内窥镜和设置在其中的图像捕获单元制造技术

一种内窥镜和设置在其中的图像捕获单元，所述内窥镜包括观察镜和容纳在观察镜内部的图像捕获单元。图像捕获单元包括：第一和第二棱镜；设置在第一和第二棱镜的斜面之间的反射膜；第一微调滤波器，透射通过第一棱镜的可见光经由反射膜入射到第一微调滤波器上；面向第一微调滤波器的第一图像传感器；第二微调滤波器，透射通过第二棱镜的近红外光经由反射膜入射到第二微调滤波器上；以及面向第二微调滤波器的第二图像传感器。第一棱镜固定到第二棱镜，第一微调滤波器固定到第一棱镜，并且第二微调滤波器固定到第二棱镜。微调滤波器固定到第二棱镜。微调滤波器固定到第二棱镜。

【技术实现步骤摘要】
内窥镜和设置在其中的图像捕获单元


[0001]本公开涉及一种内窥镜和一种设置在内窥镜中的图像捕获单元。

技术介绍

[0002]专利文献1公开了一种内窥镜，在该内窥镜中包括RGB滤色器和红外光(infrared light，IR)滤波器的单个图像传感器布置在内窥镜的尖端端部附近。在专利文献1的内窥镜中，利用可见光和激发光交替地照射患者的生物组织，并且因此通过单个图像传感器在时间轴上交替采集可见光图像数据和近红外光图像数据。在这点上，专利文献1的内窥镜具有不能在相同的定时采集可见光图像数据和近红外光图像数据的问题。进一步，在单个图像传感器中提供四种类型的像素，包括红色像素、绿色像素、蓝色像素和IR像素。因此，存在从图像传感器的每个IR像素输出的红外光图像信号中可能出现噪声，并且最终生成的近红外光图像数据的图像质量可能恶化的问题。
[0003]同时，专利文献2公开了一种内窥镜，在该内窥镜中四色分离棱镜和四个图像传感器布置在相机头部中。在专利文献2的内窥镜中，从中继透镜发射的光被四色分离棱镜分离成具有红光、绿光、蓝光和近红外光的四种光分量，并且然后四种光分量中的每一种被四个图像传感器当中的相对应的图像传感器接收。专利文献2的内窥镜可以同时采集可见光图像数据和近红外光图像数据。另一方面，由于四个图像传感器布置在远离观察镜(光学管)的尖端端部的位置，所以在与患者的生物组织相关联的可见光和近红外光到达四个图像传感器之前的时段期间，可见光和近红外光(特别是近红外光)的光强度(光量)降低。结果，存在可见光图像数据和近红外光图像数据的图像质量恶化的问题。进一步，由于四色分离棱镜的整体大小较大，因此有必要将四色分离棱镜布置在例如相机头部中。出于这个原因，为了将由患者的生物组织反射的可见光和近红外光从观察镜的尖端端部引导到四色分离棱镜，需要在内窥镜中提供昂贵的光学部件(诸如中继透镜)，并且整个内窥镜的制造成本可能增加。
[0004]专利文献1：JP
‑
A
‑
2016
‑
209143
[0005]专利文献2：JP
‑
A
‑
2019
‑
000339

技术实现思路

[0006]从上述观点来看，本公开的目的是提供一种内窥镜，该内窥镜能够提高指示患者的生物组织的可见光图像数据和近红外光图像数据的图像质量，同时降低制造成本；以及一种设置在内窥镜中的图像捕获单元。
[0007]本公开的一方面可以提供一种内窥镜，该内窥镜包括：要插入患者的身体中的观察镜；以及图像捕获单元，该图像捕获单元容纳在观察镜内部，并且被配置为接收与患者的生物组织相关联的光，以便捕获生物组织的图像。图像捕获单元包括：第一棱镜；面向第一棱镜的第二棱镜；反射膜，该反射膜设置在第一棱镜的斜面和第二棱镜的斜面之间，并且被配置为将与生物组织相关联的光分离成可见光和近红外光；第一微调滤波器，该第一微调
滤波器被配置为透射可见区中的光并屏蔽近红外区中的光，透射通过第一棱镜的可见光经由反射膜入射在第一微调滤波器上；第一图像传感器，该第一图像传感器面向第一微调滤波器，以便接收透射通过第一微调滤波器的可见光，并被配置为将所接收的可见光转换成电信号；第二微调滤波器，该第二微调滤波器被配置为透射近红外区中的光并屏蔽可见区中的光，透射通过第二棱镜的近红外光经由反射膜入射在第二微调滤波器上；以及第二图像传感器，该第二图像传感器面向第二微调滤波器，以便接收透射通过第二微调滤波器的近红外光，并且被配置为将所接收的近红外光转换成电信号。第一棱镜固定到第二棱镜，第一微调滤波器固定到第一棱镜，并且第二微调滤波器固定到第二棱镜。
[0008]根据上述配置，第一棱镜和第二棱镜彼此固定。进一步，第一微调滤波器固定到第一棱镜，并且第二微调滤波器固定到第二棱镜。利用这种配置，可以减小整个图像捕获单元的大小，并且图像捕获单元可以容纳在观察镜内部。由于图像捕获单元被容纳在观察镜内部，所以与患者的生物组织相关联的可见光和近红外光分别被第一图像传感器和第二图像传感器有效地接收。如上所述，由于指示生物组织的电信号(可见光图像信号)由第一图像传感器采集而不降低SN比(signal
‑
to
‑
noise ratio，信噪比)，所以指示生物组织的可见光图像数据的图像质量得到改善。进一步，由于指示生物组织的电信号(近红外光图像信号)由第二图像传感器采集而不降低SN比，所以指示生物组织的近红外图像数据的图像质量得到改善。由于可见光图像信号和近红外光图像信号是在相同的定时采集的，所以可见光图像数据的每个帧的时间轴和近红外光图像数据的每个帧的时间轴彼此匹配。因此，由于可见光图像数据的帧的时间轴和近红外光图像数据的帧的时间轴匹配，所以通过合成可见光图像数据和近红外光图像数据而生成的合成图像数据的准确性提高。进一步，由于图像捕获单元被容纳在观察镜内部，因此不需要在观察镜上提供昂贵的中继透镜等用于将可见光和近红外光从患者的生物组织引导到图像捕获单元，使得可以降低整个内窥镜的制造成本。因此，可以提供一种能够提高指示患者生物组织的可见光图像数据和近红外光图像数据的图像质量，同时降低制造成本的内窥镜。
[0009]在内窥镜中，第一图像传感器可以固定到第一微调滤波器，并且第二图像传感器可以固定到第二微调滤波器。
[0010]根据上述配置，可以减小整个图像捕获单元的大小，并且图像捕获单元可以容纳在观察镜内部。在这点上，例如，图像捕获单元可以容纳在具有小内径的观察镜内部。
[0011]在内窥镜中，图像捕获单元可以布置在内窥镜的面向生物组织的尖端端面附近。
[0012]根据上述配置，由于图像捕获单元布置在内窥镜的面向生物组织的尖端端面附近，所以第一图像传感器和第二图像传感器可以有效地接收与患者的生物组织相关联的可见光和近红外光。结果，通过内窥镜采集的可见光图像数据和近红外光图像数据的图像质量得到改善。
[0013]在内窥镜中，图像捕获单元还可以包括：红外光屏蔽膜，该红外光屏蔽膜设置在第一微调滤波器和第一图像传感器之间，并且被配置为透射可见区中的光并屏蔽近红外区中的光；以及可见光屏蔽膜，该可见光屏蔽膜设置在第二微调滤波器和第二图像传感器之间，并且被配置为透射近红外区中的光并且屏蔽可见区中的光。红外光屏蔽膜和可见光屏蔽膜可以被配置为屏蔽发射到生物组织并包括在中心波长为700nm至800nm的波段中的激发光。
[0014]根据上述配置，由于发射到生物组织的中心波长为700nm至800nm的波段中的激发
光被红外光屏蔽膜和可见光屏蔽膜屏蔽，因此可以适当地防止激发光不利地影响可见光图像数据和近红外光图像数据的图像质量的情况。
[0015]在内窥镜中，图像捕获单元可以进一步包括：透镜单元，该透镜单元固定到第一棱镜，以便将与生物组织相关联的光引导朝向第一棱镜。
[0016]根据上述配置，由于透镜单元，与生物组织相关联的可见光和近红外光可以有效地入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜，包括：观察镜，要被插入患者的身体中；以及图像捕获单元，容纳在所述观察镜内部并且被配置为接收与所述患者的生物组织相关联的光，以便捕获所述生物组织的图像，其中所述图像捕获单元包括：第一棱镜；面向所述第一棱镜的第二棱镜；反射膜，设置在所述第一棱镜的斜面和所述第二棱镜的斜面之间并且被配置为将与所述生物组织相关联的光分离成可见光和近红外光；第一微调滤波器，被配置为透射可见区中的光并屏蔽近红外区中的光，透射通过所述第一棱镜的所述可见光经由所述反射膜入射在所述第一微调滤波器上；第一图像传感器，面向所述第一微调滤波器，以便接收透射通过所述第一微调滤波器的所述可见光，并被配置为将所接收的可见光转换成电信号；第二微调滤波器，被配置为透射近红外区中的光并屏蔽可见区中的光，透射通过所述第二棱镜的近红外光经由所述反射膜入射在所述第二微调滤波器上；以及第二图像传感器，面向所述第二微调滤波器，以便接收透射通过所述第二微调滤波器的近红外光，并且被配置为将所接收的近红外光转换成电信号，其中所述第一棱镜固定到所述第二棱镜，其中所述第一微调滤波器固定到所述第一棱镜，并且其中所述第二微调滤波器固定到所述第二棱镜。2.根据权利要求1所述的内窥镜，其中所述第一图像传感器固定到所述第一微调滤波器，并且其中所述第二图像传感器固定到所述第二微调滤波器。3.根据权利要求1或2所述的内窥镜，其中所述图像捕获单元布置在所述内窥镜的面向所述生物组织的尖端端面附近。4.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其中所述图像捕获单元还包括：红外光屏蔽膜，设置在所述第一微调滤波器和所述第一图像传感器之间并且被配置为透射所述可见区中的光并屏蔽所述近红外区中的光；以及可见光屏蔽膜，设置在所述第二微调滤波器和所述第二图像传感器之间并且被配置为透射所述近红外区中的光并且屏蔽所述可见区中的光，以及其中所述红外光屏蔽膜和所述可见光屏蔽膜被配置为屏蔽发射到所述生物组织并包括在中心波长为700nm至800nm的波段中的激发光。5.根据权利要求1至4中任一项所述的内窥镜，其中所述图像捕获单元还包括：透镜单元，固定到所述第一棱镜，以便将与所述生物组织相关联的光引导朝向所述第一棱镜。6.根据权利要求5所述的内窥镜，其中所述透镜单元的尖端端部和所述内窥镜的面向所述生物组织的尖端端面之间的
距离在0.5mm至5mm的范围内。7.根据权利要求5或6所述的内窥镜，还包括：第一支撑构件，被配置为支撑所述透镜单元、所述第一棱镜和所述第二棱镜，并且被容纳在所述观察镜内部，其中所述第一支撑构件固定到所述透镜单元、所述第一棱镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤孝幸，片平晴康，隅田哲雄，金山茂弘，
申请(专利权)人：国立大学法人高知大学，
类型：发明
国别省市：