多模内窥镜光源装置的制作方法

本发明属于内窥镜技术领域，涉及一种内窥镜的光源装置，特别是一种多模内窥镜光源装置。

背景技术：

光源照射体内组织时，由于不同波长的光穿透深度不同，最终的观测结果是多层不同深度图像的叠加。光谱波段越宽，图像包含的深度范围越广。电子内窥镜在使用白光照明时，由于白光光谱具有很宽的波长范围，接收到的图像存在对比度低，细节模糊，不利于观察细微血管结构及区分正常与病变组织的问题。

为获取更加清晰的图像，尤其是毛细血管与黏膜信息，市面内窥镜照明系统使用滤光片轮盘截取白光获得特定的光谱。例如，中国专利公开了一种多光谱内窥镜成像装置[授权公告号为cn106618458b]，包括内窥镜头、cmos摄像组件、图像处理单元、显示单元、存储单元和光源部件；其中内窥镜头与cmos摄像组件可拆卸连接，cmos摄像组件、显示单元和存储单元分别与图像处理单元相应的连接端连接；还包括窄带滤光片色轮，色轮伺服电机和控制机构；窄带滤光片色轮与色轮伺服电机传动连接，且光源部件与窄带滤光片色轮连接，色轮伺服电机和图像处理单元分别与控制机构连接；窄带滤光片色轮包括窄带滤光片转盘，窄带滤光片转盘的圆周方向上设有多个不同窄带滤光片。

上述的多光谱内窥镜成像装置虽然可获得不同特定波段的光谱，但仍存在以下问题：1、从白光中筛取特定波段的光谱，效率低；2、由于问题1的存在，特定光谱的最大亮度受限，影响照明效果；筛选的波段越多，最大亮度越低；3、需要设置色轮伺服电机等机械结构，增加了设备故障风险。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可靠性好的多模内窥镜光源装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

多模内窥镜光源装置，包括箱体和出射光缆，所述出射光缆的进光端伸入箱体，其特征在于，所述的箱体内设有一个端部光源和若干个侧部光源，所述的端部光源与进光端相对设置，若干所述的侧部光源位于端部光源与进光端连线的侧部且沿该连线依次设置，所述的端部光源与进光端之间设有若干与侧部光源数量相等且一一对应设置的用于将与之对应设置的侧部光源所发出的光线反射至进光端的透反射体，所述的透反射体透射位于其后部的所有透反射体所反射的光线及端部光源发出的光线。其中，端部光源的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各侧部光源的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各光源的亮度为单独调节，不受其他光源调节的影响，调节方式是通过改变光源两端的电压实现。

端部光源位于后部，出射光缆位于前部，若干个侧部光源由后往前依次排列，端部光源发出的光线与进光端的端面垂直，侧部光源发出的光线经透反射体反射后与进光端的端面垂直。端部光源发出的光线依次透射若干透反射体后入射至进光端；由侧部光源发出的光线经与该侧部光源相对设置的透反射体反射后，并透射位于该侧部光源前部的所有透反射体后入射至出射光缆的进光端。透反射体的前部具有反射平面，与透反射体相对设置的侧部光源和出射光缆均位于反射平面的相同侧。

在上述的多模内窥镜光源装置中，若干所述侧部光源由后往前按其发出光线的波长由长至短依次排列，所述端部光源发出光线的波长大于侧部光源发出光线的波长。

设光源发出光线的波长为λ1，透反射体的透射波长与反射波长的分界波长为λ2，当λ2＜λ1时，光源发出的光线透射透反射体，当λ2＞λ1时，光源发出的光线被透反射体反射。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的侧部光源为2-6个。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的侧部光源为3个：由后往前依次设置的第一侧部光源、第二侧部光源和第三侧部光源，所述的透反射体为3个：与第一侧部光源相对设置的第一透反射体、与第二侧部光源相对设置的第二透反射体以及与第三侧部光源相对设置的第三透反射体，所述端部光源发出光线的波长大于第一透反射体的透射波长与反射波长的分界波长，所述第一透反射体的透射波长与反射波长的分界波长大于第一侧部光源发出光线的波长，所述第一侧部光源发出光线的波长大于第二透反射体的透射波长与反射波长的分界波长，所述第二透反射体的透射波长与反射波长的分界波长大于第二侧部光源发出光线的波长，所述第二侧部光源发出光线的波长大于第三透反射体的透射波长与反射波长的分界波长，所述第三透反射体的透射波长与反射波长的分界波长大于第三侧部光源发出光线的波长。

第一侧部光源发出光线的波长大于第二侧部光源发出光线的波长，第二侧部光源发出光线的波长大于第三侧部光源发出光线的波长。由端部光源发出的光线透射第一透反射体、第二透反射体和第三透反射体，由第一侧部光源发出的光线被第一透反射体反射后透射第二透反射体和第三透反射体，由第二侧部光源发出的光线被第二透反射体反射后透射第三透反射体，由第三侧部光源发出的光线被第三透反射体反射。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述端部光源发出光线的波长为600～660nm，所述第一侧部光源发出光线的波长为500～550nm，所述第二侧部光源发出光线的波长为430～470nm，所述第三侧部光源发出光线的波长为380～440nm。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述第一透反射体的透射波长与反射波长的分界线为端部光源发出光线的波长与第一侧部光源发出光线的波长之和的二分之一，所述第二透反射体的透射波长与反射波长的分界线为第一侧部光源发出光线的波长与第二侧部光源发出光线的波长之和的二分之一，所述第三透反射体的透射波长与反射波长的分界线为第二侧部光源发出光线的波长与第三侧部光源发出光线的波长之和的二分之一。

在上述的多模内窥镜光源装置中，若干所述侧部光源由后往前按其发出光线的波长由短至长依次排列，所述端部光源发出光线的波长小于侧部光源发出光线的波长。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的侧部光源为3个：由后往前依次设置的第一侧部光源、第二侧部光源和第三侧部光源，所述的透反射体为3个：与第一侧部光源相对设置的第一透反射体、与第二侧部光源相对设置的第二透反射体以及与第三侧部光源相对设置的第三透反射体，所述端部光源发出光线的波长小于第一透反射体的反射波长与透射波长的分界波长，所述第一透反射体的反射波长与透射波长的分界波长小于第一侧部光源发出光线的波长，所述第一侧部光源发出光线的波长小于第二透反射体的反射波长与透射波长的分界波长，所述第二透反射体的反射波长与透射波长的分界波长小于第二侧部光源发出光线的波长，所述第二侧部光源发出光线的波长小于第三透反射体的反射波长与透射波长的分界波长，所述第三透反射体的反射波长与透射波长的分界波长小于第三侧部光源发出光线的波长。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的透反射体为分色镜。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述端部光源的出光端处设有准直透镜一，所述出射光缆的进光端处设有准直透镜二，所述侧部光源的出光端处设有准直透镜三。

准直透镜一将端部光源发出的光线变为平行光束；准直透镜三的数量与侧部光源的数量相等且一一对应设置，将侧部光源发出的光线变为平行光束；准直透镜二将通过的平行光束耦合进入出射光缆。准直透镜一可以为多片形成准直透镜组，准直透镜二可以为多片形成准直透镜组，每个侧部光源所对应设置的准直透镜三可以为多片构形成准直透镜组。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的箱体内设有与若干侧部光源相对设置的用于吸收多余光线的吸光部一。

第三侧部光源通过与第三侧部光源相对设置的准直透镜三将光线发射到第三透反射体，此时大部分光线被反射到准直透镜二，仅有小部分光线透射到吸光部一上被吸光部一吸收。第二侧部光源通过与第二侧部光源相对设置的准直透镜三将光线发射到第二透反射体，此时大部分光线被反射到准直透镜二，仅有小部分光线透射到吸光部一上被吸光部一吸收。第一侧部光源通过与第一侧部光源相对设置的准直透镜三将光线发射到第一透反射体，此时大部分光线被反射到准直透镜二，仅有小部分光线透射到吸光部一上被吸光部一吸收。端部光源通过准直透镜一将光线向前发射，大部分光线依次透射第一透反射体、第二透反射体、第三透反射体至准直透镜二，仅有小部分光线经第一透反射体、第二透反射体、第三透反射体反射至吸光部一被吸光部一吸收。

有效保证从出射光缆射出的照明光为预期波长组合的光。

在上述的多模内窥镜光源装置中，所述的箱体内还设有吸光部二、吸光部三和吸光部四，所述的吸光部二设于若干侧部光源处，所述的吸光部三设于端部光源处，所述的吸光部四设于出射光缆处。吸光部一、吸光部二、吸光部三和吸光部四采用吸光材料如黑色的纳米材料、黑色的绒布材料等制成，不产生映射和反射，可以防止杂散光经通风孔照射到外部环境，防止光污染。

与现有技术相比，本多模内窥镜光源装置具有以下优点：工作时所有光源同时点亮，不同的光辐配比对应不同的照明模式，模式切换仅需调节光源电流，响应速度快；其整体亮度高、模式丰富、满足各种诊断需求；而且结构紧凑，无活动件，可靠性好；设置的各吸光部能够抑制多重散射，保证从出射光缆射出的照明光为预期波长组合的光，从而提高图像的对比度。

附图说明

图1是本发明提供的较佳实施例的部分结构示意图。

图2是本发明提供的较佳实施例的结构示意图。

图中，1、箱体；2、出射光缆；3、端部光源；4、第一侧部光源；5、第二侧部光源；6、第三侧部光源；7、第一透反射体；8、第二透反射体；9、第三透反射体；10、准直透镜一；11、准直透镜二；12、准直透镜三；13、吸光部一；14、吸光部二；15、吸光部三；16、吸光部四。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示的多模内窥镜光源装置，包括箱体1和出射光缆2，出射光缆2的进光端伸入箱体1，箱体1内设有一个端部光源3和若干个侧部光源，端部光源3与进光端相对设置，若干侧部光源位于端部光源3与出射光缆2进光端连线的侧部且沿该连线依次设置，端部光源3与进光端之间设有若干与侧部光源数量相等且一一对应设置的用于将与之对应设置的侧部光源所发出的光线反射至进光端的透反射体，透反射体透射位于其后部的所有透反射体所反射的光线及端部光源3发出的光线。即本实施例中的透反射体透射波长大于透反射体的透射波长与反射波长的分界波长的光线，反射波长小于透反射体的透射波长与反射波长的分界波长的光线。

其中，端部光源3的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各侧部光源的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各光源的亮度为单独调节，不受其他光源调节的影响，调节方式是通过改变光源两端的电压实现。

如图1所示，端部光源3位于后部，出射光缆2位于前部，若干个侧部光源由后往前依次排列，若干侧部光源由后往前按其发出光线的波长由长至短依次排列，端部光源3发出光线的波长大于侧部光源发出光线的波长。

端部光源3发出的光线与进光端的端面垂直，侧部光源发出的光线经透反射体反射后与进光端的端面垂直。端部光源3发出的光线依次透射若干透反射体后入射至进光端；由侧部光源发出的光线经与该侧部光源相对设置的透反射体反射后，并透射位于该侧部光源前部的所有透反射体后入射至出射光缆2的进光端。透反射体的前部具有反射平面，与透反射体相对设置的侧部光源和出射光缆2均位于反射平面的相同侧。

设光源发出光线的波长为λ1，透反射体的透射波长与反射波长的分界波长为λ2，当λ2＜λ1时，光源发出的光线透射透反射体，当λ2＞λ1时，光源发出的光线被透反射体反射。

如图1和图2所示，侧部光源为3个：由后往前依次设置的第一侧部光源4、第二侧部光源5和第三侧部光源6，透反射体为3个：与第一侧部光源4相对设置的第一透反射体7、与第二侧部光源5相对设置的第二透反射体8以及与第三侧部光源6相对设置的第三透反射体9，第一透反射体7、第二透反射体8和第三反射体呈板状，且第一透反射体7、第二透反射体8和第三反射体为分色镜，分色镜为一种镀膜玻片。

本实施例中，端部光源3发出光线的波长大于第一透反射体7的反射波长与透射波长的分界波长，第一透反射体7的射波长与透射波长的分界波长大于第一侧部光源4发出光线的波长，第一侧部光源4发出光线的波长大于第二透反射体8的射波长与透射波长的分界波长，第二透反射体8的射波长与透射波长的分界波长大于第二侧部光源5发出光线的波长，第二侧部光源5发出光线的波长大于第三透反射体9的射波长与透射波长的分界波长，第三透反射体9的射波长与透射波长的分界波长大于第三侧部光源6发出光线的波长。

第一侧部光源4发出光线的波长大于第二侧部光源5发出光线的波长，第二侧部光源5发出光线的波长大于第三侧部光源6发出光线的波长。端部光源3的峰值辐射强度为第一侧部光源4峰值辐射强度的1～1.5倍；第一侧部光源4的峰值辐射强度为第二侧部光源5峰值辐射强度的2～3倍；第二侧部光源5的峰值辐射强度为第三侧部光源6峰值辐射强度的3～5倍。

由端部光源3发出的光线透射第一透反射体7、第二透反射体8和第三透反射体9，由第一侧部光源4发出的光线被第一透反射体7反射后透射第二透反射体8和第三透反射体9，由第二侧部光源5发出的光线被第二透反射体8反射后透射第三透反射体9，由第三侧部光源6发出的光线被第三透反射体9反射。

端部光源3发出光线的波长为600～660nm，第一侧部光源4发出光线的波长为500～550nm，第二侧部光源5发出光线的波长为430～470nm，第三侧部光源6发出光线的波长为380～440nm。

第一透反射体7的透射波长与反射波长的分界线为端部光源3发出光线的波长与第一侧部光源4发出光线的波长之和的二分之一，第二透反射体8的透射波长与反射波长的分界线为第一侧部光源4发出光线的波长与第二侧部光源5发出光线的波长之和的二分之一，第三透反射体9的透射波长与反射波长的分界线为第二侧部光源5发出光线的波长与第三侧部光源6发出光线的波长之和的二分之一。

当端部光源3发出光线的波长为600nm、第一侧部光源4发出光线的波长为500nm、第二侧部光源5发出光线的波长为450nm、第三侧部光源6发出光线的波长为400nm时，第一透反射体7的透射波长与反射波长的分界线为(500+600)/2＝550nm，第二透反射体8的透射波长与反射波长的分界线为(500+450)/2＝475nm，第三透反射体9的透射波长与反射波长的分界线为(450+400)/2＝425nm。

如图1和图2所示，端部光源3的出光端处设有准直透镜一10，出射光缆2的进光端处设有准直透镜二11，侧部光源的出光端处设有准直透镜三12。准直透镜一10将端部光源3发出的光线变为平行光束；准直透镜三12的数量与侧部光源的数量相等且一一对应设置，将侧部光源发出的光线变为平行光束；准直透镜二11将通过的平行光束耦合进入出射光缆2。准直透镜一10可以为多片形成准直透镜组，准直透镜二11可以为多片形成准直透镜组，每个侧部光源所对应设置的准直透镜三12可以为多片构形成准直透镜组。

如图2所示，箱体1内设有与若干侧部光源相对设置的用于吸收多余光线的吸光部一13。第三侧部光源6通过与第三侧部光源6相对设置的准直透镜三12将光线发射到第三透反射体9，此时大部分光线被反射到准直透镜二11，仅有小部分光线透射到吸光部一13上被吸光部一13吸收。第二侧部光源5通过与第二侧部光源5相对设置的准直透镜三12将光线发射到第二透反射体8，此时大部分光线被反射到准直透镜二11，仅有小部分光线透射到吸光部一13上被吸光部一13吸收。第一侧部光源4通过与第一侧部光源4相对设置的准直透镜三12将光线发射到第一透反射体7，此时大部分光线被反射到准直透镜二11，仅有小部分光线透射到吸光部一13上被吸光部一13吸收。端部光源3通过准直透镜一10将光线向前发射，大部分光线依次透射第一透反射体7、第二透反射体8、第三透反射体9至准直透镜二11，仅有小部分光线经第一透反射体7、第二透反射体8、第三透反射体9反射至吸光部一13被吸光部一13吸收。有效保证从出射光缆2射出的照明光为预期波长组合的光。

如图3所示，箱体1内还设有吸光部二14、吸光部三15和吸光部四16，吸光部二14设于若干侧部光源处，吸光部三15设于端部光源3处，吸光部四16设于出射光缆2处。吸光部一13、吸光部二14、吸光部三15和吸光部四16采用吸光材料如黑色的纳米材料、黑色的绒布材料等制成，不产生映射和反射，可以防止杂散光经通风孔照射到外部环境，防止光污染。

具体的，如图3所示，吸光部二14位于侧部光源与准直透镜三12之间，在吸光部二14上设有供侧部光源的光线通过的通光孔，侧部光源发出的光线经该通光孔入射到准直透镜三12上；吸光部三15设于端部光源3与准直透镜一10之间，吸光部四16设于准直透镜二11与出射光缆2的进光端之间。

其中，端部光源3、侧部光源均为半峰宽度不超过100nm的单色发光体，以便于精准调节光谱。所有光源的辐射能量可同时作用于出射光缆2的进光端，无截止，不用切换，系统高效率。本光源装置的光谱分布广，基本覆盖可见光波段，能够根据需求着重显现不同深度的血管信息，同时可调配高显色指数的白光光源。

实施例二

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，若干侧部光源由后往前按其发出光线的波长由短至长依次排列，端部光源发出光线的波长小于侧部光源发出光线的波长。

设光源发出光线的波长为λ1，透反射体的透射波长与反射波长的分界波长为λ2，当λ1＜λ2时，光源发出的光线透射透反射体，当λ1＞λ2时，光源发出的光线被透反射体反射。即本实施例中的透反射体反射波长大于透反射体的透射波长与反射波长的分界波长的光线，透射波长小于透反射体的透射波长与反射波长的分界波长的光线。

具体的，本实施例中的侧部光源为3个：由后往前依次设置的第一侧部光源4、第二侧部光源5和第三侧部光源6，透反射体为3个：与第一侧部光源4相对设置的第一透反射体7、与第二侧部光源5相对设置的第二透反射体8以及与第三侧部光源6相对设置的第三透反射体9，第一透反射体7、第二透反射体8和第三反射体呈板状，且第一透反射体7、第二透反射体8和第三反射体为分色镜，分色镜为一种镀膜玻片。

端部光源3发出光线的波长小于第一透反射体7的反射波长与透射波长的分界波长，第一透反射体7的反射波长与透射波长的分界波长小于第一侧部光源4发出光线的波长，第一侧部光源4发出光线的波长小于第二透反射体8的反射波长与透射波长的分界波长，第二透反射体8的反射波长与透射波长的分界波长小于第二侧部光源5发出光线的波长，第二侧部光源5发出光线的波长小于第三透反射体9的反射波长与透射波长的分界波长，第三透反射体9的反射波长与透射波长的分界波长小于第三侧部光源6发出光线的波长。

由端部光源3发出的光线透射第一透反射体7、第二透反射体8和第三透反射体9，由第一侧部光源4发出的光线被第一透反射体7反射后透射第二透反射体8和第三透反射体9，由第二侧部光源5发出的光线被第二透反射体8反射后透射第三透反射体9。

本实施例中，端部光源3发出光线的波长为380～440nm，第一侧部光源4发出光线的波长为430～470nm，第二侧部光源5发出光线的波长为500～550nm，第三侧部光源6发出光线的波长为600～660nm。

端部光源3的出光端处设有准直透镜一10，出射光缆2的进光端处设有准直透镜二11，侧部光源的出光端处设有准直透镜三12。准直透镜一10将端部光源3发出的光线变为平行光束；准直透镜三12的数量与侧部光源的数量相等且一一对应设置，将侧部光源发出的光线变为平行光束；准直透镜二11将通过的平行光束耦合进入出射光缆2。准直透镜一10可以为多片形成准直透镜组，准直透镜二11可以为多片形成准直透镜组，每个侧部光源所对应设置的准直透镜三12可以为多片构形成准直透镜组。

其中，端部光源3、侧部光源均为半峰宽度不超过100nm的单色发光体，其中，端部光源3的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各侧部光源的光源亮度可在0-100％输出范围内进行精细调节，各光源的亮度为单独调节，不受其他光源调节的影响，调节方式是通过改变光源两端的电压实现。所有光源的辐射能量可同时作用于出射光缆2的进光端，无截止，不用切换，系统高效率。本光源装置的光谱分布广，基本覆盖可见光波段，能够根据需求着重显现不同深度的血管信息，同时可调配高显色指数的白光光源。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。