一种带红外成像的内窥镜摄像模组及系统的制作方法

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1.本发明属于医用内窥镜技术领域，具体涉及一种用于腹腔微创手术、带红外成像的内窥镜摄像模组及系统。

背景技术：

2.内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器，其具有图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等，在腹腔微创手术中，内窥镜用于伸入腹腔获取图像信息。
3.人体的腹腔内的温度为36度左右，向外辐射的能量绝大部分集中在红外区，通过对腹腔内各个器官和组织进行红外光采集，能够观察到各器官和组织的温度变化、血液流向，结合可见光拍摄的图片，可以帮助医师判断人体病灶的部位、病灶的性质和病变程度，但是现有的内窥镜可见光摄像与近红外摄像的过程是分开的，增加了操作繁琐度，使得手术时间延长，且两次拍出的图像具有先后顺序，同步性较差，手术操作期间镜头移位，可能造成两次拍摄的图像角度不同，增加了对比结合的难度。

技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高度集成式、可见光与近红外光同步拍摄的内窥镜摄像模组及系统。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种带红外成像的内窥镜摄像模组，包括相互连接的壳体和内窥镜模块以及位于壳体内部的成像模块和用于引导光束的导光组件；
7.所述成像模块包括位于横向和纵向的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头的镜头表面设有用于滤除红外光的第一滤光片，所述第二摄像头的镜头表面设有用于滤除可见光的第二滤光片；
8.所述导光组件包括固定连接在壳体内壁的光学镜以及位于内窥镜模块后方且转动连接在壳体内壁的转向透镜，所述光学镜位于第一摄像头和第二摄像头组成垂线的垂足处，所述光学镜是由两个三棱镜拼合成的正方体透镜，所述两个三棱镜拼合处设有夹层。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述夹层包括抗反射夹层、分光片以及反光夹层。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述转向透镜与光学镜的进光面以及出光面均设置有抗反射膜,减少镜面的反射率，增加透光性。
11.作为本发明的进一步优化方案，所述抗反射膜为带宽增透膜，对可见光与近红外光的增透波长范围为400nm-1100nm,对可见光合近红外都具有增透性。
12.作为本发明的进一步优化方案，所述反光夹层为镀银反射膜，且所述反光夹层边缘处设置有密封胶,镀银反射膜对可见光合近红外都具有良好的反射性，但是镀银反射膜需要进行密封，防止氧化。
13.作为本发明的进一步优化方案，所述壳体内壁还设置有用于驱动转向透镜旋转并
固定的切换组件，所述切换组件包括设置于壳体内壁的内延管，所述转向透镜的侧表面设置有与内延管内壁转动连接的旋转筒，所述旋转筒的外壁设置有至少两个弹性块，所述内延管的内壁表面设置有数量三倍于弹性块的卡槽,通过弹性块卡住转向透镜的位置，方便通过转向透镜的折射引导光束从不同区域进入光学镜。
14.作为本发明的进一步优化方案，所述旋转筒的外壁表面沿径向设置有至少两个滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑杆，所述旋转筒内部沿着轴向滑动连接有内螺纹筒，所述内螺纹筒与滑杆之间设置有铰接的连杆，所述内延管的内壁开设有数量三倍于滑杆的三角槽，且所述滑杆端部设置有与三角槽啮合的卡块，所述旋转筒的开口处设置有驱动内螺纹筒滑动的螺纹杆，转向透镜旋转后仅仅依靠弹性块进行固定容易晃动，因此设置固定锁紧结构，使转向透镜的角度保持固定。
15.作为本发明的进一步优化方案，所述内窥镜模块包括与光学适配器对接的接头、用于伸人体内部的内窥管、以及用于连接光源的光源接头，内窥镜模块为现有技术，所述内窥管为硬质直管，所述内窥管的内圈为若干个透镜组成的导光通道，导光通道外圈分布若干个照明光纤，通过光纤进行照射补光，并通过导光通道收集返回的光束进行成像。
16.为了应用上述摄像模组，本发明还提出一种带红外成像的内窥镜摄像系统，包括图像处理模块、显示模块和上述带红外成像的内窥镜摄像模组，所述成像模块的第一摄像头和第二摄像头电性连接图像处理模块。
17.本发明的有益效果在于：
18.1)本发明通过应用单光纤成像技术，并结合分光片，将光束分成两份，一份滤除可见光进行近红外成像，另一份滤除红外光进行可见光成像，使两个图像具有高度的吻合性，方便医生进行比对，或者通过图像算法进行融合加深；
19.2)本发明还设置有切换组件，当不需要双重成像时，本装置可以通过切换组件旋转转向透镜，通过折射改变光束照射区域，实现仅进行可见光成像或者仅进行近红外成像，具有多种成像功能，还设置了转向透镜操作部件，方便转向透镜进行定位固定，使得切换过程操作简单。
附图说明
20.图1是本发明的整体结构示意图；
21.图2是本发明的壳体及其内部组件剖视图；
22.图3是本发明光路切换过程示意图；
23.图4是本发明的图2中a-a向剖视图；
24.图5是本发明的图4中b部分结构放大图；
25.图6是本发明的图5中卡槽结构侧视剖视图；
26.图7是本发明的图5中三角槽结构侧视剖视图；
27.图中：1、图像处理模块；2、显示模块；3、内窥镜模块；31、光源接头；32、内窥管；4、壳体；41、光学适配器；5、成像模块；51、第一摄像头；52、第二摄像头；53、第一滤光片；54、第二滤光片；6、导光组件；61、光学镜；62、抗反射夹层；63、分光片；64、反光夹层；65、转向透镜；66、抗反射膜；7、切换组件；71、内延管；72、旋转筒；73、内螺纹筒；74、滑槽；75、滑杆；76、连杆；77、卡槽；78、弹性块；79、三角槽；710、螺纹杆。
具体实施方式
28.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
29.实施例1
30.如图1-7所示，一种带红外成像的内窥镜摄像模组，包括相互连接的壳体4和内窥镜模块3以及位于壳体4内部的成像模块5和用于引导光束的导光组件6。
31.内窥镜模块3包括与光学适配器41对接的接头、用于伸人体内部的内窥管32、以及用于连接光源的光源接头31，所述内窥管32为硬质直管，所述内窥管32的内圈为若干个透镜组成的导光通道，导光通道外圈分布若干个照明光纤，光源接头31与外部的冷光源连接，通过照明光纤对腹腔进行照明，返回的光束通过导光通道进入光学适配器41。
32.成像模块5包括位于横向和纵向的第一摄像头51和第二摄像头52，第一摄像头51的镜头表面设有用于滤除红外光的第一滤光片53，第二摄像头52的镜头表面设有用于滤除可见光的第二滤光片54，第一摄像头51的作用是收集可见光并进行成像，第二摄像头52则是用于收集近红外光进行成像。
33.导光组件6包括固定连接在壳体4内壁的光学镜61以及位于内窥镜模块3后方且转动连接在壳体4内壁的转向透镜65，光学镜61位于第一摄像头51和第二摄像头52组成垂线的垂足处，光学镜61是由两个三棱镜拼合成的正方体透镜，两个三棱镜拼合处设有抗反射夹层62、分光片63以及反光夹层64。
34.光束经过光学适配器41后被整理成平行光，经过转向透镜65导向，进入光学镜61的不同区域，其中，抗反射夹层62是用于减少反射，增加光束的透过性，使光束被第一摄像头51收集；分光片63则是按照比例将光进行折射和反射，使光束一部分穿过分光片63被第一摄像头51收集，另一部分被分光片63反射，最终被第二摄像头52收集；反光夹层64则是将光束尽数反射，使其被第二摄像头52收集。
35.转向透镜65与光学镜61的进光面以及出光面均设置有抗反射膜66，为了增加光束的透过性，减少反射。
36.抗反射膜66为带宽增透膜，对可见光与近红外光的增透波长范围为400nm-1100nm，该范围覆盖可见光和近红外光的波长范围。
37.反光夹层64为镀银反射膜，且反光夹层64边缘处设置有密封胶，镀银反射膜对可见光合近红外都具有良好的反射性，但是镀银反射膜需要进行密封，防止氧化。
38.壳体4内壁还设置有用于驱动转向透镜65旋转并固定的切换组件7，切换组件7包括设置于壳体4内壁的内延管71，转向透镜65的侧表面设置有与内延管71内壁转动连接的旋转筒72，旋转筒72的外壁设置有至少两个弹性块78，内延管71的内壁表面设置有数量三倍于弹性块78的卡槽77，切换组件7的作用是旋转转向透镜65，通过折射使光束以不同的区域射入光学镜61。
39.旋转筒72的外壁表面沿径向设置有至少两个滑槽74，滑槽74内部滑动连接有滑杆75，旋转筒72内部沿着轴向滑动连接有内螺纹筒73，内螺纹筒73与滑杆75之间设置有铰接的连杆76，内延管71的内壁开设有数量三倍于滑杆75的三角槽79，且滑杆75端部设置有与三角槽79啮合的卡块，旋转筒72的开口处设置有驱动内螺纹筒73滑动的螺纹杆710，转向透
镜65旋转后仅仅依靠弹性块78进行固定容易晃动，因此设置固定锁紧结构，使转向透镜65的角度保持固定。
40.为了应用上述摄像模组，本发明还提出一种带红外成像的内窥镜摄像系统，包括图像处理模块1、显示模块2和上述带红外成像的内窥镜摄像模组，成像模块的第一摄像头51和第二摄像头52电性连接图像处理模块1。
41.实施方式具体为：在对患者进行腹腔微创手术时，首先将内窥管32放入患者腹腔，然后通过光源进行照射，并返回光束，光束通过转向透镜65，进入到光学镜61，当转向透镜65与光束垂直时，光束对准分光片63，光束一部分进入第一摄像头51，另一部分进入第二摄像头52，对相应的光束进行滤除后成像，成像后的图像具有同步性，拍摄角度均相同，方便医生进行比对，也可通过图像处理模块1的图像算法进行融合加深。
42.当不需要双重成像时，本装置可以通过切换组件7实现仅进行可见光成像或者仅进行近红外成像，具有多种功能，具体切换操作如下，如图4所示，旋转旋转筒72，使弹性块78离开当前卡槽77，并进入对应的其他卡槽77，然后通过旋转螺纹杆710，使内螺纹筒73滑动，通过连杆76带动滑杆75滑动，滑杆75进入三角槽79后锁紧固定，使转向透镜65保持稳定的角度，将光束折射，使光束对准反光夹层64或者抗反射夹层62。
43.以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于，包括相互连接的壳体(4)和内窥镜模块(3)以及位于壳体(4)内部的成像模块(5)和用于引导光束的导光组件(6)；所述成像模块(5)包括位于横向和纵向的第一摄像头(51)和第二摄像头(52)，所述第一摄像头(51)的镜头表面设有用于滤除红外光的第一滤光片(53)，所述第二摄像头(52)的镜头表面设有用于滤除可见光的第二滤光片(54)；所述导光组件(6)包括固定连接在壳体(4)内壁的光学镜(61)以及位于内窥镜模块(3)后方且转动连接在壳体(4)内壁的转向透镜(65)，所述光学镜(61)位于第一摄像头(51)和第二摄像头(52)组成垂线的垂足处，所述光学镜(61)是由两个三棱镜拼合成的正方体透镜，所述两个三棱镜拼合处设有夹层。2.根据权利要求1所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述夹层包括抗反射夹层(62)、分光片(63)以及反光夹层(64)。3.根据权利要求1所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述转向透镜(65)与光学镜(61)的进光面以及出光面均设置有抗反射膜(66)。4.根据权利要求3所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述抗反射膜(66)为带宽增透膜，对可见光与近红外光的增透波长范围为400nm-1100nm。5.根据权利要求2所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述反光夹层(64)为镀银反射膜，且所述反光夹层(64)边缘处设置有密封胶。6.根据权利要求1所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述壳体(4)内壁还设置有用于驱动转向透镜(65)旋转并固定的切换组件(7)，所述切换组件(7)包括设置于壳体(4)内壁的内延管(71)，所述转向透镜(65)的侧表面设置有与内延管(71)内壁转动连接的旋转筒(72)，所述旋转筒(72)的外壁设置有至少两个弹性块(78)，所述内延管(71)的内壁表面设置有数量三倍于弹性块(78)的卡槽(77)。7.根据权利要求6所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述旋转筒(72)的外壁表面沿径向设置有至少两个滑槽(74)，所述滑槽(74)内部滑动连接有滑杆(75)，所述旋转筒(72)内部沿着轴向滑动连接有内螺纹筒(73)，所述内螺纹筒(73)与滑杆(75)之间设置有铰接的连杆(76)，所述内延管(71)的内壁开设有数量三倍于滑杆(75)的三角槽(79)，且所述滑杆(75)端部设置有与三角槽(79)啮合的卡块，所述旋转筒(72)的开口处设置有驱动内螺纹筒(73)滑动的螺纹杆(710)。8.根据权利要求1所述的一种带红外成像的内窥镜摄像模组，其特征在于：所述内窥镜模块(3)包括与光学适配器(41)对接的接头、用于伸人体内部的内窥管(32)、以及用于连接光源的光源接头(31)。9.一种带红外成像的内窥镜摄像系统，其特征在于：包括图像处理模块(1)、显示模块(2)和如权利要求1-8任一所述的带红外成像的内窥镜摄像模组，所述成像模块的第一摄像头(51)和第二摄像头(52)电性连接图像处理模块(1)。

技术总结

本发明涉及一种带红外成像的内窥镜摄像模组及系统，包括相互连接的壳体和内窥镜模块以及位于壳体内部的成像模块和用于引导光束的导光组件，成像模块包括位于横向和纵向的第一摄像头和第二摄像头。该系统通过应用单光纤成像技术，并结合分光片，将光束分成两份，一份滤除可见光进行近红外成像，另一份滤除红外光进行可见光成像，使两个图像具有高度的吻合性，方便医生进行比对，或者通过图像算法进行融合加深，还设置有切换组件，当不需要双重成像时，通过切换组件实现仅进行可见光成像或者仅进行近红外成像，具有多种成像功能。具有多种成像功能。具有多种成像功能。