偏振光内窥镜成像组件及偏振光内窥镜摄像头的制作方法

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


背景技术：

2.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。
3.目前内窥镜主要有4k内窥镜、三晶片内窥镜、荧光内窥镜、窄带光内窥镜、 3d内窥镜等，这些内窥镜在各自的领域均具有很好的功能和性能。其中，4k内窥镜具有超高清的分辨率，细节还原好；三晶片内窥镜有三个图像传感器分别采集rgb中的一种单色光信号，可获得每个像素的rgb颜色值，其色彩还原度精度高，其性能比普通单晶片内窥镜好；荧光内窥镜是在特殊光谱环境中利用荧光分子成像是一种新的成像技术,其原理是通过荧光剂标记肿瘤细胞来增加病变组织与正常组织的对比，可更早发生癌症和肿瘤；窄带光内窥镜是利用滤光器过滤掉内镜光源所发出的红蓝绿光波中的宽带光谱，仅留下窄带光谱用于精确观察组织形态；3d内窥镜显示的摄像场景具有深度信息，医生在手术中可以更加精准的对病灶处进行手术和治疗。
4.虽然以上的内窥镜的功能和性能都很好，但是在有血水、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。


技术实现要素：

5.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内窥镜摄像头。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种偏振光内窥镜成像组件，包括：支撑座，具有入光孔；分光棱镜，安装在所述支撑座上，用于将从所述入光孔射入的一路光束分为偏振光束和rgb光束；以及电路板组件，安装在所述支撑座上，所述电路板组件包括偏振光图像传感器模块和rgb图像传感器模块，所述偏振光图像传感器模块面向所述分光棱镜射出所述偏振光束的方向设置，所述rgb图像传感器模块面向所述分光棱镜射出所述rgb光束的方向设置。
7.本实用新型提供的偏振光内窥镜成像组件，分光棱镜将从入光孔进入的光束分为两路光束，其中一路光束输出至rgb图像传感器模块，rgb图像传感器模块将rgb光信号转换为电信号后传输至后端摄像主机；另一路光束输出至偏振光图像传感器模块，偏振光图像
传感器模块将偏振光信号转换为电信号后传输至后端摄像主机；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。
8.在其中一个实施例中，所述支撑座包括沿轴向延伸的主体部，所述入光孔沿轴向贯穿所述主体部，所述分光棱镜的入光面面对所述入光孔的后端孔口，所述偏振光图像传感器模块安装在所述分光棱镜的射出所述偏振光束的第一出光面的一侧，所述rgb图像传感器模块安装在所述分光棱镜的射出所述rgb光束的第二出光面的一侧。
9.在其中一个实施例中，所述主体部的后端面上设置有与所述分光棱镜配合的棱镜安装槽，所述分光棱镜的前端定位于所述棱镜安装槽内。
10.在其中一个实施例中，所述的偏振光内窥镜成像组件还包括电路板支撑架，所述电路板支撑架包括分别位于所述第一出光面一侧和所述第二出光面一侧的第一支撑架和第二支撑架，所述偏振光图像传感器模块和所述rgb图像传感器模块分别安装在所述第一支撑架和所述第二支撑架上。
11.在其中一个实施例中，所述偏振光图像传感器模块包括偏振光图像传感器和第一电路板，所述第一支撑架设置有与所述偏振光图像传感器配合的第一定位窗口，所述偏振光图像传感器定位于所述第一定位窗口内；所述rgb图像传感器模块包括rgb图像传感器和第二电路板，所述第二支撑架上设置有与所述 rgb图像传感器配合的第二定位窗口，所述rgb图像传感器容定位于所述第二定位窗口内。
12.在其中一个实施例中，所述电路板支撑架还包括连接在所述第一支撑架的一端部与所述第二支撑架的一端部之间的连接部，所述第一支撑架的另一端部和所述第二支撑架的另一端部固定在所述主体部的后端面上。
13.在其中一个实施例中，所述主体部的后端面上设置有沿第一方向布置的第一限位台阶和第二限位台阶和沿垂直于所述第一方向的方向布置的第一固定块和第二固定块，所述第一支撑架的另一端部和所述第二支撑架的另一端部定位于所述第一限位台阶和所述第二限位台阶之间，并分别与所述第一固定块和所述第二固定块连接。
14.在其中一个实施例中，所述电路板组件还包括至少一个第三电路板，至少一个第三电路板安装在所述电路板支撑架的所述连接部上。
15.在其中一个实施例中，所述支撑座还包括自所述主体部的后端面沿轴向向后延伸的筒体部，所述分光棱镜、所述偏振光图像传感器模块和所述rgb图像传感器模块容纳于所述筒体部内。
16.在其中一个实施例中，所述筒体部的外周面的横截面为半圆形。
17.在其中一个实施例中，所述的偏振光内窥镜成像组件还包括滤光片，所述滤光片设置在所述入光孔的前侧。
18.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，还包括所述的成像组件，所述成像组件位于所述外壳组件内。
19.在其中一个实施例中，所述外壳组件包括外壳主体和锁紧圈，所述成像组件容纳于所述外壳主体内，所述锁紧圈的后端部为台阶形，所述锁紧圈的后端部与所述外壳主体的前端部螺纹配合，所述锁紧圈的后端部的台阶面与所述外壳主体的前端面之间设置有第一密封圈，所述锁紧圈的内壁与所述支撑座的外周面之间设置有第二密封圈。
20.在其中一个实施例中，所述的偏振光内窥镜摄像头还包括与所述电路板组件连接的线缆，所述外壳主体的尾端部设置有供线缆穿过的过孔，所述外壳组件还包括压紧圈和止动圈，所述压紧圈外套于所述线缆，且所述压紧圈的前端部位于所述外壳主体的尾端部内，所述外壳主体的尾端部的内壁和所述压紧圈的后端部的外周面上分别设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间设置有第三密封圈，所述止动圈外套于所述压紧圈的前端部，且与所述压紧圈的前端部螺纹配合，所述压紧圈的后端部设置有向内凸出的第三凸台，所述第三凸台与所述压紧圈的后端面之间设置有第四密封圈。
21.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
22.图1为本实用新型实施例中的偏振光内窥镜摄像头的剖视图；
23.图2为图1中所示偏振光内窥镜摄像头的成像组件的轴测图；
24.图3为图2中所示成像组件的分解结构示意图；
25.图4为图2中所示成像组件的剖视图；
26.图5为图2中所示成像组件的分光棱镜的轴测图；
27.图6为图2中所示成像组件的支撑座的一个方向的立体图；
28.图7为图2中所示成像组件的支撑座的另一个方向的立体图；
29.图8为图2中所示成像组件的支撑座的剖视图；
30.图9和图10分别为图1中a、b处的局部放大示意图。
31.附图标记说明：
32.100、外壳组件；110、外壳主体；111、第一凸台；120、锁紧圈；130、第一密封圈；140、第二密封圈；150、压紧圈；151、第二凸台；160、止动圈； 161、第三凸台；170、第三密封圈；180、第四密封圈；200、成像组件；210、分光棱镜；211、第一出光面；212、第二出光面；213、入光面；220、支撑座； 221、主体部；222、第一限位台阶；223、入光孔；224、滤光片安装槽；225、棱镜安装槽；226、第一固定块；226a、第一安装孔；227、第二固定块；227a、第二安装孔；228、筒体部；229、第二限位台阶；230、电路板支撑架；231、第一支撑架；231a、第一定位窗口；231b、第一螺孔；232、第二支撑架；232a、第二定位窗口；232b、第二螺孔；233、连接部；233a、第三螺孔；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；244a、第一通孔；245、第三电路板；245a、第二通孔；246、第三电路板；246a、第三通孔；247、rgb图像传感器；250、滤光片；261、螺钉；262、螺钉；264、第一螺柱；265、第二螺柱；300、线缆；400、屏蔽罩。
具体实施方式
33.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。
34.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技术请求保护的范围。
35.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。
36.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，本实施例中的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。
37.如图2-4所示，成像组件200包括分光棱镜210、支撑座220以及电路板组件240，其中，支撑座220主要起到固定分光棱镜210和电路板组件240的作用，支撑座220上设置有入光孔223。分光棱镜210安装在主体部221上，用于将从所述入光孔223输入的一路光束分为偏振光束和rgb光束。电路板组件240固定安装在所述支撑座220上，所述电路板组件240包括偏振光图像传感器模块和rgb图像传感器247模块，所述偏振光图像传感器模块用于接收所述偏振光束的偏振光信号，并将偏振光信号转换成电信号，所述rgb图像传感器247模块接收所述偏振光束的rgb光信号，并将rgb光信号转换成电信号。
38.本实用新型提供的偏振光内窥镜成像组件200，分光棱镜210将从入光孔 223进入的光束分为两路光束，其中一路光束输出至rgb图像传感器模块，rgb 图像传感器模块将rgb光信号转换为电信号后传输至后端摄像主机；另一路光束输出至偏振光图像传感器模块，偏振光图像传感器模块将偏振光信号转换为电信号后传输至后端摄像主机；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，实现偏振光成像，解决了内窥镜装置输出图像不清晰的问题。
39.作为示例的支撑座220包括一沿轴向延伸的主体部221，主体部221的中心设置有一沿轴向贯穿的入光孔223，所述分光棱镜210安装在所述入光孔223的后侧，分光棱镜210的入光面213面对入光孔223的后端孔口，所述偏振光图像传感器模块安装在所述分光棱镜210的射出所述偏振光束的第一出光面211 的一侧，所述rgb图像传感器模块安装在所述分光棱镜210的射出所述rgb光束的第二出光面212的一侧。支撑座220采用此种结构，使得分光棱镜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。优选地，所述主体部221的后端面上与所述分光棱镜210配合的棱镜安装槽225，所述分光棱镜210的前端卡入所述棱镜安装槽225内。通过棱镜安装槽225对分光棱镜 210定位，分光棱镜210与主体部221采用粘接或其他固定方式连接。
40.如图5所示，作为示例的分光棱镜210为前端宽、后端窄的梯形台，分光棱镜210的前端面为入光面213，分光棱镜210位于棱镜安装槽225内，本实施例中，入光面213和棱镜安装槽225的底面均为矩形。分光棱镜210的下侧面和上侧面分别为第一出光面211和第二出光面212。
41.在一个实施例中，成像组件200还包括电路板支撑架230，所述电路板支撑架230包
括分别位于所述第一出光面211和第二出光面212一侧的第一支撑架 231和第二支撑架232，所述偏振光图像传感器模块和所述rgb图像传感器模块分别安装在所述第一支撑架231和所述第二支撑架232上。通过将偏振光图像传感器模块和rgb图像传感器模块分别安装在电路板支撑架230上，再将电路板支撑架230安装在支撑座220上，方便装配。作为示例，所述偏振光图像传感器模块包括第一电路板242和固定在第一电路板242上的偏振光图像传感器 241，所述第一支撑架231设置有与所述偏振光图像传感器241配合的第一定位窗口231a，所述偏振光图像传感器241卡入所述第一定位窗口231a内；所述 rgb图像传感器模块包括rgb图像传感器247和第二电路板243，所述第二支撑架232上设置有与所述rgb图像传感器247配合的第二定位窗口232a，所述rgb 图像传感器247容卡入所述第二定位窗口232a内。通过第一定位窗口231a对偏振光图像传感器241定位，通过第二定位窗口232a对rgb图像传感器247定位，通过这样的定位方式，使得定位精度更准确，装配难度更低。第一电路板 242与第一支撑架231之间以及第二电路板243与第二支撑架232之间可以通过粘接或者螺钉连接。
42.如图3所示，所述电路板支撑架230还包括连接在所述第一支撑架231的一端部与所述第二支撑架232的一端部之间的连接部233，所述第一支撑架231 的另一端部和所述第二支撑架232的另一端部固定在所述支撑座220的后端面上。
43.作为示例，如图3、4、7、8所示，所述支撑座220的后端面上设置有沿纵向布置的第一限位台阶222和第二限位台阶229和沿横向布置的第一固定块226 和第二固定块227，所述第一支撑架231的另一端部和所述第二支撑架232的另一端部通过所述第一限位台阶222和所述第二限位台阶229进行限位，并分别与所述第一固定块226和所述第二固定块227连接。作为示例，所述第一支撑架231的另一端部的两侧均设置有第一螺孔231b，所述第二支撑架232的另一端部的两侧均设置有第二螺孔232b。第一固定块226为两个，两个第一固定块226上设置有第一安装孔226a，螺钉261穿过两个第一固定块226的第一安装孔226a旋入所述第一支撑架231和所述第二支撑架232的另一端部一侧的第一螺孔231b和第二螺孔232b内；第二固定块227为两个，两个二固定块上设置有第二安装孔227a，螺钉穿过两个第二固定块227的第二安装孔227a旋入所述第一支撑架231和所述第二支撑架232的另一端部另一侧的第一螺孔231b和第二螺孔232b内。
44.在一个实施例中，所述电路板组件240还包括至少一个第三电路板，至少一个第三电路板安装在所述电路板支撑架230的所述连接部233上。具体地，本实施例中具有三个第三电路板244、245、246，电路板支撑架230的连接部 233上设置有第三螺孔233a，第三电路板244上设置有与所述第三螺孔233a对应的第一通孔244a，第一螺柱264的第一端穿过第三电路板244上的第一通孔 244a后旋入所述第三螺孔233a内以将第三电路板244固定在电路板支撑架230 的连接部233上，第一螺柱264的第二端设置有螺孔，第二螺柱265的第二端穿过第三电路板245的第二通孔245a旋入所述第一螺柱264的第二端的螺孔内以将第三电路板245与第三电路板244连接，所述第二螺柱265的第二端设置有螺孔，螺钉262穿过第三电路板246的第三通孔246a旋入第二螺柱265的第二端的螺孔内以将第三电路板246与第三电路板245连接。
45.在一个实施例中，所述支撑座220还包括自所述支撑座220的后端面沿轴向向后延伸的筒体部228，所述分光棱镜210、所述偏振光图像传感器模块和所述rgb图像传感器模块
容纳于所述筒体部228内。筒体部228起到保护分光棱镜210、所述偏振光图像传感器模块和所述rgb图像传感器模块的作用。优选地，所述筒体部228的外周面的横截面为半圆形。半圆形的筒体部228与屏蔽罩400 的内壁配合，对屏蔽罩400定位，定位更精准，更容易装配。
46.在一个实施例中，成像组件200还包括滤光片250，所述滤光片250设置在所述入光孔223的前侧，滤光片250用于接收入射光束并选通预定波长范围内的白光通过。优选地，在主体部221的前端面上设置有滤光片安装槽224(见图 6)，滤光片安装在滤光片安装槽224内，通过滤光片安装槽224对滤光片定位。
47.如图1、9所示，所述外壳组件100包括外壳主体110、锁紧圈120、第一密封圈130和第二密封圈140，所述成像组件200容纳于所述外壳主体110内，所述锁紧圈120的后端部为台阶形，所述锁紧圈120的后端部与所述外壳主体 110的前端部螺纹配合，所述锁紧圈120的后端部的台阶面与所述外壳主体110 的前端面之间设置有第一密封圈130，所述锁紧圈120的内壁与所述支撑座220 的外周面之间设置有第二密封圈140。摄像头前端采用第一密封圈130端面密封及第二密封圈140径向密封，使得密封效果明显。
48.如图1、10所示，所述外壳主体110的尾端部设置有供线缆300穿过的过孔，所述外壳组件100还包括压紧圈150和止动圈160，所述压紧圈150外套于所述线缆300，且所述压紧圈150的前端部位于所述外壳主体110的尾端部内，所述外壳主体110的尾端部的内壁和所述压紧圈150的后端部分别设置有第一凸台111和第二凸台151，所述第一凸台111与所述第二凸台151之间设置有第三密封圈170，所述止动圈160外套于所述压紧圈150的前端部，且与所述压紧圈150的前端部螺纹配合，所述止动圈160的后端部设置有向内凸出的第三凸台161，所述第三凸台161与所述压紧圈150的后端面之间设置有第四密封圈 180。外壳主体110的尾端部与线缆300之间采用此种密封结构，旋转止动圈160，止动圈160和压紧圈150相对移动，挤压第三密封圈170和第四密封圈180，第三密封圈170和第四密封圈180变形，使压紧圈150与压紧圈150以及止动圈 160与线缆300之间可靠密封，从而对尾部进行密封。
49.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。