高反射抑制装置及内窥镜的制作方法

1.本实用新型涉及一种高反射抑制装置及内窥镜，属于光学成像领域。

背景技术：

2.内窥镜是一种常见的检测设备，包括软式电子内窥镜和硬式内窥镜，软式电子内窥镜相比于硬式内窥镜其插入部可以自由弯曲，所以不能使用固定的透镜组为照明提供光路结构，其照明一般选用光纤导光或在电子内窥镜插入部前端布置led进行照明。
3.内窥镜手术中经常会由于物体发生镜面反射进入摄像模组而在成像中出现亮斑影响图像效果。一方面，使用的手术器械有时是金属或其它有平滑表面，会反射入射光；一方面，组织表面体液以及也体内的气泡都会强烈反射光线，影响成像效果。因此对物体发生的高反射光线需要进行抑制，减少对成像的影响。
4.有鉴于此，确有必要提供一种高反射抑制装置及内窥镜，以解决上述问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高反射抑制装置及内窥镜，以实现在软式内窥镜中的偏振光的传输及抑制用于成像的光线中的高反射光线，提高成像清晰度。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种高反射抑制装置，用于内窥镜中，包括壳体，所述壳体内设置有上下设置且光路方向相反的照明光路和成像光路，所述照明光路上沿光路方向依次设有第一偏振组件、保偏光纤及透镜，所述照明光路为光线由所述第一偏振组件经过所述保偏光纤到所述透镜的光路，所述成像光路上设有第二偏振组件，所述第一偏振组件的偏振方向与所述保偏光纤的快轴方向一致，所述第二偏振组件的偏振方向与所述第一偏振组件的偏振方向垂直，配置为过滤由待观察物反射的与所述第一偏振组件的偏振方向相同的光线。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述照明光路中光线经所述第一偏振组件产生偏振，偏振后的光线通过所述保偏光纤传输到所述透镜，从所述透镜沿出射光路向待反射物射出，经待观察物反射后沿反射光路射入到所述成像光路上的所述第二偏振组件。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述保偏光纤为熊猫或领结或椭圆包层或椭圆芯结构的光纤，所述保偏光纤设置在所述第一偏振组件和所述透镜之间，配置为将被所述第一偏振组件偏振的光线传输到所述透镜后沿所述入射光路射出。
9.作为本实用新型的进一步改进，光线沿入射光路射入所述照明光路中的所述第一偏振组件，所述入射光路中的光线为自然光光线。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述第一偏振组件为线偏振片，配置为将沿所述入射光路射入所述第一偏振组件的光线产生偏振。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述照明光路中光线沿入射光路射入所述第一偏振组件，所述入射光路中的光线为线偏振光或圆偏振光或椭圆偏振光。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述第一偏振组件为二分之一波片或四分之一波
片，配置为将沿所述入射光路射入所述第一偏振组件的光线的偏振方向偏振为与所述保偏光纤的快轴或慢轴的方向一致。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述成像光路上还设有传感器，所述传感器设置在所述第二偏振组件背离所述待观察物的一侧，配置为将经所述第二偏振组件后的所述反射光路的光图像信号转换为电信号。
14.本实用新型还提供了一种内窥镜，包括光源组件、图像处理装置及上述任一高反射抑制装置，所述光源组件沿入射光路向所述照明光路射入光线，所述照明光路沿出射光路向待检测物射出光线，所述成像光路沿反射光路接收待检测物反射的光线并沿通过高反射抑制装置中的电子线束传输给所述图像处理装置。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述光源组件为荧光激发光源，沿所述入射光路向所述照明光路射入的光线为自然光光线。
16.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的高反射抑制装置通过在照明光路上设第一偏振组件、保偏光纤，第一偏振组件的偏振方向与保偏光纤的快轴方向一致，实现了在软式内窥镜中的偏振光的传输；通过成像光路中设置第二偏振组件，第二偏振组件的偏振方向与第一偏振组件的偏振方向垂直，配置为过滤由待观察物反射的与第一偏振组件的偏振方向相同的光线，抑制了用于成像的光线中的高反射光线，提高了成像清晰度。
附图说明
17.图1是本实用新型优选实施例的高反射抑制装置的爆炸图。
18.图2是本实用新型优选实施例的高反射抑制装置的剖视图。
19.图3是图1中壳体内的光路示意图。
20.图4是本实用新型优选实施例的内窥镜的剖视图。
21.图5是光源组件为普通照明光源或偏振照明光源时内窥镜的光路示意图。
22.图6是光源组件为荧光激发光源时内窥镜的光路示意图。
23.图7是本技术中光源组件设置在高反射抑制装置内的内窥镜的光路示意图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
25.在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
26.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
27.请参阅图1～图3所示，本实用新型提供了一种高反射抑制装置100，应用于内窥镜200上，包括壳体1，壳体1内设置有上下设置且光路方向相反的照明光路11和成像光路12。
高反射抑制装置100用于通过照明光路11向待观察物传递来自光源组件201的照明光线，对照明光线偏振后射向待观察物300将其照亮的同时，抑制待观察物300镜面反射的高反射光线，减小经成像光路12接收到的反射光线中的杂散光和干扰光，以提高成像时的清晰度。
28.需要注意的是，本技术中的高反射抑制装置100可进行弯曲，壳体1为可弯曲壳体，根据需要可以进行弯曲，从而将高反射抑制装置100弯曲伸入人体内部或物体内部。壳体1并非始终位于同一直线上，即照明光路11和成像光路12的方向相反是相对的，仅在垂直于光路的横截面上两者保持反向。
29.照明光路11中沿光线射入到射出的方向即沿光路方向依次设有第一偏振组件111、保偏光纤112及透镜113，照明光路11为光线由第一偏振组件111经过保偏光纤112到透镜113的光路。照明光路11用于向待检测物300射出光线，照亮待待检测物300。照明光路11的光线射出端靠近待观察物300设置，即透镜113靠近待观察物300设置。
30.在本技术中，待观察物300接受来自照明光路11的光线被照亮，将来自照明光路11的射出的光线所在光路称为出射光路13，而待观察物300接受到光线被照亮后会产生反射，反射的光线会被射入成像光路12，将待观察物300反射到成像光路12的光线所在光路称为反射光路14。
31.在本技术中，照明光路11接收来自光源组件201射入的照明光线，将从光源组件201射入照明光路11的照明光线所在的光路称为入射光路15。在本技术的一种实施例中，入射光路15和照明光路11位于同一直线，此时的第一偏振组件111垂直于入射光路15和照明光路11所在直线，充分接受光线并对光线进行偏振，而在本技术的另一种实施例中，入射光路15和照明光路11不位于同一直线，此时的第一偏振组件111垂直于照明光路11所在直线，不充分的接受来自倾斜于照明光路11所在直线的入射光路15，但此时的入射光路15始终位于第一偏振组件111背离待观察物300的一侧，保证第一偏振组件111能够接受到来自入射光路15的光线。
32.在本技术的一个实施例中，透镜113设置在照明光路11的出射端，即壳体1靠近待观察物300的一端的端部，而第一偏振组件111设置在照明光路11的入射端，也即壳体1背离待观察物300的另一端的端部，靠近光源组件201设置。保偏光纤112设置在第一偏振组件111和透镜113之间，保偏光纤112的长度对应第一偏振组件111和透镜113的间距设置。
33.照明光路11通过第一偏振组件111使沿入射光路15射入的照明光线产生偏振，并通过保偏光纤112将偏振后的照明光线传输到透镜113后沿出射光路13射向待观察物300。
34.第一偏振组件111用于使沿入射光路15射入的照明光线产生偏振。
35.在本技术的一种实施例中，光源组件201沿入射光路15射入照明光路11中的第一偏振组件111上的照明光线为自然光光线，此时第一偏振组件111为线偏振片，配置为使沿入射光路15射入照明光路11中的第一偏振组件111上的自然光光线产生偏振从而输入保偏光纤112中，且产生偏振的照明光线的偏振方向与保偏光纤112的快轴方向一致。
36.在本技术的另一种实施例中，光源组件201沿入射光路15射入照明光路11中的第一偏振组件111上的照明光线为线偏振光或圆偏振光或椭圆偏振光，此时第一偏振组件111为二分之一波片或四分之一波片，配置为将沿入射光路15射入照明光路11中的第一偏振组件111上的的照明光线的偏振方向偏振为与保偏光纤112的快轴或慢轴的方向一致。
37.保偏光纤112为熊猫或领结或椭圆包层或椭圆芯结构的光纤，保偏光纤112设置在
第一偏振组件111和透镜113之间，用于传输偏振光线，配置为将被第一偏振组件111偏振的照明光线传输到透镜113。使用保偏光纤112能够保证光线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。在内窥镜200的实际应用中，常常需要经过弯折伸入某些区域后才可探测到待检测物300，因此在第一偏振组件111和透镜113之间需要一定的长度便于延伸，保偏光纤112的设置正是为了延伸和弯曲内窥镜200时传递偏振光。
38.透镜113用于将保偏光纤112传输的偏振后的照明光线沿出射光路13射出，透镜113的设置使得出射光路13与照明光路11之间产生角度，在本技术的一种常规情况下，照明光路11中照明光线沿水平方向照射到透镜113上，而后经透镜113折射，沿出射光路13倾斜照射到待观察物300上，从而使待观察物300能够反射出反射光线照射到成像光路12中。
39.成像光路12中沿光线射入到射出的方向即沿光路方向依次设有第二偏振组件121、传感器122，成像光路12于接收来自待检测物300的反射光线从而成像。
40.成像光路12通过第二偏振组件121对反射光线进行过滤，去除其中的与第一偏振组件111的偏振方向相同的光线后传给传感器122，通过传感器122从而将反射光线中的光图像信号转换为电信号。
41.在本技术的实施例中，成像光路12与照明光路11上下设置在壳体1中，成像光路12设置在照明光路11的上方，第二偏振组件121设置在成像光路12的入射端，也即壳体1靠近待观察物300的一端的端部，第二偏振组件121的偏振方向与第一偏振组件111的偏振方向垂直。在常规通过内窥镜200进行检测的过程中，一方面，使用的手术器械有时是金属或其它有平滑表面，会反射入射光；一方面，组织表面体液以及也体内的气泡都会强烈反射光线。如组织表面黏膜反射，气泡反射，手术器具反射均为镜面反射，也即是本技术所谓的高反射，这些发生镜面反射的光线对于成像图像而言都是干扰光线，会产生亮斑降低图像效果，需要进行抑制。而通过设置偏振方向垂直的第一偏振组件111和第二偏振组件121意味着第二偏振组件121不会接受与第一偏振组件111偏振后偏振方向相同的光线，即过滤由待观察物300反射的与第一偏振组件111的偏振方向相同的光线。能够通过第二偏振组件121被传感器122接受用于成像的光线仅有照射到待观察物300后发生漫反射的光线，漫反射的光线中与第一偏振组件111的偏振方向不同的光线通过第二偏振组件121被传感器122接受，能够形成较好的图像。
42.传感器122设置在第二偏振组件121背离待观察物300的一端，用于接受偏振光并将光信号转换为图像数字电信号。传感器122为cmos(complementary metal oxide semiconductor)或ccd(charge coupled device)电子图像传感器。
43.成像光路12中还设有电子线束123，电子线束123的一端与传感器122相连，并沿成像光路12的光路方向延伸，直至与壳体1外的图像处理装置202连接。电子线束123用于将传感器122转换的图像数字电信号传递给图像处理装置202。
44.请参阅图4所示，本技术还揭示了一种内窥镜200，包括光源组件201、图像处理装置202及高反射抑制装置100，内窥镜200用于检测待观察物300并成像。光源组件201发出的光线经高反射抑制装置100射向待观察物300，并通过高反射抑制装置100接受偏振光后传输给图像处理装置202从而偏振成像，在此过程中，通过高反射抑制装置100抑制待观察物300反射的高反射光，即过滤待观察物300镜面反射的与照明光路11偏振角度相同的光线。
45.图像处理装置202设置在壳体1外，且位于壳体1背离待观察物300的一端的旁侧，
用于处理传感器122转换的图像数字电信号，将其转化为图像。
46.请参阅图5所示，在本技术的一种实施例中，光源组件201为普通照明光源，设置在高反射抑制装置100远离待观察物300的一端的外侧，发出的光线为自然光光线，沿入射光路15向照明光路11射入，第一偏振组件111为线偏振片，自然光光线在照明光路11中被第一偏振组件111偏振，转变为偏振光后沿出射光路13向待检测物300射出，此时待检测物300发生镜面反射的光线也是偏振光，与照明光路11中光线偏振方向相同，这些偏振光沿反射光路14反射到成像光路12中，被第二偏振组件121过滤，无法通过第二偏振组件121。而待检测物300发生漫反射的光线中，与照明光路11中光线偏振方向垂直的偏振光能够沿反射光路14通过第二偏振组件121，被传感器122接收，最后传递到图像处理装置202从而产生清晰的图像。
47.在本技术的一种实施例中，光源组件201为偏振照明光源，设置在高反射抑制装置100远离待观察物300的一端的外侧，发出的光线为偏振光，沿入射光路15向照明光路11射入，第一偏振组件111为二分之一波片或四分之一波片，光源组件201发出的偏振光在照明光路11中被第一偏振组件111偏振，将偏振角度调整为与保偏光纤112的快轴一致后从透镜113沿出射光路13向待检测物300射出，此时待检测物300发生镜面反射的光线也是偏振光，与照明光路11中光线偏振方向相同，这些偏振光沿反射光路14反射到成像光路12中，被第二偏振组件121过滤，无法通过第二偏振组件121。而待检测物300发生漫反射的光线中，与照明光路11中光线偏振方向垂直的偏振光能够沿反射光路14通过第二偏振组件121，被传感器122接收，最后传递到图像处理装置202从而产生清晰的图像。
48.请参阅图6所示，在本技术的一种实施例中，光源组件201为荧光激发光源，设置在高反射抑制装置100远离待观察物300的一端外，发出的光线沿入射光路15向照明光路11射入，被第一偏振组件111偏振后沿出射光路13向待检测物300射出，此时待检测物300发生镜面反射的光线也是偏振光，与照明光路11中光线偏振方向相同，这些偏振光沿反射光路14反射到成像光路12中，被第二偏振组件121过滤，无法通过第二偏振组件121。而待检测物300接受荧光激发光源的光线照射后发出荧光，这些荧光为非偏振光，沿荧光反射光路16照射到成像光路12的第二偏振组件121上，通过第二偏振组件121，被传感器122接收，最后传递到图像处理装置202从而产生清晰的图像。
49.请参阅图7所示，进一步的，在上述实施例中，光源组件201均设置在高反射抑制装置100外，通过高反射抑制装置100中的保偏光纤112进行导光，而在本技术的一种实施例中，光源组件201设置在高反射抑制装置100的照明光路11中，此时照明光路11中仅设有第一偏振组件111和光源组件201，取消了保偏光纤112的设置，从而实现了尖端照明。第一偏振组件111靠近待观察物300设置，光源组件201设置在第一偏振组件111背离待观察物300的一端。光源组件201为led照明设备，第一偏振组件111为线偏振片，发出的光经第一偏振组件111偏振后沿出射光路13射到待观察物300上。此时内窥镜200还包括led线束203、led驱动电路板204，led线束203设置在照明光路11内，一端与光源组件201连接，另一端与设置在高反射抑制装置100外的led驱动电路板204连接，通过led驱动电路板204经led线束203传递信号控制光源组件201。
50.综上所述，本实用新型在高反射抑制装置100中通过在照明光路11上设第一偏振组件111、保偏光纤112，第一偏振组件111的偏振方向与保偏光纤112的快轴方向一致，实现
了在软式内窥镜中的偏振光的传输。通过成像光路12中设置第二偏振组件121，第二偏振组件121的偏振方向与第一偏振组件111的偏振方向垂直，配置为过滤由待观察物300反射的与第一偏振组件111的偏振方向相同的光线，抑制了用于成像的光线中的高反射光线，提高了成像清晰度。
51.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种高反射抑制装置，用于内窥镜中，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设置有上下设置且光路方向相反的照明光路和成像光路，所述照明光路上沿光路方向依次设有第一偏振组件、保偏光纤及透镜，所述照明光路为光线由所述第一偏振组件经过所述保偏光纤到所述透镜的光路，所述成像光路上设有第二偏振组件，所述第一偏振组件的偏振方向与所述保偏光纤的快轴方向一致，所述第二偏振组件的偏振方向与所述第一偏振组件的偏振方向垂直，配置为过滤由待观察物反射的与所述第一偏振组件的偏振方向相同的光线。2.根据权利要求1所述的高反射抑制装置，其特征在于：所述照明光路中光线经所述第一偏振组件产生偏振，偏振后的光线通过所述保偏光纤传输到所述透镜，从所述透镜沿出射光路向待反射物射出，经待观察物反射后沿反射光路射入到所述成像光路上的所述第二偏振组件。3.根据权利要求1所述的高反射抑制装置，其特征在于：所述保偏光纤为熊猫或领结或椭圆包层或椭圆芯结构的光纤，所述保偏光纤设置在所述第一偏振组件和所述透镜之间，配置为将被所述第一偏振组件偏振的光线传输到所述透镜。4.根据权利要求1所述的高反射抑制装置，其特征在于：光线沿入射光路射入所述照明光路中的所述第一偏振组件，所述入射光路中的光线为自然光光线。5.根据权利要求4所述的高反射抑制装置，其特征在于：所述第一偏振组件为线偏振片，配置为将沿所述入射光路射入所述第一偏振组件的光线产生偏振。6.根据权利要求1所述的高反射抑制装置，其特征在于：光线沿入射光路射入所述照明光路中的所述第一偏振组件，所述入射光路中的光线为线偏振光或圆偏振光或椭圆偏振光。7.根据权利要求6所述的高反射抑制装置，其特征在于：所述第一偏振组件为二分之一波片或四分之一波片，配置为将沿所述入射光路射入所述第一偏振组件的光线的偏振方向偏振为与所述保偏光纤的快轴或慢轴的方向一致。8.根据权利要求2所述的高反射抑制装置，其特征在于：所述成像光路上还设有传感器，所述传感器设置在所述第二偏振组件背离所述待观察物的一侧，配置为将经所述第二偏振组件后的所述反射光路的光图像信号转换为电信号。9.一种内窥镜，其特征在于：包括光源组件、图像处理装置及如权利要求1～8任一所述的高反射抑制装置，所述光源组件沿入射光路向所述照明光路射入光线，经所述照明光路后沿出射光路向待检测物射出光线，所述成像光路沿反射光路接收待检测物反射的光线并沿通过高反射抑制装置中的电子线束传输给所述图像处理装置。10.根据权利要求9所述的内窥镜，其特征在于：所述光源组件为荧光激发光源，沿所述入射光路向所述照明光路射入的光线为自然光光线。

技术总结

本实用新型提供了一种高反射抑制装置及内窥镜，高反射抑制装置应用于内窥镜中，包括壳体，所述壳体内设置有上下设置且光路方向相反的照明光路和成像光路，所述照明光路上沿光路方向依次设有第一偏振组件、保偏光纤及透镜，所述照明光路为光线由所述第一偏振组件经过所述保偏光纤到所述透镜的光路，所述成像光路上设有第二偏振组件，所述第一偏振组件的偏振方向与所述保偏光纤的快轴方向一致，所述第二偏振组件的偏振方向与所述第一偏振组件的偏振方向垂直，配置为过滤由待观察物反射的与所述第一偏振组件的偏振方向相同的光线。本实用新型的高反射抑制装置解决了现有高反射抑制装置无法在软式电子内窥镜的成像过程中抑制高反射光线的问题。制高反射光线的问题。制高反射光线的问题。