本申請涉及內窺鏡,更具體地涉及一種內窺鏡照明裝置、一種內窺鏡、一種內窺鏡照明系統(tǒng)及一種內窺鏡系統(tǒng)。
背景技術:
1、內窺鏡是當前應用非常廣泛的一種醫(yī)療儀器。內窺鏡通過生物體自然腔道將攝像元件送入生物體內,返回生物體內部組織的圖像。內窺鏡上設置有或者外接有用于為其成像視場供給照明光的照明裝置。通過該照明裝置進行照明,可以采集到較為清晰的圖像。
2、相關技術中,內窺鏡照明裝置出射的照明光通常為高斯分布或朗伯分布。在這種分布方式形成的照明場內,由于小角度光(即,位于照明場中心的光)的光強遠大于大角度光(即,位于照明場邊緣的光)的光強,導致照明場中光強分布不均勻。這種不均勻性會導致采集的圖像亮度不均勻,嚴重影響了圖像的質量。而為了保證圖像質量,通常只能利用照明場中心范圍內光強相對均勻的部分照明光為內窺鏡的成像視場提供照明,從而導致照明光的利用率較低。
技術實現思路
1、考慮到上述問題而提出了本申請。本申請?zhí)峁┮环N內窺鏡照明裝置、一種內窺鏡、一種內窺鏡照明系統(tǒng)及一種內窺鏡系統(tǒng)。
2、根據本申請的一個方面,提供了一種內窺鏡照明裝置,用于與內窺鏡連接,內窺鏡包括多個傳光件,內窺鏡照明裝置包括:至少一個光源、準直模塊和勻光件;準直模塊包括至少一個準直透鏡組,用于接收至少一個光源的出射光線,并形成準直光線;勻光件包括沿準直模塊的出射光路依次設置的至少兩個微透鏡陣列,至少兩個微透鏡陣列中的每個微透鏡陣列中的透鏡數量相同,以將準直光線分割為多束子光線,并使所出射的每束子光線在各個角度的光強均勻分布;內窺鏡照明裝置與內窺鏡連接時,勻光件中沿準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列中的至少部分透鏡與多個傳光件的入射端面一一耦合,以使從至少部分透鏡出射的多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至目標照明部位,并在目標照明部位疊加形成照明場。
3、示例性地,至少兩個微透鏡陣列中每個微透鏡陣列中的透鏡在投影平面上的投影的形狀為矩形或正六邊形,投影平面為與準直模塊的出射光路垂直的平面。
4、示例性地,勻光件包括兩個微透鏡陣列,兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,第一中心軸與準直模塊的出射光路垂直;兩個微透鏡陣列中每個微透鏡陣列中的透鏡在投影平面上的投影的形狀為矩形;兩個微透鏡陣列中任一微透鏡陣列的透鏡表面的最低點與另一微透鏡陣列的透鏡表面的最低點在目標方向上的距離d滿足以下要求:0.9≤2*d*tana/a≤1.1;0.9≤2*d*tanb/b≤1.1;其中,a為矩形的長度;b為矩形的寬度;a表示子光線在水平方向的最大出射角度;b表示子光線在豎直方向的最大出射角度;目標方向為與準直模塊的出射光路平行的方向。
5、示例性地,勻光件包括兩個微透鏡陣列,兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,第一中心軸與準直模塊的出射光路垂直;兩個微透鏡陣列中每個微透鏡陣列中的透鏡在投影平面上的投影的形狀為正六邊形;兩個微透鏡陣列中任一微透鏡陣列的透鏡表面的最低點與另一微透鏡陣列的透鏡表面的最低點在目標方向上的距離d滿足以下要求:0.9≤2*d*tanc/c≤1.1;其中,c為正六邊形的邊長;c表示子光線的最大出射角度;目標方向為與準直模塊的出射光路平行的方向。
6、示例性地,當內窺鏡照明裝置與內窺鏡連接時,勻光件中沿準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列與多個傳光件的入射端面間的距離小于或等于預設距離,以使得從至少部分透鏡出射的多束子光線全部進入多個傳光件的入射端面。
7、示例性地,至少兩個微透鏡陣列沿準直模塊的出射光路依次設置,且沿準直模塊的出射光路設置在最前方的兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,至少兩個微透鏡陣列中的每個微透鏡陣列中的透鏡相對第二中心軸對稱分布,第一中心軸與準直模塊的出射光路垂直,第二中心軸與準直模塊的出射光路平行。
8、示例性地,至少兩個微透鏡陣列除沿準直模塊的出射光路設置在最前方的微透鏡陣列以外的各微透鏡陣列間的透鏡曲率不同。
9、根據本申請的另一方面,提供了一種內窺鏡,用于與內窺鏡照明裝置連接,內窺鏡照明裝置為上述的內窺鏡照明裝置;內窺鏡包括:多個傳光件,內窺鏡與內窺鏡照明裝置連接時,多個傳光件的入射端面與勻光件中的沿準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列中的至少部分透鏡一一耦合,以使從至少部分透鏡出射的多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至目標照明部位,并在目標照明部位疊加形成照明場。
10、示例性地,傳光件是光纖;多個光纖的出光段集成形成至少一個光纖束。
11、示例性地,還包括固定架;固定架上設置有多個與至少部分透鏡一一對應的安裝孔;多個傳光件的入光端分別固定在多個安裝孔內,以在內窺鏡與內窺鏡照明裝置連接時,使從至少部分透鏡出射的多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至目標照明部位。
12、根據本申請的又一方面,提供了一種內窺鏡照明系統(tǒng),包括:至少一個光源、準直模塊、勻光件和多個傳光件;準直模塊包括至少一個準直透鏡組,用于接收至少一個光源的出射光線,并形成準直光線;勻光件包括沿準直模塊的出射光路依次設置的至少兩個微透鏡陣列,至少兩個微透鏡陣列中的每個微透鏡陣列中的透鏡數量相同,以將準直光線分割為多束子光線,并使所出射的每束子光線在各個角度的光強均勻分布;勻光件中沿準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列中的至少部分透鏡與多個傳光件的入射端面一一耦合,以使從至少部分透鏡出射的多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至目標照明部位,并在目標照明部位疊加形成照明場。
13、根據本申請的再一方面,提供了一種內窺鏡系統(tǒng),包括上述的內窺鏡照明裝置和/或上述的內窺鏡,或者,包括上述的內窺鏡照明系統(tǒng)。
14、根據上述技術方案,通過利用勻光件將出射光線由大光束切割為多個光斑,有利于降低出射光線的光強的不均勻性;通過利用多個傳光件將勻光件形成的光斑傳輸到目標照明部位,有利于避免改變光斑角度??傊?,該方案通過將勻光件與傳光件結合,有利于在目標照明部位形成光強均勻的照明場,從而有利于提高圖像質量,且具有較高的光利用率。同時,該方案的照明裝置光學元件少,耦合結構簡單,易于生產裝配。
15、上述說明僅是本申請技術方案的概述,為了能夠更清楚了解本申請的技術手段,而可依照說明書的內容予以實施,并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂,以下特舉本申請的具體實施方式。
1.一種內窺鏡照明裝置,用于與內窺鏡連接,其特征在于,所述內窺鏡包括多個傳光件,所述內窺鏡照明裝置包括:至少一個光源、準直模塊和勻光件;
2.根據權利要求1所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,所述至少兩個微透鏡陣列中每個微透鏡陣列中的透鏡在投影平面上的投影的形狀為矩形或正六邊形,所述投影平面為與所述準直模塊的出射光路垂直的平面。
3.根據權利要求2所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,所述勻光件包括兩個微透鏡陣列,所述兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,所述第一中心軸與所述準直模塊的出射光路垂直;
4.根據權利要求2所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,所述勻光件包括兩個微透鏡陣列,所述兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,所述第一中心軸與所述準直模塊的出射光路垂直;
5.根據權利要求1-4任一項所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,當所述內窺鏡照明裝置與所述內窺鏡連接時,所述勻光件中沿所述準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列與所述多個傳光件的入射端面間的距離小于或等于預設距離,以使得從所述至少部分透鏡出射的所述多束子光線全部進入所述多個傳光件的入射端面。
6.根據權利要求1-4任一項所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,所述至少兩個微透鏡陣列沿所述準直模塊的出射光路依次設置,且沿所述準直模塊的出射光路設置在最前方的兩個微透鏡陣列相對第一中心軸對稱分布,所述至少兩個微透鏡陣列中的每個微透鏡陣列中的透鏡相對第二中心軸對稱分布,所述第一中心軸與所述準直模塊的出射光路垂直,所述第二中心軸與所述準直模塊的出射光路平行。
7.根據權利要求1-4任一項所述的內窺鏡照明裝置,其特征在于,所述至少兩個微透鏡陣列除沿所述準直模塊的出射光路設置在最前方的微透鏡陣列以外的各微透鏡陣列間的透鏡曲率不同。
8.一種內窺鏡,用于與內窺鏡照明裝置連接,其特征在于,所述內窺鏡照明裝置為權利要求1-7任一項所述的內窺鏡照明裝置;所述內窺鏡包括:多個傳光件,所述內窺鏡與所述內窺鏡照明裝置連接時,所述多個傳光件的入射端面與所述勻光件中的沿所述準直模塊的出射光路設置在最后方的微透鏡陣列中的至少部分透鏡一一耦合,以使從所述至少部分透鏡出射的所述多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至目標照明部位,并在所述目標照明部位疊加形成照明場。
9.根據權利要求8所述的內窺鏡,其特征在于,所述傳光件是光纖;所述多個光纖的出光段集成形成至少一個光纖束。
10.根據權利要求8所述的內窺鏡,其特征在于,還包括固定架;所述固定架上設置有多個與所述至少部分透鏡一一對應的安裝孔;所述多個傳光件的入光端分別固定在所述多個安裝孔內,以在所述內窺鏡與所述內窺鏡照明裝置連接時,使從所述至少部分透鏡出射的所述多束子光線分別經由對應的傳光件傳輸至所述目標照明部位。
11.一種內窺鏡照明系統(tǒng),其特征在于,包括:至少一個光源、準直模塊、勻光件和多個傳光件;
12.一種內窺鏡系統(tǒng),其特征在于,包括權利要求1-7任一項所述的內窺鏡照明裝置和/或權利要求8-10任一項所述的內窺鏡,或者,包括如權利要求11所述的內窺鏡照明系統(tǒng)。