一种高清成像医用内窥镜系统的制作方法

1.本发明涉及一种内窥镜系统，具体涉及一种高清成像医用内窥镜系统。


背景技术：

2.医用内窥镜是细长结构的医疗器械，可以经人体的天然孔道或微小创口进入体内，观察腔体内部组织和结构，对病灶进行诊断，实现微创治疗，在临床医学中有着广泛的应用。
3.光纤内窥镜的分辨率受单根光纤直径以及排布方式的限制，无法实现高清成像。
4.由于光学系统口径较小，单纯以提高入瞳直径的方法追求内窥镜的高分辨率容易引起像差增大并形成杂散光，导致成像质量下降。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种高清成像医用内窥镜系统。
6.本发明提供如下技术方案：一种高清成像医用内窥镜系统，由两组构成相同的光学元件组成，包括透镜一、透镜二、透镜三、光阑、棱镜、滤光片、图像传感器，系统采用两块 45
°
角斜方棱镜，两块棱镜相互交错 180
°
，且并列粘接在一起。
7.进一步的，所述图像传感器采用的小尺寸cmos摄像机可直接装入内窥镜前端。
8.进一步的，所述图像传感器分为ccd和 cmos两种。
9.采用1.95
㎜
cmos摄像机作为图像传感器。
10.cmos将视频信号传递至后端的图像采集卡，由图像采集卡将模拟信号转换成数字信号，再经三维影像合成专用软件对接收到的图像进行左右分割，从而形成两幅图像，并进行三维重建与尺寸测量。
11.进一步的，入瞳直径为0.3毫米。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：图像传感器采用的小尺寸cmos摄像机可直接装入内窥镜前端，能够省去多组转像透镜，简化系统、提高成像质量，两块棱镜相互交错 180
°
，保证在图像传感器上的左右两图像不会互相干扰；优化时可兼顾不同物距时的成像质量，使系统在较大的物距范围内均能清晰成像，实现大景深的目的。
附图说明
13.图1为本发明系统原理图。
14.图2为内窥镜光路结构图。
15.图中：1、透镜一；2、透镜二；3、透镜三；4、光阑；5、棱镜；6、滤光片；7、图像传感器。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1-2，本发明的一种高清成像医用内窥镜系统，由两组构成相同的光学元件组成，包括透镜一1、透镜二2、透镜三3、光阑4、棱镜5、滤光片6、图像传感器7。图像传感器采用的小尺寸cmos摄像机可直接装入内窥镜前端，能够省去多组转像透镜，简化系统、提高成像质量。
18.系统采用两块 45
°
角斜方棱镜，两块棱镜相互交错 180
°
，且并列粘接在一起，其作用是使两路成像光束平移，在到达像面之前两光轴不会发生重叠，从而保证在图像传感器上的左右两图像不会互相干扰。
19.图像传感器可分为ccd和 cmos两种。与ccd相比，cmos具有成本低、耗电少、数据传输快、集成度高等优点。本系统最终采用1.95
㎜
（ 1 /13inch）cmos摄像机作为图像传感器。 该cmos直 径 为5.5毫米，长度为15毫米，分辨率约为31万像素（642*482）。
20.cmos将视频信号传递至后端的图像采集卡，由图像采集卡将模拟信号转换成数字信号，再经三维影像合成专用软件对接收到的图像进行左右分割，从而形成两幅图像，并进行三维重建与尺寸测量。
21.由于两块棱镜并靠间隙小，因此两个图像分界线清晰，光学信息不会互相干涉影响。该技术方案尽管分辨率低于前面两种，但是只采用了一个图像传感器，能够保证内窥镜探头的直径达到预期指标，而且成本低，性价比较高。
22.图2所示，系统入瞳直径越大，景深越小，文中的内窥镜焦距受视场角以及像高的限制变化有限，而为了实现高分辨率，已将入瞳直径由常规的0.2～0.24毫米提高到了0.3毫米 ，理论上系统的景深将下降。同时系统的工作距离短，也会大幅降低系统的景深。为了在入瞳直径和工作距离两个关键参数严格制约的条件下实现大景深，从物距入手，将内窥镜光学系统设置为多重结构，并包含多重物距，优化时可兼顾不同物距时的成像质量，使系统在较大的物距范围内均能清晰成像，实现大景深的目的。
23.两端薄透镜相对表面的曲率半径相等，长双凸透镜左右对称，所有棒镜组间的距离相等，这些结构特点都大幅简化了系统结构，有效降低了系统加工和装调难度。


技术特征：
1.一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：由两组构成相同的光学元件组成，包括透镜一（1）、透镜二（2）、透镜三（3）、光阑（4）、棱镜（5）、滤光片（6）、图像传感器（7），系统采用两块 45
°
角斜方棱镜，两块棱镜相互交错 180
°
，且并列粘接在一起。2.根据权利要求1所述的一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：所述图像传感器采用的小尺寸cmos摄像机可直接装入内窥镜前端。3.根据权利要求1所述的一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：所述图像传感器分为ccd和 cmos两种。4.根据权利要求3所述的一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：采用1.95
㎜
cmos摄像机作为图像传感器。5.根据权利要求4所述的一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：cmos将视频信号传递至后端的图像采集卡，由图像采集卡将模拟信号转换成数字信号，再经三维影像合成专用软件对接收到的图像进行左右分割，从而形成两幅图像，并进行三维重建与尺寸测量。6.根据权利要求1所述的一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：入瞳直径为0.3毫米。

技术总结
本发明公开了一种高清成像医用内窥镜系统，其特征在于：由两组构成相同的光学元件组成，包括透镜一、透镜二、透镜三、光阑、棱镜、滤光片、图像传感器，系统采用两块45


技术研发人员：王正炜
受保护的技术使用者：萌虎（扬州）科技有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/9/2