一种成像内镜的制作方法

本发明属于临床内窥镜技术领域，具体涉及一种成像内镜。

背景技术：

临床内窥镜技术领域对肿瘤等病变的诊断多通过成像内镜来实现，寻找一种能够实现明场成像或荧光成像，提高对肿瘤等病变诊断的准确性的成像内镜是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能够通过切换方式实现明场成像或荧光成像以对细胞核或其他亚细胞器成像且可提高对肿瘤等病变诊断准确性的成像内镜。

为解决上述技术问题，本发明具有如下构成：

一种成像内镜，包括光源、镜头组、成像光纤、待成像面以及成像器件，其中，所述成像器件包括用于明场成像的第一成像器件以及用于荧光成像的第二成像器件，所述第一成像器件包括分束镜和第一成像子器件，所述第二成像器件包括二向色镜和第二成像子器件，所述分束镜或二向色镜接收所述光源发出的光，所述镜头组、成像光纤以及待成像面依次设置在所述分束镜或二向色镜的反射光光路上，所述第一成像子器件设置在分束镜的透射光光路上，所述第二成像子器件设置在二向色镜的入射光光路和透射光光路上。

所述第一成像子器件包括第一成像透镜和第一探测器，所述第一成像透镜以及第一探测器依次设置在所述分束镜的透射光光路上。

所述第二成像子器件包括荧光激发片、荧光发射片、第二成像透镜以及第二探测器，所述荧光激发片设置在所述光源和二向色镜之间的光路上，所述荧光发射片、第二成像透镜以及第二探测器依次设置在所述二向色镜的透射光光路上。

所述分束镜和二向色镜分别通过可切换镜座设置在不同的安装位，所述分束镜和二向色镜分别接收不同光源发出的光；在所述分束镜和二向色镜的安装位之间设有用于接收和反射光的多个反射镜，其中一个反射镜与所述分束镜相邻设置并通过可切换镜座设置在所述分束镜的透射光光路上，与二向色镜相邻设置的反射镜接收上一级反射镜的反射光，并将该反射光反射至所述二向色镜。

所述分束镜以及与所述分束镜相邻设置的反射镜择一切换在光路中。

所述分束镜和二向色镜分别通过可切换镜座设置在相同的安装位，所述分束镜和二向色镜分别接收相同光源发出的光；在所述光源和二向色镜之间的光路上设有一安装在可切换镜座上的荧光激发片；所述分束镜和第一成像子器件之间的光路上设有一安装在可切换镜座上的反射镜，反射镜的反射光经至少一个另外的反射镜将光反射至第二子成像器件。

所述分束镜和二向色镜择一切换在光路中；当所述分束镜切换在光路中时，所述荧光激发片以及与所述二向色镜相邻设置的反射镜均离开光路；当所述荧光激发片、二向色镜以及与所述二向色镜相邻设置的反射镜的均切换在光路中时，所述分束镜离开光路。

所述第一成像器件和第二成像器件均为安装在切换机构上的整体结构，其中，所述第一成像器件中的分束镜或第二成像器件中的二向色镜分别接收同一光源发出的光。

所述第一探测器为彩色或黑白ccd/cmos相机。

所述第二探测器为科研级弱光探测器。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

本发明可以实现明场成像和荧光成像的融合，通过电控或机械切换方式在同一个内镜中实现明场成像或荧光成像以对细胞核或其它亚细胞器进行成像，大大提高了临床内窥领域对肿瘤等病变的诊断准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本发明成像内镜第一种实施方式的原理图；

图2：如图1所示的明场成像模式下的原理图；

图3：如图2所示的荧光成像模式下的原理图；

图4：本发明成像内镜第二种实施方式的原理图；

图5：如图4所示的明场成像模式下的原理图；

图6：如图4所示的荧光成像模式下的原理图；

图7：本发明成像内镜第三种实施方式的原理图一；

图8：本发明成像内镜第三种实施方式的原理图二。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例一

一种成像内镜，包括光源10、镜头组20、成像光纤30、待成像面以及成像器件，其中，所述成像器件包括用于明场成像的第一成像器件以及用于荧光成像的第二成像器件，所述第一成像器件包括分束镜40和第一成像子器件，所述第二成像器件包括二向色镜50和第二成像子器件，所述分束镜40或二向色镜50接收所述光源10发出的光，所述镜头组20、成像光纤30以及待成像面依次设置在所述分束镜40或二向色镜50的反射光光路上，所述第一成像子器件设置在分束镜40的透射光光路上，所述第二成像子器件设置在二向色镜50的入射光光路和透射光光路上。

所述第一成像子器件包括第一成像透镜41和第一探测器42，所述第一成像透镜41以及第一探测器42依次设置在所述分束镜40的透射光光路上。

所述第二成像子器件包括荧光激发片52、荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55，所述荧光激发片52设置在所述光源10和二向色镜50之间的光路上，所述荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55依次设置在所述二向色镜50的透射光光路上。

所述分束镜40和二向色镜50分别通过可切换镜座设置在不同的安装位，所述分束镜40和二向色镜50分别接收不同光源10发出的光；在所述分束镜40和二向色镜50的安装位之间设有用于接收和反射光的多个反射镜51，其中一个反射镜51与所述分束镜40相邻设置并通过可切换镜座设置在所述分束镜40透射光光路上，与二向色镜50相邻设置的反射镜51接收上一级反射镜51的反射光，并将该反射光反射至所述二向色镜50。所述分束镜40以及与所述分束镜40相邻设置的反射镜51择一切换在光路中。

如图1所示，虚线框内的分束镜40和与所述分束镜40相邻设置的反射镜51均安装在可切换镜座上，可以通过电控或机械方式使其位于光路上或者离开光路，在系统工作时，分束镜40和反射镜51不同时位于光路中，只有二者之一位于光路中。

在本实施例中，光源10的设置数量为两个，分束镜40为50％分束镜。所述光源10包括led光源、激光光源、氙灯光源、卤素灯光源等。

如图2所示，在明场成像模式下，通过电控或机械方式调节可切换镜座，使分束镜40位于光路中，与所述分束镜40相邻设置的反射镜51不在光路中。具体为，其中一个光源10发出的光，经过分束镜40反射，此时光能量损失50％，剩余50％的光能量通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30的端面上，经过成像光纤束30的光传导，光能量最终到达待成像面；根据光路可逆性原理，经过待成像面反射的光，经过相同光路返回，到达分束镜40，此时光能量又损失50％，剩余50％的光能量继续沿光路传播，经过第一成像透镜41，在第一探测器42上成像。

其中第一探测器42为该ccd为彩色或黑白ccd/cmos相机，形成黑边或彩色图像。例如在亚甲蓝染色细胞中，通过该明场成像模式可以实现细胞核的彩色成像。

如图3所示，在荧光成像模式下，通过电控或机械方式调节可切换镜座，使反射镜51位于光路中，分束镜40则不在光路中。具体为，另一个光源10发出的光，经过荧光激发片52滤波，形成窄带激发光，该窄带激发光被二向色镜50反射，又连续被两个转向反射镜51反射，入射到镜头组20或目镜中，通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30的端面上，经过成像光纤30的光传导，光能量最终到达待成像面激发荧光；根据光路可逆性原理，激发荧光经过相同光路返回，再一次经过两个转向反射镜51反射，到达二向色镜50，此时荧光透过二向色镜50，并被荧光发射片53滤波，只有激发荧光经过第二成像透镜54在第二探测器55上成像，形成荧光图像。

由于荧光为极弱光，因此该第二探测器55为科研级弱光探测器，为电子增益ccd或科研级cmos探测器。例如在荧光素钠染色的细胞中，通过该荧光成像模式可以实现亚细胞水平的荧光图像。

本实施例，只通过分束镜40和其中一个反射镜51在光路中的可切换设计，就可以实现荧光成像与明场成像的快速切换，切换方式简单易操作且系统性能稳定，对肿瘤等病变的诊断准确率高。

实施例二

一种成像内镜，包括光源10、镜头组20、成像光纤30、待成像面以及成像器件，其中，所述成像器件包括用于明场成像的第一成像器件以及用于荧光成像的第二成像器件，所述第一成像器件包括分束镜40和第一成像子器件，所述第二成像器件包括二向色镜50和第二成像子器件，所述分束镜40或二向色镜50接收所述光源10发出的光，所述镜头组20、成像光纤30以及待成像面依次设置在所述分束镜40或二向色镜50的反射光光路上，所述第一成像子器件设置在分束镜40的透射光光路上，所述第二成像子器件设置在二向色镜50的入射光光路和/或透射光光路上，其中，下文所述荧光激发片52设置在二向色镜50的入射光光路上，所述荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55依次设置在所述二向色镜50的透射光光路上。

所述第一成像子器件包括第一成像透镜41和第一探测器42，所述第一成像透镜41以及第一探测器42依次设置在所述分束镜40的透射光光路上。

所述第二成像子器件包括荧光激发片52、荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55，所述荧光激发片52设置在所述光源10和二向色镜50之间的光路上，所述荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55依次设置在所述二向色镜50的透射光光路上。

所述分束镜40和二向色镜50分别通过可切换镜座设置在相同的安装位，所述分束镜40和二向色镜50分别接收相同光源10发出的光；在所述光源10和二向色镜50之间的光路上设有一安装在可切换镜座上的荧光激发片52；所述分束镜40和第一成像子器件之间的光路上设有一安装在可切换镜座上的反射镜51，反射镜51的反射光经至少一个另外的反射镜51将光反射至第二子成像器件。

所述分束镜40和二向色镜50择一切换在光路中；当所述分束镜40切换在光路中时，所述荧光激发片52以及与所述二向色镜50相邻设置的反射镜51均离开光路；当所述荧光激发片52、二向色镜50以及与所述二向色镜50相邻设置的反射镜51的均切换在光路中时，所述分束镜40离开光路。

在本实施例中，所述光源10的设置数量为一个，分束镜40为50％分束镜。所述光源10包括led光源、激光光源、氙灯光源、卤素灯光源等。

如图4所示，其中虚线框内的荧光激发片52、反射镜51、分束镜40以及二向色镜50均安装在可切换镜座上，其中分束镜40和二向色镜50可切换安装在同一安装位上，可以通过电控或机械方式调节可切换镜座使荧光激发片52、反射镜51、分束镜40以及二向色镜50位于光路上或者离开光路。

在系统工作在两种模式下，第一种模式为明场成像模式，分束镜40位于光路中，而荧光激发片52、二向色镜50和反射镜51不位于光路中；第二种模式为荧光成像模式，荧光激发片52、二向色镜50和反射镜51同时位于光路中，分束镜40不在光路中。

如图5所示，在明场成像模式下，通过电控或机械方式调节可切换镜座，使分束镜40位于光路中，荧光激发片52、二向色镜50和反射镜51不位于光路中。具体为，其中一个光源10发出的光，经过分束镜40反射，此时光能量损失50％，剩余50％的光能量通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30的端面上，经过成像光纤30的光传导，光能量最终到达待成像面；根据光路可逆性原理，经过待成像面反射的光，经过相同光路返回，到达分束镜40，此时光能量又损失50％，剩余50％的光能量继续沿光路传导，经过第一成像透镜41，在第一探测器42上成像。

其中第一探测器42为该ccd为彩色或黑白ccd/cmos相机，形成黑边或彩色图像。例如在亚甲蓝染色细胞中，通过该明场成像模式可以实现细胞核的彩色成像。

如图6所示，在荧光成像模式下，通过电控或机械方式调节可切换镜座，使得荧光激发片52、二向色镜50和反射镜51同时位于光路中，分束镜40不在光路中。具体为，光源10发出的光，经过荧光激发片52滤波，形成窄带激发光，该窄带激发光被二向色镜50反射，直接入射到镜头组20或目镜中，通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30端面上，经过成像光纤30的光传导，光能量最终到达待成像面激发荧光；根据光路可逆性原理，激发荧光经过相同光路返回，到达二向色镜50，此时荧光透过二向色镜50，被两个转向反射镜51反射，并被荧光发射片53滤波，只有激发荧光经过第二成像透镜54在第二探测器55上成像，形成荧光图像。

由于荧光为极弱光，因此该第二探测器55为科研级弱光探测器，为电子增益ccd或科研级cmos探测器。例如在荧光素钠染色的细胞中，通过该荧光成像模式可以实现亚细胞水平的荧光图像。

本实施例，只用到一个光源10，减少了零部件，使得整体结构更加紧凑；并且荧光激发片52、反射镜51、分束镜40以及二向色镜50在光路中的可切换设计，就可以实现荧光成像与明场成像的快速切换，切换方式简单易操作且系统性能稳定，对肿瘤等病变的诊断准确率高。

实施例三

一种成像内镜，包括光源10、镜头组20、成像光纤30、待成像面以及成像器件，其中，所述成像器件包括用于明场成像的第一成像器件以及用于荧光成像的第二成像器件，所述第一成像器件包括分束镜40和第一成像子器件，所述第二成像器件包括二向色镜50和第二成像子器件，所述分束镜40或二向色镜50接收所述光源10发出的光，所述镜头组20、成像光纤30以及待成像面依次设置在所述分束镜40或二向色镜50的反射光光路上，所述第一成像子器件设置在分束镜40的透射光光路上，所述第二成像子器件设置在二向色镜50的入射光光路和透射光光路上。

所述第一成像子器件包括第一成像透镜41和第一探测器42，所述第一成像透镜41以及第一探测器42依次设置在所述分束镜40的透射光光路上。

所述第二成像子器件包括荧光激发片52、荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55，所述荧光激发片52设置在所述光源10和二向色镜50之间的光路上，所述荧光发射片53、第二成像透镜54以及第二探测器55依次设置在所述二向色镜50的透射光光路上。

在本实施例中，所述光源10的设置数量为一个，分束镜40为50％分束镜。所述光源10包括led光源、激光光源、氙灯光源、卤素灯光源等。

在本实施例中，所述第一成像器件和第二成像器件均为安装在切换机构上的整体结构，其中，所述第一成像器件中的分束镜40或第二成像器件中的二向色镜50分别接收同一光源10发出的光。可通过电动平移台或机械移动平台可实现两个虚线框内元件的整体切换。该实施例也存在两种工作模式，分别为明场成像模式和荧光成像模式。

如图7所述，在明场成像模式下，该虚线框内的元件被切换至光路中。具体为，其中一个光源10发出的光，经过分束镜40反射，此时光能量损失50％，剩余50％的光能量通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30的端面上，经过成像光纤30的光传导，光能量最终到达待成像面；根据光路可逆性原理，经过待成像面反射的光，经过相同光路返回，到达分束镜40，此时光能量又损失50％，剩余50％的光能量继续沿光路传播，经过第一成像透镜41，在第一探测器42上成像。

其中第一探测器42为该ccd为彩色或黑白ccd/cmos相机，形成黑边或彩色图像。例如在亚甲蓝染色细胞中，通过该明场成像模式可以实现细胞核的彩色成像。

如图8所示，在荧光成像模式下，该虚线框内的元件被切换至光路中。具体为，光源10发出的光，经过荧光激发片52滤波，形成窄带激发光，该窄带激发光被二向色镜50反射，直接入射到镜头组20或目镜中，通过镜头组20或目镜聚焦在成像光纤30的端面上，经过成像光纤30的光传导，光能量最终到达待成像面激发荧光；根据光路可逆性原理，激发荧光经过相同光路返回，到达二向色镜50，此时荧光透过二向色镜50，并被荧光发射片53滤波，只有激发荧光经过第二成像透镜54在第二探测器55上成像，形成荧光图像。该结构同样可以应用于荧光素钠染色的亚细胞水平荧光成像。

本实施例的优点是两种成像模式下的虚线框内的元件为整体可切换设计，原理简单，实现较为方便。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。