信号。

本实施例中的成像组件200，分光棱镜210将光学镜头输出的一路光束分为两路光束，其中一路光束输出至RGB图像传感器模块，另一路光束输出至偏振光图像传感器模块；RGB图像传感器模块采集光学镜头输出的RGB光信号并将RGB光信号转换为RGB像素数据；偏振光图像传感器241采集光学镜头输出的偏振光信号并将偏振光信号转换为偏振信息像素数据，RGB像素数据和偏振信息像素数据传输至后端摄像主机(图中未示出)，后端摄像主机通过软件将图形信息处理成所需的实时图像，使得在手术环境中出现血水、组织屑末、雾气等情况时，通过对偏振信息像素数据的处理利用，解决了内窥镜装置输出图像不清晰的问题。

结合图2-3所示，作为示例的支撑座220上设有用于容纳分光棱镜210的棱镜安装槽223、位于棱镜安装槽223的前侧的供光束射入分光棱镜210的光束入口224、位于棱镜安装槽223的后侧的供第二光束射出的第一光束出口226、位于棱镜安装槽223的周侧的供分光棱镜210装入棱镜安装槽223内的放入口225。棱镜压板230盖设在放入口225处，棱镜压板230上设有供第一光束射出的第二光束出口231。装配时，分光棱镜210通过放入口225装入棱镜安装槽223内，通过棱镜安装槽223限制分光棱镜210五个方向的自由度，然后将棱镜压板230安装在支撑座220上，通过棱镜压板230限制分光棱镜210的最后一个自由度，通过这样的定位方式及自由度限制方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。

作为示例，所述支撑座220的外周侧面上设有卡槽221，所述棱镜压板230装在所述卡槽221内，且所述棱镜压板230的外周侧面与所述卡槽221的内壁配合。棱镜压板230与支撑座220采用周面定位方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。优选地，所述棱镜压板230为十字形，所述卡槽221为与所述棱镜压板230相匹配的十字形。这样棱镜压板230与支撑座220之间的定位精度更高。棱镜压板230上设有第一固定孔232，支撑座220上设有与第一固定孔232对应的第一螺孔2210，第一锁紧螺钉262穿过第一固定孔232旋入第一螺孔2210内，将棱镜压板230固定在支撑座220上。棱镜压板230与支撑座220也可以采用胶水固定。

如图4所示，所述支撑座220的外周侧面上还设有用于安装按键电路板的安装面229，所述安装面229与所述光束入口224相对。

本实施例中的支撑座220的结构设计方式，使得装配分光棱镜210、电路板组件240在装配中空间更大，从而使得装配难度大幅度降低。

如图2、6所示，作为示例的偏振光图像传感器模块包括第一电路板242和设在第一电路板242上的偏振光图像传感器241，偏振光图像传感器241的外周侧面与第一光束出口226的内壁面配合，以对偏振光图像传感器241定位。偏振光图像传感器241与支撑座220采用周边平面定位方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。作为示例的第一光束出口226为台阶孔，包括由前至后依次连接的小直径孔226a和大直径孔226b，大直径孔226b的内壁面与偏振光图像传感器241的外周侧面配合。第一电路板242上设有第二固定孔(图中未示出)，支撑座220的后端面上设有与第二固定孔对应的第二螺孔2211，第二锁紧螺钉(图中未示出)穿过第二固定孔旋入第二螺孔2211内，以将第一电路板242固定在撑座主体上。第一电路板242与撑座主体也可以采用胶水固定。

作为示例的RGB图像传感器模块包括第二电路板243和设在第二电路板243上的RGB图像传感器247，RGB图像传感器247的外周侧面与第二光束出口231的内壁面配合，以对RGB图像传感器247定位。RGB图像传感器247与支撑座220采用周边平面定位方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。第二电路板243上设有第三固定孔(图中未示出)，第一锁紧螺钉262依次穿过第三固定孔、第一固定孔232旋入第一螺孔2210内，以将第二电路板243和棱镜压板230固定在撑座主体上。第二电路板243与撑座主体也可以采用胶水固定。

优选地，所述卡槽周围的所述支撑座上设有与所述棱镜压板230的外侧面平齐的支撑面，所述RGB图像传感器模块的第二电路板243支撑在所述棱镜压板230的外侧面和所述支撑面上，以对RGB图像传感器模块可靠定位。优选地，支撑面包括位于所述卡槽前侧的前支撑面222a和位于所述卡槽后侧的后支撑面228。作为示例的所述支撑座的前端部设有沿径向向外凸出的台阶部227，所述台阶部227的后侧面上设有凹槽222，所述前支撑面222a为所述凹槽222的内壁。这样，支撑座的结构更加紧凑。

作为示例的电路板组件240还包括第三电路板244和第四电路板245，第一电路板242、第三电路板244和第四电路板245沿支撑座220的轴向从前之后依次间隔排布，并通过螺柱265和第三锁紧螺钉(图中未示出)连接在一起。第一电路板242与第二电路板243之间通过导线连接，第一电路板242、第三电路板244和第四电路板245之间通过导线连接，第四电路板245通过插头249与线缆300连接。

作为替代方案，RGB图像传感器模块与偏振光图像传感器模块的位置可以对调，即RGB图像传感器模块安装在第一光束出口226处，偏振光图像传感器模块安装在第二光束出口231处。

如图2所示，作为示例的成像组件200还包括设置在光束入口224处的滤光片250。如图4所示，支撑座220的前端面设有安装槽2212，滤光片250卡入安装槽2212内。滤光片250与支撑座220采用周边平面定位方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。

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本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。

Claims (10)

1.一种内窥镜成像组件，包括：支撑座组件、安装在所述支撑座组件上的用于将一束光束分为第一光束和第二光束的分光棱镜、用于接收所述第一光束的RGB图像传感器模块以及用于接收所述第二光束的偏振光图像传感器模块；

其特征在于，所述支撑座组件包括支撑座和棱镜压板，所述支撑座具有用于容纳所述分光棱镜的棱镜安装槽、位于所述棱镜安装槽的前侧的供光束射入所述分光棱镜的光束入口、位于所述棱镜安装槽的后侧的供所述第一光束或所述第二光束射出的第一光束出口、位于所述棱镜安装槽的周侧的供所述分光棱镜装入所述棱镜安装槽内的放入口；所述棱镜压板盖设在所述放入口处，所述棱镜压板上设有供所述第二光束或所述第一光束射出的第二光束出口。

2.根据权利要求1所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述第一光束出口的内壁面与所述RGB图像传感器模块的RGB图像传感器或所述偏振光图像传感器模块的偏振光图像传感器的外周侧面配合。

3.根据权利要求1所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述第二光束出口的内壁面与所述偏振光图像传感器模块的偏振光图像传感器或所述RGB图像传感器模块的RGB图像传感器的外周侧面配合。

4.根据权利要求3所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述支撑座的外周侧面上设有卡槽，所述棱镜压板装在所述卡槽内，且所述棱镜压板的外周侧面与所述卡槽的内壁配合。

5.根据权利要求4所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述棱镜压板为十字形，所述卡槽为与所述棱镜压板相匹配的十字形。

6.根据权利要求4所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述卡槽周围的所述支撑座上设有与所述棱镜压板的外侧面平齐的支撑面，所述偏振光图像传感器模块的第一电路板或所述RGB图像传感器模块的第二电路板支撑在所述棱镜压板的外侧面和所述支撑面上。

7.根据权利要求6所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述支撑面包括位于所述卡槽前侧的前支撑面和位于所述卡槽后侧的后支撑面。

8.根据权利要求7所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述支撑座的前端部设有沿径向向外凸出的台阶部，所述台阶部的后侧面上设有凹槽，所述前支撑面为所述凹槽的内壁。

9.根据权利要求1所述的内窥镜成像组件，其特征在于，所述支撑座的外周侧面上还设有用于安装按键电路板的安装面，所述安装面与所述光束入口相对。

10.一种偏振光内窥镜摄像头，包括外壳组件，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的内窥镜成像组件，所述内窥镜成像组件位于所述外壳组件内。

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