一种高光谱内窥成像系统技术方案

本实用新型专利技术适用于光学成像技术领域，提供了一种高光谱内窥成像系统，包括高光谱成像仪、内窥镜头和传像光纤束，内窥镜头包括光源和透镜组，透镜组用于对视场范围内的物体进行成像，高光谱成像仪包括成像相机和光学滤波器，成像相机用于对传像光纤束中传递的图像信息进行面阵成像，光学滤波器设置于光源的光路上。通过以面阵成像的方式直接获取二维图像的高光谱信息，使得整体设备更加简洁，体积重量小，提高了高光谱内窥成像系统的便携性，避免因光路复杂导致的加工过程复杂、实际使用中可靠性差等问题，由于不需要将扫描形成的线光信息转化为面光信息的过程，还具备控制程序简单、成像效率高且帧数更高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高光谱内窥成像系统
本技术涉及光学成像
，特别涉及一种高光谱内窥成像系统。
技术介绍
现代医学中常常会用到内窥成像系统，用于对人体内部的重要器官与组织进行在体观察，通过人体内部黏膜或者组织器官的彩色图像信息，医生能够对患者进行疾病的初步诊断。随着医学科技的发展，研究人员发现高光谱数据可提供物质分子级别的光谱特征，这些分子级别的光谱特征包含了大量的细胞信息，在利用内窥镜观察人体内部组织的同时，对这些彩色照片的高光谱特征进行观察，有助于对患者的身体状况给出准确的医学诊断结果。传统的高光谱内窥成像系统需要设置振镜、光栅以及一些列复杂的透镜、面镜等进行扫描成像，设备复杂，导致体积重量大，且复杂的光学结构容易在加工制造或者使用的过程中产生偏差或者损坏，影响最终的成像质量。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高光谱成像系统，旨在解决传统的高光谱内窥成像系统复杂，导致体积与重量过大且成像质量难以保证的技术问题。本技术是这样实现的，包括高光谱成像仪、内窥镜头和传像光纤束，所述内窥镜头包括光源和设于所述光源的光路上的透镜组，所述透镜组用于对视场范围内的物体进行成像，所述传像光纤束用于将所述透镜组成像后的图像信息传递至所述高光谱成像仪，所述高光谱成像仪包括成像相机和光学滤波器，所述成像相机用于对所述传像光纤束中传递的图像信息进行面阵成像，所述光学滤波器设置于所述光源的光路上，用于调节所述成像相机接收的光线的波长。在本技术的一个实施例中，所述光学滤波器采用液晶可调谐滤波器，所述液晶可调谐滤波器包括多个级联设置的利奥滤光器，每个所述利奥滤光器包括两个偏振片，以及设置于所述两个偏振片之间的石英片和可调谐的液晶延迟片，两个所述偏振片、所述石英片和所述液晶延迟片平行。在本技术的一个实施例中，所述内窥镜头还包括导光光纤和耦合镜，所述耦合镜用于将所述光源发出的光耦合进入所述导光光纤，所述导光光纤沿和所述传像光纤束并列设置，用于将所述光源发出的光传递至所述透镜组的视场范围内。在本技术的一个实施例中，所述高光谱成像仪还包括成像透镜，所述液晶可调谐滤波器设置于所述成像透镜和所述成像相机之间、所述传像光纤束和所述成像透镜之间，或者所述光源和所述耦合镜之间。在本技术的一个实施例中，所述耦合镜采用反射式耦合镜、透镜式耦合镜或者耦合镜组。在本技术的一个实施例中，所述光源采用卤素灯、LED光源、激光光源或者其组合。在本技术的一个实施例中，所述光源、所述耦合镜和所述液晶可调谐滤波器共同作用以调谐所述成像相机接收到成像的光谱频率。在本技术的一个实施例中，所述成像相机采用CCD相机、CMOS相机或者INGAAS焦平面阵列相机。在本技术的一个实施例中，所述透镜组包括同光轴设置且沿所述光轴从物方空间方向至所述传像光纤束的方向依次排列的物方透镜、第一会聚镜、第一凹透镜和第二会聚镜，所述物方透镜、第一会聚镜、第二会聚镜的焦距均为正值，所述第一凹透镜为双凹透镜，且所述第一凹透镜的折射率高于所述透镜组中的其他透镜，所述第一凹透镜的阿贝数低于所述透镜组中的其他透镜。在本技术的一个实施例中，所述透镜组包括同光轴设置且沿所述光轴从物方空间方向至所述传像光纤束的方向依次排列的物方透镜、第一消色差透镜组和第二消色差透镜组，所述第一消色差透镜组包括第一凹透镜和第一凸透镜，所述第二消色差透镜组包括第二凹透镜和第二凸透镜，所述第一凹透镜和所述第二凹透镜的折射率大于所述透镜组中的其他透镜，所述第一凹透镜和所述第二凹透镜的阿贝数低于所述透镜组中的其他透镜。实施本技术的一种高光谱内窥成像系统，至少具有以下有益效果：本技术提供的高光谱内窥成像系统，通过连续谱光源产生连续光谱对人体内部组织进行照明，经透镜组成像后的图像信息被传递至光纤的一端，图像信息被光纤另一端的高光谱成像仪接收，高光谱成像仪以面阵成像的方式进行成像，可以直接获取二维图像的高光谱信息，相较于传统的扫描式高光谱内窥成像系统，整体设备更加简洁，体积重量小，提高了高光谱内窥成像系统的便携性；不需要通过复杂的光学设备扫描成像，避免因光路复杂导致的加工过程复杂、实际使用中可靠性差等问题；此外由于不需要将扫描形成的线光信息转化为面光信息的过程，本技术提供的高光谱内窥成像系统还具备控制程序简单、成像效率高且帧数更高等优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的高光谱内窥成像系统的示意图；图2是本技术的实施例一提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的示意图；图3是本技术的实施例一提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的调制传递曲线图；图4是本技术的实施例一提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的均方根直径曲线图；图5是本技术的实施例二提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的示意图；图6是本技术的实施例二提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的调制传递曲线图；图7是本技术的实施例二提供的高光谱内窥成像系统的透镜组的均方根直径曲线图；图8是本技术实施例提供的液晶可调谐滤波器滤波器的原理示意图；图9是本技术实施例提供的液晶可调谐滤波器滤波器在一定工作电压下对各个波长的透过率的变化曲线图；图10是本技术实施例提供的高光谱内窥成像系统的第二种布局方式的示意图；图11是本技术实施例提供的高光谱内窥成像系统的第三种布局方式的示意图；图12是本技术实施例提供的高光谱内窥成像系统的第四种布局方式的示意图。上述附图所涉及的标号明细如下：1-高光谱成像仪；11-成像相机；12-液晶可调谐滤波器；121-偏振片；122-液晶延迟片；2-内窥镜头；201-光源；202-导光光纤；203-耦合镜；21-透镜组；211-物方透镜；212-第一凹透镜；213-像方透镜；221-第二透镜；222-第三透镜；223-第五透镜；224-第六透镜；231-第一凸透镜；232-第二凹透镜；233-第二凸透镜；3-传像光纤束。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光谱内窥成像系统，其特征在于，包括高光谱成像仪、内窥镜头和传像光纤束，所述内窥镜头包括光源和设于所述光源的光路上的透镜组，所述透镜组用于对视场范围内的物体进行成像，所述传像光纤束用于将所述透镜组成像后的图像信息传递至所述高光谱成像仪，所述高光谱成像仪包括成像相机和光学滤波器，所述成像相机用于对所述传像光纤束中传递的图像信息进行面阵成像，所述光学滤波器设置于所述光源的光路上，用于调节所述成像相机接收的光线的波长。/n

【技术特征摘要】
1.一种高光谱内窥成像系统，其特征在于，包括高光谱成像仪、内窥镜头和传像光纤束，所述内窥镜头包括光源和设于所述光源的光路上的透镜组，所述透镜组用于对视场范围内的物体进行成像，所述传像光纤束用于将所述透镜组成像后的图像信息传递至所述高光谱成像仪，所述高光谱成像仪包括成像相机和光学滤波器，所述成像相机用于对所述传像光纤束中传递的图像信息进行面阵成像，所述光学滤波器设置于所述光源的光路上，用于调节所述成像相机接收的光线的波长。


2.如权利要求1所述的高光谱内窥成像系统，其特征在于，所述光学滤波器采用液晶可调谐滤波器，所述液晶可调谐滤波器包括多个级联设置的利奥滤光器，每个所述利奥滤光器包括两个偏振片，以及设置于所述两个偏振片之间的石英片和可调谐的液晶延迟片，两个所述偏振片、所述石英片和所述液晶延迟片平行。


3.如权利要求2所述的高光谱内窥成像系统，其特征在于，所述内窥镜头还包括导光光纤和耦合镜，所述耦合镜用于将所述光源发出的光耦合进入所述导光光纤，所述导光光纤沿和所述传像光纤束并列设置，用于将所述光源发出的光传递至所述透镜组的视场范围内。


4.如权利要求3所述的高光谱内窥成像系统，其特征在于，所述高光谱成像仪还包括成像透镜，所述液晶可调谐滤波器设置于所述成像透镜和所述成像相机之间、所述传像光纤束和所述成像透镜之间，或者所述光源和所述耦合镜之间。


5.如权利要求3所述的高光谱内窥成像系统，其特征在于，所述耦合镜采用反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，梁洪易，罗飞，梁朝阳，
申请(专利权)人：深圳市中达瑞和科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44