偏振照明成像装置和内窥镜的制作方法

本技术涉及内窥镜，特别是涉及一种偏振照明成像装置和内窥镜。

背景技术：

1、近年来，微创手术凭借其创伤小、疼痛轻、恢复快等优势成为现代治疗学所提倡的主流治疗方法，其一般通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜的影像引导在人体内直接施行手术。由于人体内是无光环境，需要借助外部光源才能够采集体内的图像信息，因此现有的电子内窥镜通常配置有照明系统和成像系统，使得成像系统在经由照明系统提供的有光环境下拍摄体内组织以进行内窥成像。

2、然而，由于体内组织和/或金属器械通常都具有光滑的表面，因此在利用现有的电子内窥镜进行内窥检测时，常会出现亮度很高的镜面反射现象，导致内窥图像出现高光和眩光问题。而为了降低图像的高光和眩光问题，现有的内窥方案是通过多张图像进行融合，但这又会极大地影响成像速度，导致现有的电子内窥镜在内窥成像时具有较大的时延，无法及时显示反馈，给内窥手术带来极大的不便和安全风险。

技术实现思路

1、本技术的一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其能够消除因镜面反射而引起的高光和眩光问题，提高内窥成像的质量。

2、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述偏振照明成像装置能够在去除镜面反射影响的同时，大幅减小内窥成像的时延，以便及时显示反馈，更好地引导内窥手术。

3、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述偏振照明成像装置能够大幅地降低装配难度，提升双目成像的一致性和装配的稳定性。

4、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述偏振照明成像装置能够在对目标实现三维成像的同时，有效地减小内镜尺寸，降低内镜成本。

5、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述偏振照明成像装置能够利用单个偏振传感器获得两种或两种以上的偏振图像，以便进一步提高双目成像的一致性和装配的可靠性。

6、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述偏振照明成像装置能够利用单个传统传感器与线偏振片之间的配合来获取两种或两种以上的偏振图像，以便有效地降低成本。

7、本技术的另一个优势在于提供一种偏振照明成像装置和内窥镜，其中为了达到上述目的，在本技术中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本技术成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种简单的偏振照明成像装置和内窥镜，同时还增加了所述偏振照明成像装置和内窥镜的实用性和可靠性。

8、为了实现本技术的上述至少一优势或其他优点和目的，本技术提供了一种偏振照明成像装置，用于设置于内窥镜的插入部以进行内窥成像，所述偏振照明成像装置包括：

9、偏振照明组件，所述偏振照明组件包括照明模组和第一线偏元件，所述第一线偏元件被设置于所述照明模组的照明光路中，用于将经由所述照明模组提供的照明光转换成第一线偏光以从该插入部的远端出射；和

10、偏振成像组件，所述偏振成像组件包括成像模组和第二线偏元件，其中所述第二线偏元件被设置于所述成像模组的成像光路中，并且所述第二线偏元件的偏振化方向垂直于所述第一线偏元件的偏振化方向，用于将从该插入部的远端入射的物光转换成第二线偏光以被所述成像模组接收成像。

11、根据本技术的一个实施例，所述成像模组包括感光组件、设置于所述感光组件和所述第二线偏元件之间的偏振分光组件以及设置于所述感光组件和所述偏振分光组件之间光路中的成像镜组；所述偏振分光组件具有第一入射光路、第二入射光路以及出射光路，所述第一入射光路和所述出射光路分别沿着所述成像镜组的光轴延伸，所述第二入射光路平行于所述第一入射光路；所述偏振分光组件用于将沿着所述第一入射光路入射的第二线偏光调制成沿着所述出射光路出射的第一线偏光，并反射沿着所述第二入射光路入射的第二线偏光以形成沿着所述出射光路出射的第二线偏光。

12、根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件包括提供所述第一入射光路和所述出射光路的第一x棱镜、提供所述第二入射光路的反射棱镜、用于将线偏光与圆偏光相互转换的偏振转换元件以及反射元件；所述第一x棱镜与所述成像镜组同光轴地排布；所述反射棱镜和所述反射元件沿着垂直于所述成像镜组的光轴方向分别被设置于所述第一x棱镜的相对两侧，所述偏振转换元件被设置于所述第一x棱镜和所述反射元件之间的光路中。

13、根据本技术的一个实施例，所述第一x棱镜包括面向所述第二线偏元件的第一直角棱镜、面向所述反射棱镜的第二直角棱镜、面向所述偏振转换元件的第三直角棱镜、面向所述成像镜组的第四直角棱镜、用于反射第一线偏光并透射第二线偏光的第一分光膜以及用于反射第二线偏光并透射第一线偏光的第二分光膜；所述第一分光膜同时位于所述第一直角棱镜和所述第三直角棱镜上相邻的两个直角面之间及所述第二直角棱镜和所述第四直角棱镜上相邻的两个直角面之间；所述第二分光膜同时位于所述第一直角棱镜和所述第二直角棱镜上相邻的两个直角面之间及所述第三直角棱镜和所述第四直角棱镜上相邻的两个直角面之间。

14、根据本技术的一个实施例，所述反射棱镜为斜面镀有高反膜的直角棱镜；所述偏振转换元件为四分之一波片；所述反射元件为平面反射镜。

15、根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件进一步包括设置于所述第一入射光路中的第一前置透镜和设置于所述第二入射光路中的第二前置透镜；所述第一前置透镜位于所述第二线偏元件和所述第一直角棱镜之间的光路中；所述第二前置透镜位于所述第二线偏元件和所述反射棱镜之间的光路中。

16、根据本技术的一个实施例，所述感光组件包括第一图像传感器、第二图像传感器以及分光元件，所述分光元件被设置于所述成像镜组的像侧，并且所述第一图像传感器和所述第二图像传感器分别位于所述分光元件的不同侧，用于分别接收经由所述分光元件分光的第一线偏光和第二线偏光以成像。

17、根据本技术的一个实施例，所述分光元件为第二x棱镜，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器分别位于所述第二x棱镜的两个反射侧。

18、根据本技术的一个实施例，所述感光组件为偏振型成像传感器，所述偏振型成像传感器被设置于所述成像镜组的像侧，用于同时接收经由所述成像镜组整形后的第一线偏光和第二线偏光以分别成像。

19、根据本技术的一个实施例，所述感光组件包括成像传感器和线偏振片，所述成像传感器被设置于所述成像镜组的像侧，并且所述线偏振片被可转动地设置于所述成像传感器和所述成像镜组之间的光路中，用于通过转动所述线偏振片以调节所述线偏振片的偏振化方向。

20、根据本技术的一个实施例，所述第一线偏元件为p偏振片和s偏振片中的一种；所述第二线偏元件为所述p偏振片和所述s偏振片中的另一种。

21、根据本技术的一个实施例，所述照明模组为照明光纤束，所述照明光纤束包括环形排布的多个照明光纤，多个所述照明光纤用于在该插入部的远端环绕着所述偏振成像组件以传导照明光。

22、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一种内窥镜，包括：

23、操作部；

24、插入部，所述插入部的近端连接于所述操作部；以及

25、上述任一所述的偏振照明成像装置，所述偏振照明成像装置被设置于所述插入部，用于对待观察目标进行内窥成像。